
項目名稱:佳通合肥工廠B廠硫化車間精元硫化機F01-F05液壓站。
改造緣由:硫化機液壓站因工作頻繁起停,導致接觸器(軟啟動)頻繁損毀,電機月均燒毀3臺;同時機械沖擊和噪聲都較大,機械配件壽命相對減少,維護成本較高;節(jié)能減排。
改造方法:用新時達ME500-4T 0037變頻器替換接觸器方案。
改造原理:變頻器的軟啟軟停,閉環(huán)反饋控制,減少電機空轉(zhuǎn)耗能。
改造時間:2小時。
投入運行:2014年5月15日。
改造過程
保持原控制系統(tǒng)電路不變,將硫化機液壓站的接觸器替換成變頻器,系統(tǒng)PLC給定的啟停信號直接接到變頻器控制變頻器啟停(省去中間繼電器),同時把液壓站的壓力信號接到變頻器模擬量的端口,做成壓力信號反饋閉環(huán)控制,通過壓力信號控制變頻器的轉(zhuǎn)速。
工作過程
PLC發(fā)出啟動信號后,變頻器啟動,液壓站壓力迅速上升達到設定值,給液壓裝置提供液壓開模或合模動力;當開模合模動作完成后,壓力傳感器電壓(也可以是電流)輸出減少,變頻器頻率降低到低頻狀態(tài),電機低速運轉(zhuǎn),此時液壓站壓力保持在設定值;當液壓裝置開始動作時,液壓站流量增大壓力降低,壓力傳感器電壓(或電流)輸出增大,變頻器頻率迅速增加至額度頻率,電機快速運轉(zhuǎn),給液壓站提供所需壓力;如此反復,當一個周期結束后PLC給出停止信號時,變頻器停止,處于待機狀態(tài),等待下一個工作周期開始。
改造效果
1)性能穩(wěn)定可靠。投入運行以來,變頻器一直穩(wěn)定工作。在夏季,硫化機液壓站工作環(huán)境溫度接近50℃,ME500突破了常規(guī)變頻器在高溫、粉塵環(huán)境不能正常工作的瓶頸,無任何故障發(fā)生,從而確保了生產(chǎn)的連續(xù)不間斷,提高產(chǎn)量。
2)維護成本降低。因變頻器工作穩(wěn)定可靠,生產(chǎn)過程中無故障停機及器件損壞,故無需停機更換損毀的接觸器(或軟啟動)及其他備品備件,僅在停機檢修時對變頻進行除塵、緊固螺絲等常規(guī)保養(yǎng)工作,節(jié)約人力資源及備件費用,同時保證生產(chǎn)的連續(xù)性,提高產(chǎn)量。
3)降低沖擊,延長機械配件和電機使用壽命,減少備品備件等采購成本。設備頻繁的直接啟動或停止都會產(chǎn)生強大機械沖擊,造成機械配件的損耗過快甚至損壞,電機也會因6-10倍啟動電流沖擊,造成線圈老化進而壽命縮短、燒毀,而變頻器軟起和軟停的功能,就能保證設備在啟停的過程中工作平穩(wěn),而當液壓站在無液壓輸出時,變頻低頻工作狀態(tài)電機低速運轉(zhuǎn)也降低了設備機械磨損等,從而做到了降低機械沖擊,延長機械配件和電機使用壽命、減少備品備件的采購成本等。
4)節(jié)能。在設備改造之前,對該液壓站裝電表統(tǒng)計計算單條輪胎的電能成本;根據(jù)電表計量電能成本統(tǒng)計可以看出,使用變頻器還有很大的節(jié)能空間:
表1 精元液壓硫化機與HF硫化機電能單耗比較
注:
① 精元硫化機F01-F05泵站啟用37kW及22kW電機各1臺。
② 安裝的單相電能表約有0.02kWh的初始值,造成第1次值較大。
③ 計算消耗電能數(shù)值:單相電能表讀值×3×20(100:5互感器)。
由表1統(tǒng)計結果可以算出精元液壓硫化機F01-F05在未改造前每條胎平均電能消耗為:
H單耗=(0.364+0.293+0.293+0.284)÷4 = 0.3085元
表2 精元液壓硫化機電能單耗比較
注:
① 精元硫化機F01-F05泵站啟用37kW及22kW電機各1臺。
② 安裝的單相電能表約有0.02kWh的初始值,造成第1次值較大。
③ 計算消耗電能數(shù)值:單相電能表讀值×3×20(100:5互感器)。
根據(jù)表2統(tǒng)計,變頻改造后每條胎的電能消耗為:H單耗 = 0.19 元
即:生產(chǎn)每條輪胎節(jié)省 S單省 = 0.3085 – 0.19 = 0.1185 元
每天生產(chǎn)輪胎數(shù)量為: 天產(chǎn)量 = C產(chǎn)量 × B班次 = 300 × 3= 900 條
每月節(jié)省 S月 = S單省 × 天產(chǎn)量 × 月天數(shù)= 0.1185 × 900 × 30= 3199.5元
1年按照300天連續(xù)生產(chǎn)時間,1天3班,每班產(chǎn)量300條胎,即,1年內(nèi)節(jié)省電費即可收回改造費用。
改造結論
改造后設備運行穩(wěn)定,控制準確平穩(wěn),節(jié)能效果明顯,維護成本及設備噪聲明顯降低,建議該硫化機液壓站全部進行變頻改造。
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