一、 概況
在我國的制糖行業(yè)中，變頻器已廣泛地應用在風機、水泵等變轉(zhuǎn)矩負載，取得了顯著的節(jié)能效果。壓榨機作為糖廠重要的生產(chǎn)設備，一直采用傳統(tǒng)的控制方式定速運行。其實，從生產(chǎn)工藝和節(jié)能兩方面來分析，對壓榨機進行技術(shù)改造不但行之有效而且能大幅提高企業(yè)效益。
二、 生產(chǎn)工藝分析
眾所周知，壓榨機出率是影響糖份總收的主要因素之一。若壓榨機出率提高1%，則總收回率提高0.88%～0.92%。影響抽出率的因素主要有以下幾方面原因：
1.蔗糖中的纖維分受壓后離開榨機出口時又膨脹，此時被壓榨的纖維隨著自身的膨脹在出口處會吸去已榨出的一部分蔗汁，同時受到機效能的影響，甘蔗中的糖份不可能全部榨出，這就形成了蔗渣中的糖份損失。
2.蔗料的破碎度及形態(tài)是保證首座榨機抽出的前提。甘蔗破碎度好，蔗汁易于壓出，滲效果提高。
3.降低蔗渣水分是提高抽出的保證。
4.保證從撕解機輸送過來的蔗層厚度均勻?qū)μ岣叱槌雎史浅Ｖ匾?。如果蔗層過厚，壓榨不徹底，使蔗渣造成浪費;如果蔗層過薄，壓不干蔗層，蔗渣水分過高，影響抽出率。
5.在榨季后期，由于榨輥的磨損越來越嚴重，導致榨輥的間隙擴大，使抽出率下降。
綜上所述，由于壓榨機轉(zhuǎn)速不可調(diào)，從撕解機輸送過來的蔗層有大約10%的時間厚度會達不到要求，這樣會使蔗汁的平均抽出率低于95.4%。抽出率越低說明蔗汁流失越大，從而導致產(chǎn)量變低。如果能對壓榨機進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，當蔗層后度不夠時通過降低壓榨機電動機轉(zhuǎn)速使蔗層達到正常厚度后再進行壓榨，這樣壓榨會比較充分，平均抽出率將可提高0.2%以上，同時由于轉(zhuǎn)速降低，電流下降從而達到節(jié)能省電的目的。PT200變頻器正是解決此調(diào)速問題的最佳裝置。
三、 改造前工況
在廣西某糖廠改造實例：有5臺壓榨機，技術(shù)參數(shù)如下：
日榨量2700噸計算，榨季為5個月(11月-次年4月)，總榨量為40萬噸蔗;甘蔗糖份在13.6%～16%之間，取平均值14.5%;抽出率在95.5%～96.2%之間，取平均值95.8%;煮收按86%計算。經(jīng)過實測每榨1噸甘蔗耗電30度左右。電機方式為頻敏電阻啟動。
四、 改造方案
壓榨機整改造系統(tǒng)由原電控柜、變頻柜和新電控柜組成。其中原電控柜為工頻啟動柜，變頻柜采用PT200 250G3-320G3變頻器，該柜與新增電控柜組成新系統(tǒng)。在控制面板上設有系統(tǒng)選擇開關(guān)、工變頻選擇開關(guān)、變頻送電按鈕、電氣啟動按鈕和電流設定按鈕。
1.壓榨機自調(diào)整改造系統(tǒng)設有：原系統(tǒng)操作、調(diào)整、新系統(tǒng)工頻啟動、新系統(tǒng)變頻啟動、新系統(tǒng)自動控制。
變頻控制系統(tǒng)
2.手動控制：分別為每臺電機安裝一臺變頻柜和一個變頻轉(zhuǎn)換柜。變頻柜的容量比電機容量放大一級，保證系統(tǒng)的安全可靠性。當變頻柜出現(xiàn)故障或異?，F(xiàn)象時可通過變頻柜將系統(tǒng)切換到原來的啟動柜，使壓榨機能正常連續(xù)生產(chǎn)。變頻轉(zhuǎn)換柜內(nèi)還裝有交流電抗器，可有效抑制諧波對電網(wǎng)的影響，同時保護變頻器不受電網(wǎng)浪涌電壓的沖擊。
3.恒電流全自動控制：根據(jù)對生產(chǎn)工藝的分析，為了提高抽出率，保證蔗層的厚度是非常重要的，也就是說要使電機的電流的波動范圍越小越好。在上述受動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加霍爾傳感器檢測電機的實際電流，作為變頻器的反饋信號，變頻器根據(jù)反饋信號控制電機轉(zhuǎn)速。如果蔗層過厚，電機的電流變大，變頻器將把電機的轉(zhuǎn)速提高，使蔗層盡快被壓榨;如果蔗層過薄，電機的電流變小，變頻器將把電機的轉(zhuǎn)速降低，以便盡可能將蔗層壓榨徹底。這樣使電機電流始終在小范圍內(nèi)波動，從而保證蔗層厚度均勻，有助于提高抽出率。
