都江堰拉法基水泥厂在采用罗克韦尔自动化中压变频器之后，单位产品能耗明显降低，新系统工作更加稳定，便于维护，每年节省的维护费用就达2.4万美元。 　　优化水泥厂风机控制的解决方案▲由于采用了PoweFlex7000中压变频器，使得维护工作更加简便，节省了维护费用。仅此一项，每年就能为水泥厂节省2.4万美元。 　　司是世界上最大的水泥生产厂商，在42个国家建立有117家水泥厂、27家研磨厂，其水泥年产量高达1亿5000万.12家合资企业中最大的一家一一都江堰拉法基水泥厂，兴建于2002年6月。它是我国西部最大的一家干法旋窑水泥厂，其设计年产量为140万水泥。 　　泥年产量处于全球主导地位，占全球产量的30%，占亚洲产量的50%.在最近25年里，我国的水泥行业得到了长足的发展，从1978年的年产量6500万，增加到2001年的6亿5000万.在我国基础建设和房地产业的推动下，从2001年起水泥产销量急剧攀升。随着我国政府不断增大对基础建设的投入和城市房地产的进一步发展，对水泥的需求量仍将保持增长。 　　挑战水泥行业是一个竞争激烈的行业，众多水泥厂商都在通过提高产品质量、维持较低价格水平来增加市场份额。为了保持企业的竞争力，必须提高生产效率，充分利用投资，尽可能地降低生产成本。 　　对于都江堰拉法基水泥厂来说，首先应该降低单位产品的能耗，节省能源费用。因为，能源费用是水泥厂最大的生产成本，水泥生产的每个阶段都将耗费大量的能源，其费用占产品成本的70%.因此，任何一项节能措施都将有助于提高经济效益。 　　为了减少能耗，都江堰拉法基水泥厂希望通过自动控制系统来控制干法旋窑前端排风机、主风机、高温风机、加煤风机、干法旋窑尾部风机的运行速度。 　　解决方案都江堰拉法基水泥厂选择罗克韦尔自动化为这五台风机提供控制系统。因为该厂的领导和技术人员认为罗克韦尔自动化在水泥设备控制领域享有较高的声誉，在亚洲地区多家水泥厂的建设项目中取得了成功。 　　罗克韦尔自动化建议该水泥厂使用变频器来控制整个通风系统。通过调整风板或阀门开启度来调节通风量的传统机械调节方法，不能降低风机的耗电量，并常常使它处于满负载情况下运行，而实际上根本不需要那样大的通风量。这使得整个系统效率较低，电能浪费严重，毫无意义地加大了对设备的磨损。如果采用变频器，就可以通过控制电机转速来直接调节通风量，节省耗电量。 　　都江堰拉法基水泥厂采用了罗克韦尔自动化的PoweFlex7000中压变频器，分别对每个风机进行独立控制。电机转速采用电流闭环控制方式。每个电机上安装有速度计，用于显示电机的实际转速。 　　在本系统中，所有的变频器均采用ModBusPlus通讯协议与该水泥厂现有的DCS集散控制系统通讯。同时，每台变频器均配备有PanelView操作员界面，不仅方便了对变频器的操作，还可用于显示变频器的数据和状态。 　　PoweFlex7000中压变频器采用18脉冲调整及PWM脉宽调制方式对电机进行控制，输出波形稳定，可以有效防止谐波。该变频器采用对称门极换流晶闸管（SGCT）代替了输出变压器，减少了所需的换流器件数目，提高了系统稳定性。而大多数竞争对手的产品还在使用传统的门极绝缘栅场效应晶体管（IGBT）技术，而这样需要增加更多的换流器件。 　　效果罗克韦尔自动化为风机的控制提供了高效、可靠的解决方案。根据所需的通风量，由变频器向风机提供相应的电能，这样会让风机运行更加经济。采用PoweFlex7000中压变频器之后，水泥厂的单位产品能耗下降了10%，由此每年将为用户节约12.4万美元。 　　拉法基水泥厂运行部彭立称赞道，通过它提高了产品利润率，让使我们能够在国内竞争激烈的水泥市场保持领先地位！ 　　