摘   要：本文介紹了英威騰Goodrive5000系列高壓矢量變頻器在泰國(guó)東方糖廠一組壓榨機(jī)組（即喂料機(jī)及壓榨機(jī)）上的應(yīng)用，分別從制糖工藝流程的改進(jìn)、產(chǎn)量的提高及實(shí)際節(jié)電情況三方面來(lái)說明變頻器在制糖廠壓榨機(jī)及喂料機(jī)上改造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。
關(guān)鍵詞：Goodrive5000高壓矢量變頻器、壓榨機(jī)、喂料機(jī)
1.引言
甘蔗制糖工序一般由提汁、清凈、蒸發(fā)、結(jié)晶、分蜜和干燥構(gòu)成。其中提汁是整個(gè)過程中重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)在糖廠普遍使用的甘蔗提汁方法是壓榨法。此方法具有處理甘蔗能力適應(yīng)性強(qiáng)、技術(shù)管理方便和運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。
壓榨提汁的原理主要是將甘蔗斬切成絲狀與片狀的蔗料，通過喂料機(jī)入壓榨機(jī)，使充滿蔗汁的甘蔗細(xì)胞的細(xì)胞壁受到壓榨機(jī)輥的壓力而破裂，蔗料被壓縮，細(xì)胞被壓扁的同時(shí)排出蔗汁；借助于滲浸系統(tǒng)將從壓榨機(jī)排出、開始膨脹的蔗渣進(jìn)行加水或稀汁滲浸，以稀釋細(xì)胞內(nèi)的糖分，提取更多的蔗汁。
壓榨機(jī)是壓榨法提取甘蔗汁的重要設(shè)備。衡量提糖效率用糖分抽出率表示，其定義為從甘蔗中已被提取的蔗糖對(duì)甘蔗中蔗糖的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。一般甘蔗糖廠糖分抽出率在92～97％之間。在壓榨過程中，影響壓榨糖分抽出率的因素有許多。 其中喂料及壓榨過程中，一直是采用傳統(tǒng)的方式即工頻驅(qū)動(dòng)恒速運(yùn)行，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)使糖分的平均抽出率偏低。糖分抽出率越低說明蔗汁流失越大，從而導(dǎo)致產(chǎn)量變低。并且如果出現(xiàn)蔗層太多時(shí)，壓榨機(jī)容易卡死，需要停機(jī)除渣，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。當(dāng)對(duì)壓榨機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后，蔗層厚度不夠時(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。
2.工況分析
泰國(guó)東方糖廠，是泰國(guó)糖業(yè)加工前茅的制糖企業(yè)，其通過近幾年技術(shù)改造，生產(chǎn)能力達(dá)到30000噸/日，年產(chǎn)量可達(dá)到400萬(wàn)噸以上。現(xiàn)場(chǎng)需要改造的一條壓榨生產(chǎn)線，分為5級(jí)壓榨，該壓榨生產(chǎn)線如下圖示：

圖1 該糖廠壓榨線圖示
現(xiàn)場(chǎng)變頻器改造的是壓榨生產(chǎn)線的第三個(gè)壓榨機(jī)組（一臺(tái)喂料機(jī)和一臺(tái)壓榨機(jī)）。改造前：喂料機(jī)和壓榨機(jī)都采用工頻驅(qū)動(dòng)，由于頻率及轉(zhuǎn)速固定，糖分抽出率不高，無(wú)法調(diào)節(jié)壓榨機(jī)組運(yùn)行速度，消耗電能大，并且容易出現(xiàn)卡住現(xiàn)象。所以現(xiàn)場(chǎng)改造為變頻器調(diào)節(jié)的方式。異步電機(jī)的詳細(xì)參數(shù)見下表：
表1 喂料機(jī)及壓榨機(jī)電機(jī)參數(shù)表

電機(jī)型號(hào)	電機(jī)功率	額定電壓	額定電流	額定轉(zhuǎn)速	功率因素	負(fù)載類型
AEZM-PA	1500KW	3.3KV	325A	985RPM	0.85	壓榨機(jī)
AEZM-PA	700KW	3.3KV	147A	983RPM	0.87	喂料機(jī)

