變頻器在針織業(yè)的應(yīng)用

變頻器在針織業(yè)的應(yīng)用
在針織布生產(chǎn)工藝設(shè)備中，供熱供氣，漂染，后整理三大系統(tǒng)均是應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的重要領(lǐng)域。 
    1、在供熱供氣系統(tǒng)上的應(yīng)用
    針織布在印染和后整理工藝中都離不開熱能和壓縮空氣。熱能主要有蒸汽熱能和導(dǎo)熱油作介質(zhì)的熱能兩種。蒸汽熱能供應(yīng)印染工藝設(shè)備如漂染工藝的高溫高壓染色機(jī)、常溫染色機(jī)、拉缸等。導(dǎo)熱油作介質(zhì)的熱能供應(yīng)烘干設(shè)備，如后整理工藝的印花機(jī)、烘干機(jī)、樹脂定型機(jī)等設(shè)備。
    蒸汽供熱鍋爐在燃油價格較高的情況下，大多數(shù)采用燃煤鍋爐。燃煤鍋爐中的引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)，以往調(diào)節(jié)風(fēng)量都用風(fēng)門來調(diào)節(jié)，采用變頻調(diào)速技術(shù)后，可以通過調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量的目的。同樣對鍋爐的給水泵，利用變頻器調(diào)節(jié)給水泵的流量達(dá)到恒水位連續(xù)供水。以15噸燃煤鏈條鍋爐為例，引風(fēng)機(jī)90KW，變頻器的運行頻率在40Hz左右；鼓風(fēng)機(jī)45KW，變頻器運行頻率在45-55Hz左右；給水泵30KW，變頻器的運行頻率在40Hz左右。鍋爐的供氣壓力可以穩(wěn)定在1MPa左右。這樣就能保證染色機(jī)所需的0.5-0.7Mpa壓力的蒸汽熱能，日染40-50t針織布生產(chǎn)的需要。
    以導(dǎo)熱油作介質(zhì)供熱的燃煤鍋爐（又叫有機(jī)熱載體爐），對導(dǎo)熱油循環(huán)泵采用變頻調(diào)速技術(shù)，通過調(diào)節(jié)循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)導(dǎo)熱油的供油壓力。同樣對鼓引風(fēng)機(jī)也可裝上變頻器，控制風(fēng)量，把導(dǎo)熱油的供熱溫度控制在設(shè)定范圍之內(nèi)。以400萬大卡有機(jī)熱載體爐為例，循環(huán)泵電機(jī)功率75kW，變頻器運行頻率40～50Hz；引風(fēng)機(jī)功率30kW，運行頻率30Hz左右；鼓風(fēng)機(jī)功率15kW，運行頻率45～50Hz：導(dǎo)熱油工作溫度250℃一260℃，工作壓力0．4MPa，可以供應(yīng)4～5部樹脂定型機(jī)或印花機(jī)，烘干機(jī)所需的熱能。
    織布機(jī)，染色機(jī)，定型機(jī)都要求有一定壓力的壓縮空氣來推動汽缸或閥門工作。通常采用集中供氣的方式，根據(jù)生產(chǎn)需要，用氣量的大小，開—臺或兩臺壓縮機(jī)。過去在開—臺壓縮機(jī)不夠氣用，開兩臺又有多時，壓縮空氣有相當(dāng)—部分要經(jīng)**閥放掉，浪費很大。采用變頻調(diào)速技術(shù)之后，利用變頻器內(nèi)置的P1D功能，在總供氣口裝上壓力變送器，能很好地解決這個問題。在夠氣壓時，變頻器自動調(diào)低頻率驅(qū)動電機(jī)運轉(zhuǎn)，一旦供氣不足，低于設(shè)定壓力，變頻器自動上升頻率驅(qū)動電機(jī)運轉(zhuǎn)，從而保證供氣壓力不變，其原理見圖1（以國產(chǎn)佳靈變頻器為例）。
    2、在漂染系統(tǒng)上的應(yīng)用
    染色工藝是客戶對針織布產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的關(guān)鍵工藝，其產(chǎn)品質(zhì)量的奸壞直接關(guān)系到企業(yè)的聲譽(yù)。染色機(jī)自動化程度的高低，對控制產(chǎn)品質(zhì)量有很大關(guān)系。20世紀(jì)80年代的染色機(jī)，對染液的溫度用簡單的溫控器控制，染液噴嘴壓力用手動閥門來調(diào)節(jié)，導(dǎo)布棍的轉(zhuǎn)速用滑差調(diào)速電機(jī)或用機(jī)械式無級凋速器凋速，這種控制方式，不節(jié)能，機(jī)械磨損嚴(yán)重，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。日前國產(chǎn)染色機(jī)，特別是高溫高壓染色機(jī)，采用PLC（PC）可編程控制，配置變頻器，利用可編程控制器控制染液按設(shè)定的速率升溫，降溫，保溫。還可以對導(dǎo)布棍，循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)定時，定速控制，控制原理方框圖。
    如一臺AMSA632型高溫高壓染色機(jī)，用PLC可編程控制器，再利用變頻器內(nèi)置的多段速輸入端子（X1—X4），可以使得染色機(jī)的循環(huán)泵和導(dǎo)布棍電機(jī)的運行頻率自動的設(shè)置在進(jìn)布時20Hz升溫，保溫時30Hz，降溫時35Hz，溢洗時50Hz，等不同的頻段上運行。對工藝上消除色花、色差等質(zhì)量問題能達(dá)到很好的控制效果。
