混凝土攪拌電機系統節能與評估

發布時間：2019-04-22 08:50:31 作者：新型建機

以一個混凝土攪拌電機系統為實例，對其系統進行了科學分析，找出節能空間和措施，并對節能效果進行了預計算和評估，對混凝土攪拌電機系統設計和改造具有指導意義。

一套典型的攪拌電機系統包括上料皮帶機、螺旋輸送機、泵、攪拌主機等，系統裝機容量約為200 kW，攪拌能力為 2 m³ /次(或其他的立方量)，一個這樣的系統稱之為攪拌臺，攪拌站一般由3 ～ 4個攪拌臺組成，以適應不同立方量的需求，系統主要耗用能源是電力。混凝土攪拌工藝為鏟車將堆料場石子和黃沙運送到皮帶機，皮帶機分別將石子和黃沙輸送到角料倉，角料倉由多個小倉位組成，分別存放了石子、黃沙、其他粉塵、水泥等各類預拌混凝土的原材料，布料機按計算機控制分別打開倉門，根據混凝土配方要求將石子、黃沙等原材料逐一放至稱量斗稱量至標準定額數量，再將其放到攪拌機內，加入適量的水由攪拌主機攪拌混合為成品，后由攪拌車外運。其中生產的關鍵設備和工藝是攪拌主機和攪拌過程，攪拌主機約占攪拌電機系統用電量的 80% ，是系統中的重點耗能設備。

1、攪拌主機用能上存在的問題

(1) 攪拌主機一個攪拌過程只要約 60 s，在攪拌車進出和不攪拌混凝土期間是 50 Hz、380 V空載運行并不停機，造成電能浪費。經了解，工藝上對空載運行轉速沒有要求。

(2) 攪拌主機在攪拌時的實際轉速比工藝要求高了 10% ，同時負載率約為 75% ，轉速和負載率均沒有用足。

(3) 攪拌機主機現為星 － 三角降壓起動，優點是可以降低起動電流，其缺點在于起動轉矩降到三角形接法的 1 /3，起動時間相對變長，沖擊電流的時間增多，影響電網的穩定及其他用電設備的運行安全，同時攪拌主機工頻起動對其本身沖擊大，電機軸承的磨損大，所以設備維護工作繁。

2、攪拌主機系統節能方案

根據上述分析，攪拌主機的功率和轉速接近于線性關系，降低轉速使功率下降可達到節能的目的。變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，調速平滑、范圍寬，安裝使用方便，成本不高，故擬采用閉環變頻調速控制節能技術的優化方案，大幅降低空載時主機系統的轉速，適當降低負載時主機系統的轉速。對攪拌主機進行變頻改造時，考慮攪拌主機在實際運行過程中根據攪拌物料的特性以及加入其他化學物質的時間不同，設定多段速度進行控制，提高生產效率的同時更加節能。采用矢量控制技術和 PID 調節技術相結合的手段進行系統控制，從而達到更好的節能效果。