（文章查询号64）换流晶闸管（SGCT），逆变开关器件数量少，功率结构为无熔断器，具有电流抑制DC电抗器。 　　行。发动机工作时，能量可回馈电网，电机再生制动。适用于需四象限工作的应用（如窑、皮带传输等）及大惯量负载（如离心式风机）负载的快速调整。 　　免传感器的直接矢量控制免传感器的直接矢量控制对马达的磁通是测算而不是估算。如同直流驱动，马达力矩可快速改变而不影响马达磁通。此控制方式可产生较标准V/Hz型变频更优越的运行性能。对持续运行在6Hz以下的低速应用，可选用带测速反馈的完全矢量控制。 　　SGCT中压变频器的理想功率开关：门驱动集成，开关频率高，双面冷却的对称门极换流晶闸管是用于中压变频器的理想功率半导体开关。通过对控制SGCT的脉宽调制（PWM）模式的优化，将器件的导通和开关损耗降至最低，产生了极为紧凑和高效的逆变器设计，由于SGCT独特的性能及PoweFlex7000的技术结构，该组件可通用于PWM逆变器和PWM整流器。 　　Flex7000的核心是创新的功率机架PoweCage.它可将主要功率器件以紧凑的模块化的形式集成于一体。先进的散热器设计，加上高压冷却气流模式，确保了高效的热传递且降低了热损伤，独特的组件形式意味着不必移动机架，无需特殊工具便可在5min之内完成对器件的更换；器件数量少，PoweFlex7000只须6个SGCT组成逆变器（2频）而使用IGBT或IGCT的其他产品需要1236个功率开关器件。 　　美国珥动赛专为恶劣工业环境设计的交换机。 　　集线捶口转器及路虫酋低压ac/dck.理供冗余电琢连接外理设计ffl巧。适合工业现场安装宽度范圉室外应用，工作a度可达产品系列齐±，即潘即用型配置型。 　　

  技术创新6-30型风机流场的三维模拟与分析（辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新FLUENT6.1对离心风机内部流场进行了三维数值模拟。计算中采用了标准k-e湍流模型与非结构化网格。通过模拟发现了蜗舌对叶轮中流动的影响和部分空气在叶轮中的螺旋状流动，捕捉到了离心通风机内部许多重要的流动现象，同时对计算结果进行了分析，对该类风机的性能改进提供了一定的依据。 　　1前言近年来，随着计算机技术的快速发展，使得计算流体动力学（CFD）在离心风机的研宄领域得到了越来越广泛的应用。本文就应用计算流体动力学的商用软件之一Fleun对6-30型离心风机的流场做了三维模拟，并通过对其流场的研宄，为改进风机的性能找出方向。 　　2建模与计算方法方法，湍流动能、湍流耗散项、动量方程都采用了二阶迎风格式离散；在迭代计算时，应用亚松弛迭代，松弛系数采用默认。2.1风机的主要参数本文以6-30型风机为研宄对象，主要参数如下：流量gvmin，叶轮夕卜径D2=490mm，叶轮轮毂宽度b=39mm，叶片数2=12，蜗壳基圆半径尺广274mm，尺2动充分发展，对入口和出口做了一定的加长。工作介质为标况下的空气，并认为牛顿流体且局部各向同性。蜗壳垂直z轴，轴面为xy平面，垂直纸面向外为z轴。通过三维软件AUTOCAD建模，模型（除去叶轮前盖）如所示。 　　2.2网格化分本文采用gambi对风机的内流场进行划分，考虑到离心风机的内部流动情况较复杂，故整机采用非结构体网格进行划分，并将整机划分为三个部分：入口部分，叶轮流道部分，蜗壳部分。 　　2.3控制方程本文中旋转叶轮与静止蜗壳之间、旋转叶轮与静止进口管之间的耦合采用了多坐标系（mulipleefeencefame），把离心风机内流场简化为叶轮在某一位置的瞬时流场，将非定常问题用定常方法计算。