    3、在后整理系統(tǒng)上的應(yīng)用
    后整理是針織布的*后一套工序，對工藝質(zhì)量要求嚴(yán)格，需要自動化程度較高的控制手段。后整理工藝設(shè)備有開幅機(jī)和樹脂定型機(jī)等設(shè)備，一般定型機(jī)長度都在40m以卜，烘箱工作溫度在200℃左右。是除印花機(jī)外，控制技術(shù)較為復(fù)雜的設(shè)備。過去此類設(shè)備人部分用直流電機(jī)控制主傳動，縮碼裝置作同步運轉(zhuǎn)；用二速或三速電機(jī)、控制烘箱的循環(huán)風(fēng)機(jī)；效果并不理想。目前國外和臺灣產(chǎn)的定性機(jī)，大多采用數(shù)字式同步控制器帶變頻控制異步電機(jī)作同步運轉(zhuǎn)，使得針織布在定型機(jī)上勻速通過幾十米長的烘箱，對控制布的克重，厚薄均勻、條花、色差等質(zhì)量問題，基本能達(dá)到要求。如臺灣產(chǎn)的皇吉公司定型機(jī)，用一臺速度控制器同時控制6臺以上變頻器帶動循環(huán)風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)，電機(jī)的運行頻率可在30～60Hz范圍內(nèi)凋節(jié)。用DSC—316D型數(shù)字式同步控制器配變頻器可以同時控制主傳動、縮碼裝置、起布、擺布等多臺異步電機(jī)作同步運行。
    這種DSC一316D同步控制器具有綜合各種類比信號進(jìn)行數(shù)字化處理的系統(tǒng)功能，可作單機(jī)定速，也可作多機(jī)串并聯(lián)使用。此裝置采用閉環(huán)控制模式，以電機(jī)上的編碼器（PG），作為速度反饋信號；這樣可以解決因溫度等其他外界因素變化而產(chǎn)生的速度誤差，提高同步系統(tǒng)的控制精度，因而此類同步控制是目前針織布定型機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)、整機(jī)自動化程度*高的機(jī)型之—。
    4、應(yīng)用效果
    筆者所在單位原有設(shè)備由兩臺500kVA、1臺240kVA變壓器供電，負(fù)荷率達(dá)70％左右。由于使用30kW以上電機(jī)較多，特別是鍋爐房的引風(fēng)機(jī)，功率達(dá)90kW，工頻啟動時，經(jīng)常造成供電房開關(guān)跳閘；加上工頻啟動時，對設(shè)備的機(jī)械，電器裝置瞬時沖擊力大，磨損嚴(yán)重，故障多，維修率高，工人的勞動強(qiáng)度大；對企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量造成很大影響。針對這種情況，從1998年開始，推廣使用變頻調(diào)速技術(shù)，四年間，共安裝變頻器107臺，合計功率1736kW，價值100多萬元。在引進(jìn)新設(shè)備時，選用自動化程度較高，速變頻調(diào)速的配套設(shè)備。到目前為止，企業(yè)擁有變頻器140多臺，合計功率2100kW。四年的實踐證明，推廣使用變頻調(diào)速技術(shù)確實給企業(yè)收到良好的效果。
    1）節(jié)能省電。安裝變頻器后，設(shè)備的平均節(jié)電率在20％以上。特別是在風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)等地方使用變頻調(diào)速技術(shù)后，收到了很好的節(jié)電效果，初步測算，每年為企業(yè)節(jié)電在54萬kwh以上。具體表現(xiàn)如附表。
    2）變頻器節(jié)電的直接效應(yīng)是使企業(yè)的用電電流下降，變壓器負(fù)載減輕。為企業(yè)的發(fā)展，增加新設(shè)備打了基礎(chǔ)。四年來，在不增加變壓器容量的情況下共新增設(shè)備24臺套，合計電機(jī)功率740kW。
    3）變頻器又是一種軟啟動裝置，它的啟動電流很小。大功率電機(jī)裝上變頻器后，再也未發(fā)生過因設(shè)備啟動過電流掉閘現(xiàn)象。
    4）變頻器對缺相，過電壓，過電流等電機(jī)的故障都能得到很好的保護(hù)，并能在變頻器顯示出來，使維修人員能及時排除故障，不影響生產(chǎn)。
    5）變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，促使生產(chǎn)自動化程度的提高，管理操作維修人員只有很好的熟悉和掌握它的性能，才能發(fā)揮它應(yīng)用的作用，相應(yīng)地促進(jìn)了企業(yè)職工的技術(shù)水平和人員素質(zhì)的提高。
    總之，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟及變頻器成本的下降，該技術(shù)在針織行業(yè)的應(yīng)用將越來越廣泛。有理由相信，變頻凋速技術(shù)在節(jié)能和經(jīng)控制方面將會發(fā)揮更大的效能，必將給針織行業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。