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印刷包裝應用
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造紙機械變頻應用

 目前在紙機分部傳動上使用的變頻器必須能同時具備以下特點

 
(1)調速範圍寬,在全速度範圍內,效率必須在90%以上;
(2)功率因數高於0.9以上;
(3)輸入諧波電流總失真小於3%;
(4)采用可靠性高、技術成熟的標準器件IGBT;
(5)能減少輸出諧波分量並有效降低dv/dt噪音和轉矩脈動的效果
 
(一)、造紙機變頻改造的前景和分析。
據有關方麵統計,我國擁有3780多萬噸生產能力,單機生產能力在5萬噸以上以及紙板機生產能力在10萬噸以上的不足三分之一,尚有三分之二以上的生產能力需要投入巨資改造,其中至少三分之一的紙機需要部分或全部更換原來的傳動部分(包括機械齒輪箱和電機傳動),以提高車速或降低能耗。
我國造紙機分部傳動設備,以前采用SCR直流調速方式,由於存在滑環和炭刷造成可靠性和精度不高,從而導致紙機的機械落後,最高車速也隻有200m/min左右,很難同國外的1000m/min的高速紙機相比。造紙是一個連續生產的過程,因此生產線的連續和有序控製成為了製約成品紙質量和產量的瓶頸。直流調速係統在紙機的發展史上占有重要的地位,但由於直流電機存在維護難、抗環境能力差,主要表現如下:
(1)整流子磨損嚴重,燒毀整流子的故障,導致停機時間長;
(2)直流電機維修困難多,要求高,修理費用也高;
(3)測速發電機易磨損,造成傳動係統精度低;
(4)直流調速控製係統複雜,調試困難,一般技工很難調出好的機器。
交流變頻調速技術以其卓越的調速性能,顯著的節電以及在國民經濟領域的廣泛適用性,而被公認為是一種最有前途的交流調速方式。它不但具有直流電機優良的調速性能,同時具有交流電機簡單、可靠,因而逐漸被廣泛應用由此看來,造紙機分部傳動機械的變頻化已是大勢所趨。
造紙機傳動的變頻改造有非常好的效果,如從工藝上改善紙品、增加產能、降低能耗、延長停機檢修周期。
以某廠改造一台長網紙機為例,它有兩個分部:一個是烘缸(幹部),一個是網部(濕部)。根據工藝要求抄紙速度為20-100m/min,紙頁定量為9-30g/m2。一般紙機的傳動精度要求達到1-3‰,由於速度變化範圍大,最低定量為9g/m2,要求紙機的傳動精度更高。因此,選擇紙機的傳動控製方案閉環係統。 
 
(二)、節能效益分析
根據該廠改造前和改造後紙機能耗對比,如下:
改造前的電功率:90米的車速P90=74A×180V+3×220=13980W=13.98kW(直流傳動)
按一年生產300天計:整機用電=300×24×13.98=100656(kWh)
改造後的電功率:90米的車速P90=1.732×16A×380V=10530W=10.53(kW)(變頻傳動)
整機用電=300×24×10.53=75816(kWh)
全年可節電=100656-75816=24840(kWh)
由此可以得出應用變頻器後實際節能為:25%
 
(三)、工藝效益分析
①紙機的運轉率提高:27%以上(由月平均產量得到,已排除其他因素)可增產值:
②成品率提高:1.6%
綜上所述,采用變頻器後提高紙機的運轉性能,進一步提高了經濟效率。
 
(四)造紙附屬設備的變頻器應用分析
造紙機的輔助設施包括以下幾個係統:供漿係統、白水係統、真空係統、壓縮空氣係統、化學品製備及傳送係統、供水係統、蒸汽係統等。為了使造紙機能夠連續均衡地運轉,它的輔助設施能力,一般應超過造紙機的最大生產能力的15%-30%,這將存在具大的能量損耗。
供漿係統的變頻應用
供漿係統必須滿足下列幾個條件:
(1)向造紙機輸送的漿料要穩定,誤差不能超過±5%;
(2)漿料的配比和濃度要穩定均勻;
(3)貯備一定的漿料量,使供漿能力可以調節,以適應造紙機車速和品種的改變;
(4)對漿料進行淨化精選
(5)處理造紙機各部分損紙。
通常情況下,供漿係統由供漿管路的漿泵、衝漿泵和淨化設施的壓力篩、除渣器組成,要達成以上五點目的,最主要就是要對漿泵和衝漿泵從全速運行變為可速度調節變頻運行,最終滿足供漿自動化。
以衝漿泵為例來說明變頻器的速度控製流程:該變頻控製宜采用雙閉環係統的速度控製方式,外環是速度閉環,內環是電流或轉矩閉環。衝漿泵速度的設定值一方麵是由漿速和網速比變化而獲得,另一方麵是來自於流漿箱的壓力控製器。前者是主調,後者是微調。紙機的漿速和網速比基本上是恒定的,因此紙機的網速一旦變化,衝漿泵的轉速也跟隨變化;為了提高速度調節器的精確性和反映流漿箱的實際工藝過程,通常還需取流漿箱的壓力PID控製輸出值的±5%的變化來作為衝漿泵附加的速度設定值。速度的實際值取自傳動電機的實際速度采樣,可通過旋轉測速電機或光電旋轉編碼器等檢測裝置獲取。電流的設定值取自速度環的輸出信號,電流的實際值取自各個傳動點的交流變頻器輸出端電流互感器的測量值。因此對於衝漿泵的變頻調速而言,需對其進行PID控製,可達到理想節能效果。