電力節能變頻器在氧化鋁配料系統中的應用何金奎，高媛（中鋁山西分公司，山西河津043300）針對氧化鋁燒結法配料生產設備存在的不足，采用變頻調速技術對其進行了改進，不僅改善生產過程使生料漿指標合格率得到提高，而且實現了節約能源，提高了企業經濟效益。

　　氧化鋁；配料；變頻；節能I丨TM46 I丨B|文章編號| 0刖目在氧化鋁燒結法生產工藝中，配料處于重要的基礎地位，配料產品即生料漿質量指標的優劣對后續氧化鋁生產作業有著重要的影響。而其主要質量指標鈣比、細度、鋁硅比及細度是依靠調整進入原料的石灰石、混礦石等物料的下料比例及流量（每小時下料重量）來實現的。

　　原來所用設備及方法是：使用兩臺裙式板式機分別帶上述兩種物料，依靠滑差電機調速來完成，即依靠泵稱稱出不同轉速下兩種物料的重量，然后簡單估算出一系列不同轉速所對應兩種物料的流量值，列出圖表貼在飼料機操作室內，然后飼料機操作人員依照調整指標人員的命令，按照此表內對應值依靠人工調整電機轉速來調整下料比例及流量。此方法存在以下不足：①由于滑差調速電機本身性能限制，當板式機在低速運行時，板式機的速度往往處于一種不穩定狀態，即使是在正常調速范圍內也經常發生因調速器性能不穩定出現明顯的偏差，每過7天左右就需要電工對調速器整體校正一次；②由于滑差離合器密封性不好，離合器容易被灰塵或異物堵死而造成飛車（失控）現象，導致出磨生料漿一次入槽合格率低，需要在小槽內進行后續2次甚至3次倒槽調整指標才能合格，使后續工序變得復雜；③板式機的調速儀表設在現場，并且缺少在線檢測設備，要求飼料機操作人員定期不定期地到現場巡檢、記錄、計算調整等，勞動強度大；④板式機較皮帶秤維護、清理工作量大，費用高。針對上述問題，我們使用DCS系統變頻調速皮帶稱及其控制儀表等對該控制系統進行了改造。其控制系統電路圖如所示。

　　1變頻器的工作原理1.1設備選用及其功能DCS系統采用FOXBORO公司I/A，S集散控制系統，其功能為：①根據整體工藝流程的情況及設備狀況提供兩臺皮帶稱（兩種物料）的下料比例及流量給定；②完成皮帶稱起動、故障報警與停機的自動化專科學校，工程師，現工作于中鋁山西分公司氧化鋁一分控制系統電路圖控制儀表選用專門針對皮帶稱設計的一種高性能控制儀表TS900，其功能為：根據DCS提供的給定流量值與皮帶稱返回的瞬時流量值，通過其內部PID調節器運算后，調整皮帶稱的轉速，使皮帶稱的瞬時流量值與給定流量值相等。

　　1.2工作原理工作原理見，主控室操作人員通過DCS系統起動皮帶稱，變頻器起動的同時發出應答信號于儀表，它根據DCS所給定流量值調整變頻調速皮帶稱的運行速度。由于皮帶稱在開始運行時有一段布料過程，故在設定布料時間內儀表不進行PID調節也不進行報警（速度報警除外）但隨時進行流量計內通過DCS系統停車，而不影響其它皮帶秤的運行，此時該臺皮帶秤對應系統部分將處于自動控制運行的備用狀態下，即TS900儀表始終處于備妥狀態，隨時可根據生產需要啟動它。

　　DCS系統一方面可根據生產工藝控制要求及下料總重量自動調整下料比例及流量給定值，另一方面可實現設備的連鎖保護控制，即在入磨堿液量低于設定值或磨機跳閘停車時，自動停止皮帶秤的運轉避免堵磨子進料口的事故發生。而主控室人員僅根據來料情況（斷料與否）及后續產品指標情況進行微調即可。原飼料機人員在主控室內通過攝像頭便可監視所有10臺皮帶秤，觀察其運轉狀況及所帶物料變化情況。另外該系統還可實現各種物料的在線計量和實時調整。若來料不中斷且成分相對穩定，該系統還可以在模塊指導下達到完全自動穩定運行。