現(xiàn)場(chǎng)圖片如下：

圖2 壓榨線全貌圖示


 圖3 3號(hào)喂料機(jī)及壓榨機(jī)圖片
3.系統(tǒng)選型配置
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，喂料機(jī)及壓榨機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由變壓器柜、功率單元柜和控制柜組成。在控制柜面板上設(shè)有本地/遠(yuǎn)程按鈕、急停按鈕、工/變頻指示燈等。
現(xiàn)場(chǎng)采用的是深圳市英威騰電氣有限公司生產(chǎn)制造的GD5000系列高壓變頻器，變頻調(diào)速系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，其運(yùn)行頻率設(shè)定的方法采用的遠(yuǎn)程操作臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控或壓榨機(jī)運(yùn)行速度給定，電控室的值班人可以很方便地根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)節(jié)壓榨機(jī)的速度，對(duì)提供生產(chǎn)效率提供了有力的條件。
表2 變頻器配置表

變頻器型號(hào)	變頻器功率	額定電壓	額定電流	負(fù)載類型
GD5000-A2800-3.3	2240KW	3.3KV	490A	壓榨機(jī)
GD5000-A1250-3.3	1000KW	3.3KV	219A	喂料機(jī)

現(xiàn)場(chǎng)使用圖示：


圖4 現(xiàn)場(chǎng)變頻器圖示
4.改造效果
改造投產(chǎn)以后，具備以下優(yōu)點(diǎn)：
● 能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)的方式可以根椐現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行調(diào)整。
● 高功率因數(shù)，達(dá)0.95以上。
● 對(duì)電機(jī)不產(chǎn)生諧波污染，有效降低了電機(jī)的發(fā)熱量。
● 轉(zhuǎn)矩脈沖很低，不會(huì)導(dǎo)致電機(jī)等機(jī)械設(shè)備的共振，同時(shí)也減少了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的磨損。
● 輸出波形完美，失真度小于2%。
● 減少了壓榨機(jī)組因蔗層太厚，壓榨機(jī)卡住，導(dǎo)致停線的現(xiàn)象。
同時(shí)增加了經(jīng)濟(jì)效益：
● 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100萬(wàn)噸甘蔗，糖份13.5%，煮收率86%來(lái)計(jì)算：每個(gè)榨季多產(chǎn)糖100萬(wàn)噸＊13.5%＊0.1%＊86%=116.1噸 ，按2000元/噸糖計(jì)：116.1噸＊2000元/噸=23.2萬(wàn)元 ，使企業(yè)每個(gè)榨季多創(chuàng)收23.2萬(wàn)元；
● 節(jié)電效果顯著
  -單個(gè)榨汁機(jī)組裝機(jī)裝機(jī)容量是為1500KW+700KW=2200kW，根據(jù)測(cè)算，改造后噸蔗耗電量從原來(lái)的35.22度下降到33.5度，已達(dá)到此類規(guī)模配置糖廠的正常能耗水平。每榨1噸甘蔗耗電減少1.72度，按年榨100萬(wàn)噸蔗計(jì)算：每年節(jié)電：100萬(wàn)噸＊1.72度/噸=172萬(wàn)度。按0.4元/度計(jì)算：172萬(wàn)度＊0.4元/度=68.8萬(wàn)元；
● 減少了維修停工損失，節(jié)省了大量的維修費(fèi)用。
5.結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于壓榨法制糖，采用交流變頻改造后不但能改善工藝流程、提高生產(chǎn)效率；還能提高糖分抽出率、增加產(chǎn)量；同時(shí)具有可觀的節(jié)能效果、減少能源浪費(fèi)。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行良好，得到了客戶的肯定與認(rèn)可，值得全面推廣。
參考文獻(xiàn)
[1]《GD5000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)品說明書》   深圳市英威騰股份有限公司