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【台达变频器】 VFD-C2000系列 高阶磁束矢量控制型

项目背景
煤炭在我国作为重要的能源，煤炭资源的综合利用已成重要课题。在煤炭开采过程，煤泥因含水率高（大约20%-40%），无法直接使用，因此利用好煤泥资源，使之变废为宝，吸引了很多投资者的目光。要实现煤泥再利用，需要进行脱水干燥。干燥系统的主要设备包括干燥机、燃煤炉、鼓风机、引风机、除尘器、刮板机、给料输送皮带、产品输送皮带、带式出料机、卸料器等。这些设备中干燥机、引风机、鼓风机、刮板机采用变频器驱动方式，台达C2000系列变频器在山西兴县某洗煤厂煤泥干燥系统成功应用，实现了提高生产效率、节约能源的良好效果。

煤泥干燥系统工艺流程及设备
系统采用直接干燥技术，将煤泥输送至干燥机的滚筒中，滚筒直径3.5米，长度约20米，根据煤泥量及干燥情况控制干燥机旋转速度，燃煤炉产生的高温干燥烟气流经干燥机滚筒与干燥机中煤泥充分接触，热量以对流、传导、辐射的方式传递给煤泥，煤泥中水分以水蒸汽形式混入烟气中，经过除尘设备后湿热烟气由引风机抽出，干燥机内部为螺纹结构，在旋转过程中煤泥被逐步干燥完成后从干燥机滚筒中排出。煤泥与干燥介质在干燥机内直接接触，干燥效果好，热效率高，同时设备结构比较简单，单机处理能力强。其缺点是对湿热烟气需要充分的除尘处理。由于较高的性价比使直接干燥技术在现实生产中获得大量的应用。

系统控制特点
干燥机为恒转矩类型负载，且干燥机惯性很大，当装满物料后，加速到设定转速需要很长的时间，加速过程的电流可能大于电机额定电流，因此在变频器选型时要适当增大，低速时要求大转矩，变频器控制方式要选择SVC或FOC模式。刮板运输机工作时可能会有结块的煤泥卡住设备，变频器选型适当增大，控制模式选择SVC或FOC模式。引风机、鼓风机作为平方转矩型负载，采用VF控制方式。主要传动系统方案配置如下：

变频驱动节能效果
根据生产情况不同，干燥系统鼓风机、引风机工作于不同转速由变频器控制实现，相比传统的不调速系统加风门挡板控制方式有较好节能效果。

上图中曲线1是恒速n1的H-Q（风压-流量）特性曲线，曲线2为管网风阻特性，风机工作在A点时风压为H1，风量为Q1， 功率PA∝Q1 X H1，当风量从Q1减至Q2，若用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线3，系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行，从图中看出，风压反而增加，功率PB ∝Q2 X H2，这样功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到 n2， 根据风机参数的比例定律，转速n2风量Q-H特性如曲线4所示，可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率Pc随着显著减少，Pc ∝Q2 X H3。节省的功率△P=（H2－H3）×Q2，节能的效果十分明显。当然，转速降低时，效率也会有所降低，同时还应考虑控制装置的附加损耗等影响。即使如此，这种方法的节电效果也是非常可观的。

煤泥干燥系统的意义
经干燥处理的煤泥水分不超过12%可以单独销售或与中煤掺配外销，用于原料加工煤泥型煤，供工业锅炉或居民生活使用；也可用于电厂燃料，降低生产成本；作为砖厂添加剂，提高砖的质量；作为水泥厂添加料，改善水泥性能；含有某些特定成份的煤泥可用作化工原料。其次，煤泥干燥对选煤厂完善洗选工艺，实现煤泥全部回收利用，可较好的解决煤泥产品露天堆放而造成矿区环境“遇水流失、遇风飞扬”的二次污染问题。台达变频器应用于煤泥干燥系统为煤炭行业带来明显的经济效益、社会效益及环境效益。