英威騰高壓變頻器在泰國制糖工業(yè)中的應(yīng)用

    摘要：本文通過引入應(yīng)用到泰國糖廠壓榨機(jī)上的英威騰 GD5000高壓變頻器，從三個(gè)方面（工藝改進(jìn)，產(chǎn)量增加，節(jié)能）講述變頻器應(yīng)用的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

    1.介紹

    甘蔗精制糖的工藝過程，一般包括：糖汁萃取、清洗、蒸餾、結(jié)晶、凈化和干燥。詳細(xì)內(nèi)容如下圖：

糖汁萃取 清洗 蒸餾 結(jié)晶 凈化 干燥

圖1. 制糖工藝過程

    糖汁萃取是整個(gè)過程中的重要組成部分。按照有關(guān)的數(shù)據(jù)分析，萃取率每提高1％，糖的總回收率會(huì)增加0.88％-0.92％。現(xiàn)如今，萃取技術(shù)趨向于提高甘蔗預(yù)壓，來增加壓榨機(jī)的產(chǎn)能，通過使用壓力進(jìn)料輥，以提高壓榨機(jī)的進(jìn)料速度。在壓榨的過程中，影響萃取率因素有很多，比如：

    1.蔗渣中的糖損失，在甘蔗壓榨時(shí)，甘蔗汁從蔗渣分離。但蔗渣充滿纖維，會(huì)引起壓榨機(jī)出口膨脹并吸收部分甘蔗汁。同時(shí)由于壓榨機(jī)工作效率，糖不能100％從甘蔗中壓出。

    2.甘蔗的破碎，尤其是在預(yù)壓時(shí)，甘蔗破碎和形狀是確保整個(gè)碾碎系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)。有了良好的破碎，甘蔗汁就很容易被壓出，萃取效果會(huì)增加。

    3.蔗渣的水分含量，降低蔗渣中的水分含量是增加萃取的方法。

    4.切碎機(jī)的材料均勻性，來自切碎機(jī)的蔗層厚度的均勻性對(duì)提高萃取率非常重要。如果蔗層太厚，由于壓榨不完全，蔗渣造成浪費(fèi)；如果太薄，由于蔗渣的含水量過高，則會(huì)降低萃取率。

    5.壓輥機(jī)械磨損，在壓榨后段，機(jī)械磨損越來越嚴(yán)重，導(dǎo)致增加壓輥之間的間隙，從而降低了萃取率。

    總之，當(dāng)使用壓送輥（即齒狀進(jìn)料輥）方法時(shí)，在進(jìn)料和預(yù)壓過程中會(huì)使用傳統(tǒng)的恒速控制方法。它會(huì)導(dǎo)致來自切碎機(jī)的蔗層厚度轉(zhuǎn)化有大概10％的不合格，并致使甘蔗汁的平均萃取率低于95.4％。更低的萃取率表示甘蔗汁的更多損失，導(dǎo)致更低的生產(chǎn)輸出。蔗層太厚將導(dǎo)致壓送輥被卡住，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

    當(dāng)使用速度控制壓榨機(jī)時(shí)，如果蔗層厚度不夠厚，電機(jī)速度將會(huì)降低。壓榨過程將停止并等候，直到達(dá)到合格厚度，確保完全壓榨并增加平均萃取率0.2％以上。同時(shí)由于降速降流，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能目標(biāo)。

    2.項(xiàng)目分析

    技術(shù)升級(jí)使得一家領(lǐng)先的泰國糖廠已經(jīng)把產(chǎn)能提高到了10000噸/日，超過160萬噸/年。

    下面是升級(jí)后的產(chǎn)線圖：

進(jìn)料口 切碎機(jī) 傳輸帶 預(yù)碾碎 初始碾碎 多級(jí)碾碎 出汁

圖2. 壓榨產(chǎn)線圖

    升級(jí)部分是預(yù)壓設(shè)備。在升級(jí)之前的問題如下：使用工頻驅(qū)動(dòng)的預(yù)壓設(shè)備，由于固定頻率和速度，會(huì)導(dǎo)致較低的糖分萃取率，并且壓榨機(jī)很容易就會(huì)被卡住。升級(jí)后，采用變頻驅(qū)動(dòng)控制。

    詳細(xì)參數(shù)列表如下：

    表1 預(yù)壓電機(jī)參數(shù)

圖3 現(xiàn)場(chǎng)加載和設(shè)備

    3.系統(tǒng)配置

    據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)需求，預(yù)壓變頻驅(qū)動(dòng)器由變壓器柜，供電設(shè)備柜和控制柜組成。控制柜面板上設(shè)有本地/遠(yuǎn)程按鈕、緊急停止按鈕和電源頻率/變頻指示燈。

    變頻驅(qū)動(dòng)器采用英威騰GD5000逆變器。通過遠(yuǎn)程控制臺(tái)可以監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)和壓榨機(jī)速度，操作人員在控制室就可以很便利地根據(jù)生產(chǎn)需求來調(diào)整壓榨機(jī)運(yùn)行速度，而且為提高生產(chǎn)效率提供了極大的優(yōu)勢(shì)。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

    4.應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)

    升級(jí)之后，優(yōu)點(diǎn)如下，

    1. 軟啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)方法可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整。

    2. 更高的功率因數(shù)。0.95以上，無需使用功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，并且更加精煉。

    3. 對(duì)電機(jī)無諧波污染，有效地降低了電機(jī)的熱量。

    4. 非常低的轉(zhuǎn)矩脈沖，不會(huì)造成電機(jī)和其它機(jī)械設(shè)備之間的共振，并降低傳輸?shù)臋C(jī)械磨損。

    5. 完美的輸出波形，失真度小于4％。

    6. 減少由于蔗層太厚造成壓榨機(jī)卡住或停機(jī)的現(xiàn)象。同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益。