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混凝土搅拌电机系统节能与评估

发布时间：2020-12-09 09:59:44 作者：新型建机

以一个混凝土搅拌电机系统为实例，对其系统进行了科学分析，找出节能空间和措施，并对节能效果进行了预计算和评估，对混凝土搅拌电机系统设计和改造具有指导意义。

一套典型的搅拌电机系统包括上料皮带机、螺旋输送机、泵、搅拌主机等，系统装机容量约为200 kW，搅拌能力为 2 m3 /次(或其他的立方量)，一个这样的系统称之为搅拌台，搅拌站一般由3 ～ 4个搅拌台组成，以适应不同立方量的需求，系统主要耗用能源是电力。混凝土搅拌工艺为铲车将堆料场石子和黄沙运送到皮带机，皮带机分别将石子和黄沙输送到角料仓，角料仓由多个小仓位组成，分别存放了石子、黄沙、其他粉尘、水泥等各类预拌混凝土的原材料，布料机按计算机控制分别打开仓门，根据混凝土配方要求将石子、黄沙等原材料逐一放至称量斗称量至标准定额数量，再将其放到搅拌机内，加入适量的水由搅拌主机搅拌混合为成品，后由搅拌车外运。其中生产的关键设备和工艺是搅拌主机和搅拌过程，搅拌主机约占搅拌电机系统用电量的 80% ，是系统中的重点耗能设备。

1、搅拌主机用能上存在的问题

(1) 搅拌主机一个搅拌过程只要约 60 s，在搅拌车进出和不搅拌混凝土期间是 50 Hz、380 V空载运行并不停机，造成电能浪费。经了解，工艺上对空载运行转速没有要求。

(2) 搅拌主机在搅拌时的实际转速比工艺要求高了 10% ，同时负载率约为 75% ，转速和负载率均没有用足。

(3) 搅拌机主机现为星 － 三角降压起动，优点是可以降低起动电流，其缺点在于起动转矩降到三角形接法的 1 /3，起动时间相对变长，冲击电流的时间增多，影响电网的稳定及其他用电设备的运行安全，同时搅拌主机工频起动对其本身冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作繁。

2、搅拌主机系统节能方案

根据上述分析，搅拌主机的功率和转速接近于线性关系，降低转速使功率下降可达到节能的目的。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，调速平滑、范围宽，安装使用方便，成本不高，故拟采用闭环变频调速控制节能技术的优化方案，大幅降低空载时主机系统的转速，适当降低负载时主机系统的转速。对搅拌主机进行变频改造时，考虑搅拌主机在实际运行过程中根据搅拌物料的特性以及加入其他化学物质的时间不同，设定多段速度进行控制，提高生产效率的同时更加节能。采用矢量控制技术和 PID 调节技术相结合的手段进行系统控制，从而达到更好的节能效果。

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