一、 概況
在我國(guó)的制糖行業(yè)中，變頻器已廣泛地應(yīng)用在風(fēng)機(jī)、水泵等變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，取得了顯著的節(jié)能效果。壓榨機(jī)作為糖廠重要的生產(chǎn)設(shè)備，一直采用傳統(tǒng)的控制方式定速運(yùn)行。其實(shí)，從生產(chǎn)工藝和節(jié)能兩方面來(lái)分析，對(duì)壓榨機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造不但行之有效而且能大副提高企業(yè)效益。
二、 生產(chǎn)工藝分析
眾所周知，壓榨機(jī)出率是影響糖份總收的主要因素之一。若壓榨機(jī)出率提高1%，則總收回率提高0.88%～0.92%。影響抽出率的因素主要有以下幾方面原因：
1.蔗糖中的纖維分受壓后離開榨機(jī)出口時(shí)又膨脹，此時(shí)被壓榨的纖維隨著自身的膨脹在出口處會(huì)吸去已榨出的一部分蔗汁，同時(shí)受到機(jī)效能的影響，甘蔗中的糖份不可能全部榨出，這就形成了蔗渣中的糖份損失。
2.蔗料的破碎度及形態(tài)是保證首座榨機(jī)抽出的前提。甘蔗破碎度好，蔗汁易于壓出，滲效果提高。
3.降低蔗渣水分是提高抽出的保證。
4.保證從撕解機(jī)輸送過來(lái)的蔗層厚度均勻?qū)μ岣叱槌雎史浅Ｖ匾Ｈ绻釋舆^厚，壓榨不徹底，使蔗渣造成浪費(fèi);如果蔗層過薄，壓不干蔗層，蔗渣水分過高，影響抽出率。
5.在榨季后期，由于榨輥的磨損越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致榨輥的間隙擴(kuò)大，使抽出率下降。
綜上所述，由于壓榨機(jī)轉(zhuǎn)速不可調(diào)，從撕解機(jī)輸送過來(lái)的蔗層有大約10%的時(shí)間厚度會(huì)達(dá)不到要求，這樣會(huì)使蔗汁的平均抽出率低于95.4%。抽出率越低說(shuō)明蔗汁流失越大，從而導(dǎo)致產(chǎn)量變低。如果能對(duì)壓榨機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，當(dāng)蔗層后度不夠時(shí)通過降低壓榨機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使蔗層達(dá)到正常厚度后再進(jìn)行壓榨，這樣壓榨會(huì)比較充分，平均抽出率將可提高0.2%以上，同時(shí)由于轉(zhuǎn)速降低，電流下降從而達(dá)到節(jié)能省電的目的。PT200變頻器正是解決此調(diào)速問題的最佳裝置。
三、 改造前工況
在廣西某糖廠改造實(shí)例：有5臺(tái)壓榨機(jī)，技術(shù)參數(shù)如下：
日榨量2700噸計(jì)算，榨季為5個(gè)月（11月-次年4月），總榨量為40萬(wàn)噸蔗;甘蔗糖份在13.6%～16%之間，取平均值14.5%;抽出率在95.5%～96.2%之間，取平均值95.8%;煮收按86%計(jì)算。經(jīng)過實(shí)測(cè)每榨1噸甘蔗耗電30度左右。電機(jī)方式為頻敏電阻啟動(dòng)。
四、 改造方案
壓榨機(jī)整改造系統(tǒng)由原電控柜、變頻柜和新電控柜組成。其中原電控柜為工頻啟動(dòng)柜，變頻柜采用PT200 250G3-320G3變頻器，該柜與新增電控柜組成新系統(tǒng)。在控制面板上設(shè)有系統(tǒng)選擇開關(guān)、工變頻選擇開關(guān)、變頻送電按鈕、電氣啟動(dòng)按鈕和電流設(shè)定按鈕。
1.壓榨機(jī)自調(diào)整改造系統(tǒng)設(shè)有：原系統(tǒng)操作、調(diào)整、新系統(tǒng)工頻啟動(dòng)、新系統(tǒng)變頻啟動(dòng)、新系統(tǒng)自動(dòng)控制。
變頻控制系統(tǒng)
2.手動(dòng)控制：分別為每臺(tái)電機(jī)安裝一臺(tái)變頻柜和一個(gè)變頻轉(zhuǎn)換柜。變頻柜的容量比電機(jī)容量放大一級(jí)，保證系統(tǒng)的安全可靠性。當(dāng)變頻柜出現(xiàn)故障或異常現(xiàn)象時(shí)可通過變頻柜將系統(tǒng)切換到原來(lái)的啟動(dòng)柜，使壓榨機(jī)能正常連續(xù)生產(chǎn)。變頻轉(zhuǎn)換柜內(nèi)還裝有交流電抗器，可有效抑制諧波對(duì)電網(wǎng)的影響，同時(shí)保護(hù)變頻器不受電網(wǎng)浪涌電壓的沖擊。
3.恒電流全自動(dòng)控制：根據(jù)對(duì)生產(chǎn)工藝的分析，為了提高抽出率，保證蔗層的厚度是非常重要的，也就是說(shuō)要使電機(jī)的電流的波動(dòng)范圍越小越好。在上述受動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加霍爾傳感器檢測(cè)電機(jī)的實(shí)際電流，作為變頻器的反饋信號(hào)，變頻器根據(jù)反饋信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。如果蔗層過厚，電機(jī)的電流變大，變頻器將把電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高，使蔗層盡快被壓榨;如果蔗層過薄，電機(jī)的電流變小，變頻器將把電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，以便盡可能將蔗層壓榨徹底。這樣使電機(jī)電流始終在小范圍內(nèi)波動(dòng)，從而保證蔗層厚度均勻，有助于提高抽出率。