　　1.3運行說明自動、手動、變頻控制可轉換。自動狀態：該系統完全實行自動運行，其內部參數完全有模塊控制運行。手動狀態：DCS系統退出運行，每臺皮帶秤將處于獨立控制運行，但每臺調速系統還處于閉環控制。變頻控制狀態：完全依靠經驗人為設定變頻器（在其面板上）運轉頻率。三種狀態可以轉換。

　　（2）瞬時流量計算。皮帶稱返回瞬時流量計算是通過安裝在其計量輥下的荷重傳感器，使皮帶上物料的重量轉換成電壓信號，該電壓信號（mV級）由TS900儀表的模擬輸入AD口輸入儀表，通過計算得到單位長度物料量G（kg/m）。在皮帶秤上還安裝有皮帶速度傳感器，該傳感器可以將皮帶速度轉換成脈沖信號，再由DI口輸入TS900儀表，得到皮帶的速度Km/s），則皮帶稱瞬時流量為G.V（通過儀表內部計算）。

　　負荷率、速率、流量偏差率及皮帶跑偏監視功能，等皮帶發生斷料、卡住及跑偏等故障時能及時報警或停車。

　　3應用效果3.1配料工藝指標該控制系統投入運行后，因其計量精確完全滿足了生產工藝指標的控制要求，使用1年來生料漿主要質量指標鈣比、細度、鋁硅比等合格率較過去同等條件下相比提高10%~15%.原料供應成分穩定，可逐步取消出磨生料漿在小槽中反復倒槽的傳統工藝，實現了出磨生料漿不經調整即為合格料漿，為氧化鋁后續生產的穩定運行，為氧化鋁燒結法系統的穩產高產提供了很好的基礎條件。

　　3.2勞動強度該系統運行穩定可靠，相對降低了維護、清理的工作強度。①該系統實現各種物料的在線計量和實時調整，避免了飼料機操作人員到現場巡檢、記錄、計算調整等工作，勞動強度大為降低；②皮帶秤系統僅需半年左右進行一次核秤，不象原來使用板式機時那樣繁瑣，需要電工每周校正一次調速儀表；③皮帶秤較板式機維護點少、維護量小，體現在原板式機驅動部分采用圓柱齒輪減速器（ZQ-500型）通過彈性聯軸器與滑差電機連接后實施，而皮帶秤采用減速器與電機一體型的擺線針輪減速電機（BWY15型）前者在使用過程中要求巡檢及維護的部位比后者不僅點多而且復雜，相比后者維護量要小得多。

　　3.3經濟效益3.3.1勞動成本使用1年來改造后由于維護量小，致使檢修人工費較原來每年節約1.5萬元；原10臺板式機需要兩名操作工，現由于勞動強度降低僅需要一名就可以了，每年降低生產成本2萬元左右。

　　3.3.2節能效果改造前板式機配用的7.5kW電機，正常生產時運行電流（/i）約為11.5A，運行電壓380V，則電機消耗功率改造后皮帶秤配用3kW電機，電機正常生產時（變頻器輸出23Hz左右）的運行電壓為200V，電流（/2）為45A，則電機消耗功率若按平均每天運行8臺皮帶秤，電費以0.4元/kW %1年工作8300h（去除檢修等時間）計算，年節約電費支出11.95萬元。

　　4結論變頻調速系統操作簡單、方便，用戶界面友好，而且功能齊全，完全滿足了生產工藝指標的控制要求，使出磨生料漿入槽合格率明顯提高，改善了工藝流程且降低了操作者的勞動強度。

　　節能效果顯著，節電率76%左右，年節約電費約11.95萬元。

　　降低了維修費用，年節約維修費1. 5萬元，提高了設備的運轉率，具有很好的使用價值和顯著的經濟效益。

　　（上接第33頁）戴關鋒。氫氧化鋁過濾方法的改進及實踐||.有色冶趙萍等。平盤過濾機在中國氧化鋁廠的應用及其工藝優化途徑。世界有色金屬，2002（5）：鄔春等。平盤過濾機在燒結法氧化鋁生產中的應用王殿文。水平真空帶式過濾機在氧化鋁生產中的應用輕金屬，1987