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倍捻机节能改造报告

发布时间:2018-01-17 13:39:00 点击:


基于台达变频的泰坦TDN-12B型倍捻机节能改造可行性报告
创建人:周
审核人:文档编号:V095.19 制定日期:2009-5-19
  武汉德丰自动化控制有限公司


  一、 改造项目概述:
  倍捻机属于织造前准备工艺的设备,作为一种加捻设备,传统的倍捻机只使用一台电动机作为动力,通过龙带传动机构和齿轮机构分配到各锭子、卷绕轴和横动摆杆。 


  倍捻机在加捻不同不同支数和股数的纱线,需改变锭子速度。传统的倍捻机通过更换龙带皮带盘完成此工艺,不仅效率低下,且需由专业保全工完成。现代变频传动技术的持续发展,对三相异步电机无极调速成为可能。更为重要的是,在变频器驱动下,电机运行在额定速度下,其运行电流随之降低,从而降低设备电耗,节约运行成本。

  二、 泰坦TDN-12B型倍捻机运行工况现状分析
  泰坦TDN-12B型短纤倍捻机采用一台11KW三相异步电机为主电机,其额定电流22.6A,功率因素0.82,通过更换龙带皮带盘变速。此种电气配置和启动方式存在以下问题:

  1.能耗高
  当前配置模式下,龙带的速度降低并不能显著降低电机运行电流,造成大量无用功产生,浪费能源;

  2.更换龙带皮带盘耗时较长,且需专业保全工完成
  以TDN-12B型为例,更换单台皮带盘需耗时25-30分钟,更换捻度齿轮需耗时5-10分钟。这样,假设车间40台此种倍捻机,则因更换工艺引起的人工耗时:
  (25+5)~~~(30+10)*40/60 = 20~~26.7 小时
  效率低,且劳动强度大。

  3.电机硬启动对机械和电网冲击过大
  传统倍捻机动力传动系统中,都由皮带与齿轮来承担,由于电动机启动硬度的原因,启动过程中,不仅电流大,冲击电网,同时出现皮带打滑,冲击齿轮等现象,降低设备使用寿命。在多台同时启动时,增大对电网容量要求。图2为改造前TDN-12B型短纤倍捻机配电箱(采用星三角启动电机)

 

  三、 变频节能改造理论、优点分析
  变频器驱动技术,重点在于其驱动普通三相异步电机实现无极变速的便利性,同时速度的变化,运行电流随之变化,实现节能目的。

  变频改造后其主要优点主要体现在如下几个方面:
  1.具有显著的节电效果我们仍以TDN-12B型倍捻机 加工 21S 两股纱线 捻度289 为例比较如表3

 

项目 
状态

主电机功率

功能因素

皮带盘配比

电机轴速度

运行频率

电机电流

瞬时功率

全天 
用电

传统配电

11KW

0.82

144/34

1460

50HZ

19 A

10.3

205

变频改造后

11KW

0.91

210/34

1000

34HZ

14 A

8.4

168

备注:已考虑变频器自身能耗(34HZ,0.3KW) 全天 20小时


  表3 改造前后对比分析
  改造前全天耗电:19*380*0.82*1.732*20/1000~=205 千瓦时
  改造后全天耗电:14*380*0.91*1.732*20/1000~=168 千瓦时
  节电率 205-168)/205*100%=22.9%
  全年以300个工作日计算:
  累计节电 205-168)*300=14100 千瓦时
  折合电费 14100*0.79=11139 元

  2.修改工艺参数方便快捷
  加捻不同纱线时,无需更换龙带皮带盘,直接调节变频器现实面板速度,实现无级调速,满足生产工艺要求,提高成纱质量。操作方便快捷,一般挡车工即可完成。

  3.启动平滑,消除机械的冲击力,保护机械设备
  应用交流变频技术就能够很好的解决平滑启动,设备启动加速时间可人为设定,有效消除机械启动时的冲击力,延长设备使用寿命。

  4.启动电流小,减少电源设备容量。

  5对电机具有保护功能,降低电机的维修费用
  使用变频控制,控制电气线路更为简单明了。同时变频驱动自身设计有丰富的电机保护功能,在电机过流、过载、堵转情况下均能有效防止电子烧毁。 4为台达变频器在倍捻机改造后控制柜(22KW)

 

 

  四、 台达VFD-B-P纺机专用变频
  台达凭借多年在工业控制和纺织行业的配套实力,根据纺织车间高温高湿高粉尘毛羽等特点,专门组织力量研发了VFD-B-P系列纺机专用变频。

  此款变频除秉承台达VFD-B高性能通用变频功能外,还据有如下特色:
  1. 耐高温高湿环境
  纺机专用变频器,模块化设计,将发热元件独立安装。避免变频器因为内部发热报OH故障;同时,保证在湿度高达90RH%(无结露)情况下使用无故障运行。此点已经在众多细沙机上得到严格验证。

  2. 无风扇设计,免维护清理
  为应对高粉尘毛羽环境,我们专门设计散热系统,在保证无风扇情况下,达到系统良好的散热效果。这样,大大减低了纺织车间应飞羽粉尘造成的变频器风扇故障造成的过热报警。同时,避免因清洁变频系统风扇所浪费的人工工时。
  3. 优异的矢量控制技术和电机保护功能图5为 台达VFD-B-P系列纺机专用型变频

 

 

  五、 TDN-12B型倍捻机变频节能改造的实施
  基于泰坦TDN-12B型倍捻机实际情况,本着最低成本,完成节能改造最大 功能原则,我们需对原设备作如下改动:
  1. 机械部分: 将龙带皮带盘更换为在满足工艺要求下,最大传动比状态。目前TDN-12B型倍捻机一般配备:120、132、144、210mm皮带盘,请选用210mm皮带盘配备。 同时,需要将原控制柜体开直径30mm和10mm的各一个,利于引入动力线缆和控制线缆。

  2. 电气部分: 根据现场情况,我们可以直接引出原主电机星角启动接触器辅助触点控制变频启动,其运行赫兹数由远端面板控制即可,其线路图如图7。

  六、 我们改造的成功案例
  1. 山东博兴县清泉棉业 利来纺机倍捻机 22KW 18台
  2. 山东东营阳光织造 日发纺机倍捻机 11KW 32台
  3. 四川南充佳纺有限公司 同济纺机倍捻机 15KW 22台
  4. …… 附录:台达11kw变频功耗图

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