4.核子秤信號(hào)反饋全自動(dòng)控制：蔗層經(jīng)過核子秤計(jì)量后由輸送帶送往壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨。核子秤輸出0～5V信號(hào)給調(diào)速器，調(diào)速器根據(jù)這個(gè)信號(hào)調(diào)節(jié)輸送帶的速度，保證蔗量的均勻。在上述受動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將核子秤的信號(hào)反饋給變頻器，變頻器將蔗量的多少調(diào)節(jié)壓榨機(jī)的轉(zhuǎn)速，核子秤的信號(hào)大，表明蔗層厚，變頻器將電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高;核子秤的信號(hào)小，表明蔗層薄，變頻器將把電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，從而保證蔗層厚度均勻，有助于提高抽出率。
五、 改造后的效益分析
1.提高了抽出率：根據(jù)測(cè)算，平均抽出率可提高0.2%以上，現(xiàn)在保守估計(jì)抽出率提高0.1%，按年榨40萬(wàn)噸蔗，糖份14.5%，煮收86%計(jì)算：每個(gè)榨季多產(chǎn)糖40萬(wàn)噸＊14.5%＊0.1%＊86%=50噸 ，按2700元/噸糖計(jì)：50噸＊2700元/噸=13.5萬(wàn)元 。即產(chǎn)量提高，使企業(yè)每個(gè)榨季多創(chuàng)收13.5萬(wàn)元。
2. 很好的節(jié)電效果：5臺(tái)榨汁機(jī)裝機(jī)總?cè)萘繛?420KW，根據(jù)測(cè)算，改造后每榨1噸甘蔗耗電減少2度，按年榨40萬(wàn)噸蔗計(jì)算：每年節(jié)電：40萬(wàn)噸＊2度/噸=80萬(wàn)度 按0.52元/度計(jì)算：80萬(wàn)度＊0.52元/度=41.6萬(wàn)元。
3. 投資回報(bào)期短：整套系統(tǒng)預(yù)算70萬(wàn)左右， 13.5萬(wàn)+41.6萬(wàn)=55.1萬(wàn)，可見整個(gè)變頻改造系統(tǒng)的投資在一個(gè)多榨季即可回收。
六、貴公司榨機(jī)生產(chǎn)工藝及改造方案
1.生產(chǎn)工藝
貴公司原系統(tǒng)主要生產(chǎn)白糖，榨機(jī)轉(zhuǎn)速每分鐘9轉(zhuǎn)。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，現(xiàn)通過工藝的改進(jìn)，將改生產(chǎn)紅糖。榨機(jī)的轉(zhuǎn)速將由原來(lái)每分鐘9轉(zhuǎn)改為5轉(zhuǎn)。由原來(lái)生產(chǎn)白糖時(shí)的5榨改為3榨，即1、2、5號(hào)榨機(jī)工作，3、4號(hào)榨機(jī)停運(yùn)。如生產(chǎn)白糖可切換至原工作流程即可。
2．設(shè)備清單
序號(hào)
額定功率
額定電流
額定電壓
額定轉(zhuǎn)速
備注
1
220KW
415
380V/AC
740rpm
2
185KW
340
380V/AC
740rpm
3
185KW
340
380V/AC
740rpm
4
185KW
340
380V/AC
740rpm
5
220KW
415
380V/AC
740rpm
3.改造方案
根據(jù)貴公司提供的寶貴意見及相關(guān)論證，現(xiàn)決定將1、2、5號(hào)榨機(jī)實(shí)施變頻改造，采用PT200系列變頻器對(duì)榨機(jī)進(jìn)行起、停及調(diào)速的改造。。貴公司將按照紅糖生產(chǎn)工藝要求將榨機(jī)減速箱實(shí)施改造。相關(guān)配置詳見下表：
序號(hào)
額定功率
額定電流
額定電壓
匹配變頻器
備注
1
220KW
415
380V/AC
PT200 280G3
2
185KW
340
380V/AC
PT200250G3
5
220KW
415
380V/AC
PT200280G3
分別為每臺(tái)電機(jī)安裝一臺(tái)變頻柜和一個(gè)變頻轉(zhuǎn)換柜。變頻柜的容量比電機(jī)容量放大一級(jí)，保證系統(tǒng)的安全可靠性。當(dāng)變頻柜出現(xiàn)故障或異常現(xiàn)象時(shí)可通過變頻柜將系統(tǒng)切換到原來(lái)的啟動(dòng)柜，使壓榨機(jī)能正常連續(xù)生產(chǎn)。變頻轉(zhuǎn)換柜內(nèi)還裝有交流電抗器，可有效抑制諧波對(duì)電網(wǎng)的影響，同時(shí)保護(hù)變頻器不受電網(wǎng)浪涌電壓的沖擊。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號(hào)