对于定常不可压缩流体，取与叶轮一起以恒定转速转动的坐标系，考虑粘性假设，使用笛卡儿坐标系，速度矢量在x，y和z方向的分量为u、v和采用标准A-e模型求解该问题时，控制方程包括连续性方程、动量方程、k方程、e方程，这些方程都可以表示成如下通式：u、v、单位为m/s，厂为扩散系数，S为广义源项，湍动能k和湍动能耗散率e，方程的具体形式和含义参见。 　　2.4边界条件在计算域的进口处，假定进口速度沿进水管入口截面均匀分布，给出进口质量流量，并指定其方向与进口垂直。进口处的湍动能k和湍动能耗散率e取默认值。 　　入口和蜗壳部分为静止网格，叶轮流道部分采用悬转坐标系，三部分之间的连接面设置为ineface.入口，叶轮和蜗壳与流体相接触的所有壁面均采用无滑移固壁条件，在近壁区采用标准壁面函数法，除叶轮流道部分壁面为旋转壁面外其他壁面均为静止。计算中忽略重力呢靠近蜗舌流道z=15截面静技术创新-对流场的影响。 　　3计算结果分析3.1模拟结果可信度判断风机全压在风机入口，流道入口，流道出口和蜗壳出口上的流量加权平均报告如下：从以上图表及数据可以看出，计算结果的速度和压力分布都与实际情况相符，且风机出口和入口的全压差为3.90kPa，与给定的风机全压3.98kPa误差仅为2%，可以判断该模拟结果可信。 　　3.2流场分析从各流道的静、压全压和速度等高线看，各流道内的流动情况并不相同。为靠近蜗舌的流道z=15截面的静压和速度等高线，为远离蜗舌的流道的静压和速度等高线。从两个图的对比可以看出，靠近蜗舌的流道入口和出口的平均流速都比远离蜗舌的流道小。靠近蜗舌的流道中流速变化较快，达到最高流速的区域较大，且位于流道的中后部；而远离蜗舌的流道中达到最高流速的区域仅分布在出口靠近叶片的小区域内，流动比较平稳。 　　4流动损失分析从可以看出，由于蜗舌的滞止效应，蜗舌周围存在一个静压力的高压区，导致蜗舌附近的流道出口处静压力较大，从而使这部分流道的出口和入口速度比其它流道要小，因此同一时间内通过该部分流道流量较小，即靠近蜗舌的流道做功能力较其它部分有所削弱。且靠近蜗舌的流道中流体流动较紊乱，即该流道中流体的流动损失较其他部分大，和所示即为整个叶轮中的迹线和近蜗舌流道中的迹线。 　　（3）从可见，在每个叶轮流道中都存在一些与叶片方向背离较为严重的迹线。为更清楚研宄这些迹线，在一个流道的入口处，均匀设置4条靶线，观察以这4条靶线为起点流体迹线。为靶线分布示意图，标为A，B，C，D4条靶线。为从两个方向观察到的以这4条靶线为起点的流体迹线。可以看出，以靠近叶片非工作面的A、B靶线为起点的气体的流动较均匀和平稳；而以靠近叶片工作面的C、D靶线的上部为起点的气体沿流道方向有明显的螺旋状流动，这必将增加叶轮流道的流动损失。 　　5结语通过对6-30型离心风机设计工况下内部流场的模拟，了解了流体在各叶轮流道中压力和流速的不均匀性，特别是靠近蜗舌的流道也其它位置流道差异较大。并分析了在叶轮入口，叶轮内部和蜗舌周围发生的能量损失。 　　（1）在叶轮旋转过程中，各流道的流动随它在叶轮中相对位置的不同而不同。压力和速度分布具有明显的轴不对称性，尤其在靠近科技创新导报蜗舌的流道中差异更加显著。 　　蜗舌的设计对整机的性能有重要影响，因为蜗舌不仅引起环流损失，而且会影响到靠近它的的做功能力。 　　在叶轮各流道中都存在横贯流道的流动，这种不规则的流动也带来一部分能量损失。这种不规则流动主要是由从靠近叶片工作面一侧的上部流入叶轮的气体引起的。 　　综上所述，使用数值模拟方法研宄离心风机内部流场能够方便直观的让我们观察到气体在风机内的流动状况，并能够根据需要提供详细的数据，为我们改进和设计性能更好的风机指明方向。