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型材擠壓機的變頻節能改造應用

bmller 2021-04-21

一、簡(jiǎn)述

隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展,各行各業(yè)對各種型材的需求日益增加,作為有色金屬(鋅、鋁、銅等)行業(yè)的主要加工設備型材擠壓機數量也是越來(lái)越多?,F有的型材擠壓機械與很多使用液壓為動(dòng)力的設備一樣,往往電機和油路按最大容量設計,除了在鎖模,擠壓和剪切等過(guò)程需要較大的壓力外,很多時(shí)候電機的工頻運轉只是浪費了大量的電能。針對此種情況,我們以節能為目的對部分銅擠壓,鋁擠壓機進(jìn)行了節能改造,由于液壓油路在加載時(shí)需要快速啟動(dòng)、加壓,與注塑機類(lèi)似,需要較強的轉矩輸出功能,所以,我們建議使用寶米勒MC200G系列變頻器對型材機械進(jìn)行節能改造。


二、型材擠壓機的節能改造可行性分析以及使用變頻的優(yōu)勢

1、工況階段節能: 

擠壓機在各個(gè)階段的所需油壓、流量都不同,工頻運行時(shí),電機以50Hz全速運行,在保壓、開(kāi)模、冷切,尤其是加料過(guò)程,油路的壓力通過(guò)回流閥回流到油箱,浪費了大量能源,通過(guò)采集所需壓力模擬信號,降低各個(gè)階段變頻器的運行頻率,從而降低了擠壓機的無(wú)用功。

2、容量節能:

擠壓設備均按照油泵最大流量和壓力時(shí)設計的,在運行中不可避免地造成了能量的浪費,當不需要匹配容量的油壓時(shí),適當降低電機運行頻率,可大大節約能量。

3、設備保養:

現有的擠壓設備雖然使用降壓?jiǎn)?dòng),但啟動(dòng)時(shí)電流沖擊還是很大,導致電網(wǎng)波動(dòng)也較大,電機設備的壽命大大減少,通過(guò)變頻器的電流抑止功能,使電機在啟動(dòng)時(shí)電流不超過(guò)其額定電流的2倍,大大提高了設備的使用年限。

4、變頻器優(yōu)勢:

寶米勒MC200G系列矢量變頻器具有啟動(dòng)轉矩大,加速時(shí)間短,電流抑止能力強,且具有完善的保護功能,對于擠壓設備油壓需求快速的場(chǎng)合,更加體現了優(yōu)勢。

5、電機保護功能: 

   由于電網(wǎng)的波動(dòng),瞬變、諧波的影響,導致油泵電機瞬間過(guò)流過(guò)壓。通過(guò)變頻器完善的保護功能,可以減少此類(lèi)故障發(fā)生的可能性。

三、鋁型材擠壓機的工作過(guò)程分析

 下面,根據擠壓機改造為案例進(jìn)行分析。

   該公司現使用的鋁型材擠壓機為XJ-1250型材機。該擠壓機用兩臺55KW的電機進(jìn)行液壓驅動(dòng),其中電機1驅動(dòng)主機缸等進(jìn)行擠壓和后退,電機2驅動(dòng)模座、升錠筒和切刀。擠壓一個(gè)鋁錠周期為4-6分鐘,整機的功率是根據其運行過(guò)程中最大負荷配備的,每個(gè)動(dòng)作需要油泵輸出的壓力和流量是不同的,而油泵為定量泵,泵出的油是恒定的,通過(guò)閥門(mén)的調節多余的壓力降在閥上,多余的流量直接回到油箱,即使沒(méi)有任何動(dòng)作時(shí),電機也在額定轉速下運轉,,因此造成電能白白浪費。由于液壓油不斷地循環(huán),很多部件自然產(chǎn)生磨擦損耗,造成油溫增高,故縮短了液壓閥、油封、液壓油和泵的使用壽命。變頻器可以根據鋁型材擠壓機不同的動(dòng)作對電機進(jìn)行調速,降低功率輸出,從而達到節能的目的。我們只對電機2進(jìn)行變頻節能改造。

 

四、鋁型材擠壓機節能改造方案

 針對客戶(hù)現有狀況,我們設計了以下節能改造方案,為了避免在變頻狀態(tài)出故障時(shí)不對生產(chǎn)造成影響,方案采用工頻變頻可切換模式,一旦變頻節能出現問(wèn)題時(shí)可以很方便地切換到工頻狀態(tài),這樣不會(huì )影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

五、節能改造說(shuō)明:

1、節電效果明顯,提高電網(wǎng)功率因數、降低無(wú)功損耗,同時(shí)對變壓器起到增容的作用,緩解增容壓力。

2、該產(chǎn)品與原系統同時(shí)使用,不改變原來(lái)的電器回路,可進(jìn)行節能與非節能狀態(tài)切換,使用方便。

3、由于電機轉速降低,油泵的磨損也降低,噪音降低,維護成本降低,使用壽命加長(cháng)。

4、數碼管顯示,使用簡(jiǎn)單,可根據需要靈活修改控制參數。

5、對電動(dòng)機有多種智能保護功能:如:欠壓、過(guò)壓、過(guò)載、短路等。

 六、節能預測及投資回報計算

1、工頻運行能量耗散:

 加壓泵在一般生產(chǎn)中最高瞬間峰值電流為112A,待機電流50H,平均電流85A。

 工頻狀態(tài)按平均工作電流85A計算,功率因數取0.85,單臺時(shí)耗電量如下:

P=380 *1.732*A*j/1000

=380*1.732*85*0.85/1000

=47.6KWh/

 1臺機年耗能電量計算:每臺機每天輪班工作,基本上每天工作在20小時(shí)以上,按每年生產(chǎn)11個(gè)月計算,每月30天計算:

P=47.6*20*30*11=314160kWh

  按平均電費0.5元計算,1臺泵工作12個(gè)月所需電費為¥157080元。

2、變頻運行能量耗散:

 變頻器改造后,加壓泵平均電流按減少15A計算,功率因數取0.95,可節約電量如下:

P=380 *1.732*A*j/1000

=380*1.732*15*0.95/1000

=9.4KWh/

 1臺機按11個(gè)月生產(chǎn)期,年節約電量:

P=9.4*20*30*11

=62040kWh

 按平均電費0.5元計算,每年可節開(kāi)支¥31020元。

  以上節能程度可能與實(shí)際值有一些差距,最終投資回收期還要看機臺使用率,使用率越高回收期就越短。根據現場(chǎng)實(shí)際檢測和反饋,一般一小時(shí)節能在1518度之間。成本回收期在1年左右。


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