4.核子秤信號反饋全自動控制：蔗層經(jīng)過核子秤計量后由輸送帶送往壓榨機進行壓榨。核子秤輸出0～5V信號給調(diào)速器，調(diào)速器根據(jù)這個信號調(diào)節(jié)輸送帶的速度，保證蔗量的均勻。在上述受動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將核子秤的信號反饋給變頻器，變頻器將蔗量的多少調(diào)節(jié)壓榨機的轉(zhuǎn)速，核子秤的信號大，表明蔗層厚，變頻器將電機的轉(zhuǎn)速升高;核子秤的信號小，表明蔗層薄，變頻器將把電機的轉(zhuǎn)速降低，從而保證蔗層厚度均勻，有助于提高抽出率。
五、 改造后的效益分析
1.提高了抽出率：根據(jù)測算，平均抽出率可提高0.2%以上，現(xiàn)在保守估計抽出率提高0.1%，按年榨40萬噸蔗，糖份14.5%，煮收86%計算：每個榨季多產(chǎn)糖40萬噸*14.5%*0.1%*86%=50噸 ，按2700元/噸糖計：50噸*2700元/噸=13.5萬元 。即產(chǎn)量提高，使企業(yè)每個榨季多創(chuàng)收13.5萬元。
2. 很好的節(jié)電效果：5臺榨汁機裝機總?cè)萘繛?420KW，根據(jù)測算，改造后每榨1噸甘蔗耗電減少2度，按年榨40萬噸蔗計算：每年節(jié)電：40萬噸*2度/噸=80萬度 按0.52元/度計算：80萬度*0.52元/度=41.6萬元。
3. 投資回報期短：整套系統(tǒng)預算70萬左右， 13.5萬+41.6萬=55.1萬，可見整個變頻改造系統(tǒng)的投資在一個多榨季即可回收。
六、貴公司榨機生產(chǎn)工藝及改造方案
1.生產(chǎn)工藝
貴公司原系統(tǒng)主要生產(chǎn)白糖，榨機轉(zhuǎn)速每分鐘9轉(zhuǎn)。為了適應市場的需求，現(xiàn)通過工藝的改進，將改生產(chǎn)紅糖。榨機的轉(zhuǎn)速將由原來每分鐘9轉(zhuǎn)改為5轉(zhuǎn)。由原來生產(chǎn)白糖時的5榨改為3榨，即1、2、5號榨機工作，3、4號榨機停運。如生產(chǎn)白糖可切換至原工作流程即可。
2.設備清單
序號額定功率額定電流額定電壓額定轉(zhuǎn)速備注
1220KW415380V/AC740rpm
2185KW340380V/AC740rpm
3185KW340380V/AC740rpm
4185KW340380V/AC740rpm
5220KW415380V/AC740rpm
3.改造方案
根據(jù)貴公司提供的寶貴意見及相關(guān)論證，現(xiàn)決定將1、2、5號榨機實施變頻改造，采用PT200系列變頻器對榨機進行起、停及調(diào)速的改造。。貴公司將按照紅糖生產(chǎn)工藝要求將榨機減速箱實施改造。相關(guān)配置詳見下表：
序號額定功率額定電流額定電壓匹配變頻器備注
1220KW415380V/ACPT200 280G3
2185KW340380V/ACPT200250G3
5220KW415380V/ACPT200280G3
分別為每臺電機安裝一臺變頻柜和一個變頻轉(zhuǎn)換柜。變頻柜的容量比電機容量放大一級，保證系統(tǒng)的安全可靠性。當變頻柜出現(xiàn)故障或異?，F(xiàn)象時可通過變頻柜將系統(tǒng)切換到原來的啟動柜，使壓榨機能正常連續(xù)生產(chǎn)。變頻轉(zhuǎn)換柜內(nèi)還裝有交流電抗器，可有效抑制諧波對電網(wǎng)的影響，同時保護變頻器不受電網(wǎng)浪涌電壓的沖擊。
