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铝型材挤压机节能改造方案

  • 日期:2018-06-25  点击:
  • 一、项目总述某铝型材公司作为铝型材行业的领军者、企业管理的先驱者,在响应国家节能减排号召、开展能效管理工作方面拥有良好的管理基础和实施条件。本报告结合该公司的管理
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挤压机<a href=/ target=_blank class=infotextkey>节能改造</a>方案

一、项目总述

某铝型材公司作为铝型材行业的领军者、企业管理的先驱者,在响应国家节能减排号召、开展能效管理工作方面拥有良好的管理基础和实施条件。本报告结合该公司的管理需要及生产、设备现状,经过周密的调研和论证,从背景、用能现状、技术方案、经济效益、运作模式和风险控制等方面进行了系统的研究和分析,供该审议、决策。

(一)项目背景

1、该具有良好的管理基础和实施条件。

2、该属于电力高能耗企业,主要用能设备为:铝型材挤出机。

3、随着经济的发展,能源日益短缺、价格不断上涨是大势所趋。能源费用逐步成为影响企业效益的主要因素之一。

4、市场的快速发展和激烈竞争,迫使企业主动采取有效措施,优化产品性能,降低产品成本,提升产品的市场竞争能力。

5、该作为行业领军企业和企业管理的先驱者,有能效管理的基础及节能降耗的迫切需求。

(二)项目的提出

该公司秉承‘创造新的价值’的创新精神,对企业生产和能源开展持续改进和无止境创新的管理。目前使用的铝材挤出机为早期的产品,随着新技术和新设备的出现,原有机器的能耗水平明显偏高。为提高原设备的使用价值,降低能耗水平,迫切需要对现有挤出机实施全方位的节能降耗改造。

(三)项目的必要性及经济意义

1、企业降耗增效需要:该公司在能效管理方面致力于精细化管理,铝型材挤出机是主要耗能设备,节能改造需求迫切。

2、履行社会责任需要:该公司作为江苏省及苏州市重点企业和典型能耗单位,实施节能降耗,完成政府节能减排任务,履行社会责任。

3、市场竞争需要:铝型材行业快速发展,市场竞争日趋激烈,降低产品单耗、节约生产成本是提高产品市场竞争力的迫切需要。

(四)项目内容、范围

1、项目名称:某公司铝型材挤出机节能改造项目。

2、项目内容:本项目改造内容为铝型材挤出机液压驱动部分节能改造。

3、项目范围:本项目改造铝型材挤出机设备1台。

二、项目方案

(一)技术介绍

铝型材挤压加工是利用铝材塑性成形原理进行压力加工的一种重要方法,通过挤压将铝棒一次加工成管、T型、L型等型材。铝型材挤压机是实现铝型材挤压加工的主要设备。

1,交流伺服工作原理

伺服电动机(或称执行电动机)

是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件。其作用是把接收到的电压信号转换为电动机转轴的角位移或角速度(可理解为转速)。

2,伺服系统的特点

(1)、控制精度

交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以旋转编码器的传感器脉冲数1024为例,一般每周可达到1/1024。

(2)、低频特性

交流伺服电机运转非常平稳,即使在低转速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。

(3)、矩频特性

交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出,转速爬高,转矩下降。

(4)、过载能力

交流伺服电机具有较强的过载能力。其大转矩为额定转矩的二倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。

(5)、运行性能

交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采集,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。

(6)、响应性能

交流伺服系统的加速性能较好,从静止加速到其额定转速2000RPM仅需几十毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。

正是基于伺服电机有调速范围广、过载能力强、运行稳定性好、转速控制精度高、响应速度快、适宜频繁启停、输出相同功率时较异步电机体积小、重量轻等上述优点,应用到铝型材挤压机的动力驱动及系统控制是非常适宜的。

(二)技术方案选择

主体形式:伺服电机 + 定量柱塞泵

(三)选型及配置

1:1800吨挤压机采用异步电机驱动时的配置参数计算:

1.1原配置主要性能参数

※ 双轴异步六极电机型号:Y315M-6

总装机功率:150KW*2台

※ 高压变量柱塞泵型号: A7VO-355L、A2F355R5P2K

系统总流量: 355L× 2台

※ 中压叶片泵型号:PV2R34-125-237 × 2台 (油研)

大泵流量:237升/min 小泵流量:125升/min

※ 高压部分液压系统大执行液压力:21.0Mpa

※ 中压部分液压系统大执行液压力:14.0Mpa

1.2异步电机参数:

额定功率:150kw 额定转速:980rpm

额定电流:315A 功率因数:0.86

2、根据上述配置的参数数据,我们选择部分系统改造及配选的伺服电机的组成是(改工作中的一台电机):

※高压主泵部分:

2.1、将原来的变量柱塞泵A7V0-355,使用定量高压齿轮泵:QT63N-100cc二个替换;在转速1800转/每分钟运行时,定量泵100CC排量输出约为:180L/min,二台总流量为360L/min。该泵体在工作压力24.0Mpa状态下,对伺服电机索求的驱动扭矩为:

240(工作压力)×100(输出流量)×0.0159(系数)×1.1(电机系数)= 419 牛.米。

2.2、驱动定量高压齿轮泵QT63N-100cc的伺服电机型号为:

伺服电机:LK2533-182R-W 同步伺服电机 2台

额定扭矩:415 N.m 额定功率:78.2kw

额定电流:147 A 额定转速:1800rpm

驱动器型号:徕卡 驱动器 LK-90KW 2台

※ 中压辅助泵部分:

2.3、将原来其中的一台双联叶片泵PV2R34-125-237,使用定量高压齿轮泵:QT6252-100-63cc一个替换;在转速2000转/每分钟运行时,定量泵163CC排量输出约为:360L/min。该泵体在工作压力14.0Mpa状态下,对伺服电机索求的驱动扭矩为:

140(工作压力)×163(输出流量)× 0.0159(系数)×1.1(电机系数)=399牛.米。

2.4、驱动双联叶片泵4525V-60A/21的伺服电机型号为:

伺服电机:LK2529-152R-W 同步伺服电机 1台

额定扭矩:364 N.m 额定功率:57kw

额定电流:113 A 额定转速:2000rpm

驱动器型号:徕卡 驱动器LK-75KW 1台

※ 液压部分设计负荷峰值限定值

使用过程中超过该限制值,不确保设备能够正常运转 ! ! !

※ 高压部分液压系统大执行(限制)液压力:24.0Mpa

※ 中压部分液压系统大执行(限制)液压力:14.0Mpa

表二:该公司节能改造配置

1800T挤压机伺服升级使用的主要物料清单

序号

品名

型号规格

使用数量

备   注

01

液压泵驱动

伺服电机

LK2533182R-W(412N.M)

油冷伺服电机

2台

额定转速:

0---1800r/min

02

液压泵驱动

伺服电机

LK2529152R-W(360N.M)

油冷伺服电机

1台

额定转速:

0---1500r/min

03

伺服驱动器

LK-90(90kw)

2台

 

04

伺服驱动器

LK-75(75kw)

1 台

 

05

伺服高压齿轮泵

QT63N-100CC

2台

 

06

伺服高压齿轮泵

QT6252-100-63CC

1台

 

07

输入电抗器

250A

2台

 

08

输入电抗器

150A

1台

 

09

管道泵

1.5kw/40

2台

电机冷却用

10

伺服驱动器

控制电箱

带电压表1个电流表2个,指示灯3个

2个

根据驱动器,电抗器,总开关

11

编码器馈线

屏蔽馈线通讯电缆

3条

15M/条

12

电机安装脚板

直径80*40避震胶垫12个

10#槽钢*750mm*6条

3套

 

13

电箱总开关

600A

2个

 

14

机架、联轴器、法兰

梅花弹性联轴器

3套

轴伸平键输出

15

液压、机械、电气部分使用的辅助件

 

若干

法兰块、无缝管、

高压软管、冷却水管件、电机基座钢板

16

控制电缆

0.5 mm²*12多股

35米

视现场定

17

动力电缆

70mm²

35mm²

35米

18米

视现场定

配铜线端

18

中间继电器

24v(LY2欧姆龙)

8个

   配安装导轨

三、效益估算

(一)收益估算表

表二:某公司节能改造节能收益估算表(一台工作电机)

机台号

机型

数量

电机功率(kw)

年节电数

(kw/h)

年节电费用(元)

月均产品产量(吨)

月增产量(吨)

年增产收益(元)

 

年受益总

计(元)

1

1800T

1套

150

180180

153153

200

10

165000

318153

说明:原电机电耗按总功率65%,节电率按25%,单位电价0.85元/kwh日均生产24个小时,月生产28天,年生产11个月;产量增长率按5%,每吨型材加工费用为1500元

四、项目效益分析

(一)直接经济效益

项目实施后,每年将给企业节电总计¥153153.00元,生产效率的提高带来的经济效益¥165000.00元。两项合计共计¥318153.00元。

(二)间接效益

项目实施后,由于设备的性能提高,带来以下间接效益:

设备响应迅速、生产效率高。

降低环境噪音,比原有工况下的噪音降低40%左右。

由于伺服油泵性能和工况需求,降低液压油无功泄油而造成长期循环,使其液压油温度高,增加液压油使用寿命。(正常为2-3年更换一次,改伺服后为3-5年更换一次)。

减少油阀油路因油温高造成漏油问题。

控制精确、压力稳定、产品重复率高,一致性好,节省原料。

环保:环境温度降低3℃-8℃。

(三)社会效益

本项目实施后,年节约电量约18万千瓦时,折合标煤54吨。减少二氧化碳排放145余吨,有效减少了温室气体排放。

苏州徕卡节能电气技术有限公司作为行业领军企业,实施该项目必将在行业能效管理起到典型作用,从而提升企业的影响力和品牌辐射效应。

工业节能,致力于打造专业的工业节能产品平台,不断提升产品范围与技术能力,有效降低企业能耗,节电率30%-80%,促进国家节能环保事业发展。

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