L'applicazione dell'inverter ad alta tensione nella fabbrica di zucchero di Hamza in Pakistan

I Presentazione del progetto

Hamza Sugar Mills Limited del Pakistan, precedentemente conosciuta come Hi-sons Sugar Mills fondata nel 1969, è stata ribattezzata nel 1970 con il suo nome attuale.000 tonnellate di capacità di frantumazione al giornoIl suo principale prodotto è lo zucchero e le materie prime per l'alcol.

Vista esterna del mulino di zucchero di Hamza

II Breve introduzione al processo di produzione dello zucchero di canna da zucchero

La produzione di zucchero di canna comprende essenzialmente quattro fasi: pretrattamento, spremitura, chiarificazione ed evaporazione, e bollire lo zucchero.la canna da zucchero entra nella presse attraverso un sistema di trasporto, dove viene sottoposto a più spremite per estrarre il succo. Il succo entra quindi nei processi di chiarificazione, evaporazione e bollenza dello zucchero per produrre zucchero bianco,mentre il residuo pressato viene trattato separatamente.

La stampa è un apparecchio fondamentale per l'estrazione del succo di canna a pressione meccanica, costituito principalmente da un trituratore e da un corpo principale contenente tre rulli,con una lunghezza massima di 20 mm o piùIl principio di estrazione del succo mediante pressatura consiste nel rompere le cellule della canna da zucchero e rilasciare il succo attraverso la spremitura.il processo di pressatura utilizza spesso più fasi e può includere un processo di imbibizione, che consiste nel immergere il bagassa pressato in acqua calda o succo diluito per estrarre ulteriormente lo zucchero residuo.

“Grafico dei flussi del processo produttivo di stampa”

III Motivi di modifica dell'attrezzatura

Il tasso di estrazione della presse è un fattore cruciale che influisce sull'assorbimento dello zucchero; per ogni aumento dell'1% del tasso di estrazione, il tasso di recupero totale può essere migliorato dallo 0,88% allo 0,92%.I principali fattori che influenzano il tasso di estrazione sono::

• Riassorbimento durante l'espansione della fibra:

Dopo la spremitura, le fibre di canna si espandono quando escono dalla macchina, assorbendo parte del succo estratto e causando la perdita di zucchero.

• Grado di frantumazione e morfologia del materiale di canna:

- Sì.Un buon grado di frantumazione è un prerequisito per una spremitura efficiente, favorendo l'estrazione del succo e la perforazione.

• Contenuto di umidità del bagaglio:

L'abbassamento del tenore di umidità del bagaglio garantisce un tasso di estrazione più elevato.

• Uniformità dello spessore dello strato di canna:

Lo spessore irregolare dello strato di canna può portare a una spremitura incompleta o ad un elevato contenuto di umidità del bagaglio, influenzando la velocità di estrazione.

• Indossare i rotoli di stampa:

L'usura dei rotoli di stampa nelle fasi successive della stagione di frantumazione aumenta l'intervallo tra di essi, riducendo la velocità di estrazione.

Scena originale dell'operazione della turbina a vapore

La stampa originale, azionata da una turbina a vapore a contropressione inefficiente e inquinante (senza condensatore, che porta ad alte temperature di scarico), mancava anche di velocità regolabile.Ciò ha portato a uno spessore di strato di canna subottimale circa il 10% del tempo, riducendo il tasso medio di estrazione al di sotto del 95,4%, causando perdite di zucchero e una riduzione della produzione.L'utente ha chiesto una modifica della regolazione della velocità di stampa per migliorare l'estrazione (in teoria di > 0.2%) e risparmiano energia riducendo la velocità in caso di spessore insufficiente dello strato di canna.

IV Piano di modifica

In base alle esigenze in loco, il piano di modifica prevede l'adozione di un inverter ad alta tensione + motore per sostituire la stampa originale a turbina a vapore.come dispositivo di avvio del motore, offre i seguenti vantaggi principali:

• Avvio agevole, protezione del motore e della rete elettrica: riduce l'impatto dell'avvio diretto sulla rete elettrica,evita il surriscaldamento dell'avvolgimento del motore e l'invecchiamento dell'isolamento causato da una corrente di avvio istantanea elevata, e prolunga la vita motoria.
• Semplice funzionamento e facile manutenzione.
• Regolazione della velocità conveniente per soddisfare i requisiti del processo di stampa.

- Sì.

IV.I Condizioni dell'apparecchiatura in loco

Ogni linea di produzione è dotata di 5 presse. La prima stampa utilizza un inverter ad alta tensione uno-a-uno che guida un motore ad alta tensione.Questo motore è un motore asincrono a tre fasi a frequenza variabile fabbricato da Shanxi Electric Machinery ManufacturingLa prima stampa ha un carico più pesante, quindi il suo motore e l'inverter hanno una potenza maggiore, mentre le altre hanno carichi più leggeri e una potenza di attrezzatura corrispondentemente minore.

I principali vantaggi dell'utilizzo di un motore a frequenza variabile sono:

• Alta qualità di bilanciamento e capacità ad alta velocità:

Livello di vibrazione R, alta precisione di lavorazione delle parti meccaniche, dotate di cuscinetti speciali ad alta precisione.

• Sistema di raffreddamento efficiente e affidabile:

- Sì.Utilizza ventilatori a flusso assiale importati per la ventilazione forzata e la dissipazione del calore, garantendo un raffreddamento efficace del motore a varie velocità per un funzionamento stabile a lungo termine.

• Una gamma di regolazione della velocità più ampia e una migliore qualità di progettazione:

- Sì.La progettazione speciale del campo magnetico sopprime i campi magnetici armonici di alto ordine, soddisfa i requisiti di ampia frequenza, risparmio energetico e basso rumore.con caratteristiche di regolazione della coppia costante e della velocità di potenza di ampio raggio, regolazione della velocità stabile e nessuna pulsazione della coppia.

IV.II Modifica in loco del circuito principale

“Diagramma semplificato del processo di pressatura”

Secondo le esigenze in loco, ogni linea di produzione è dotata di 5 serie di presse.

• Cassa di bypass:Funziona come dispositivo di avvio di frequenza di alimentazione in standby.
• Cassa dei trasformatori.
• Armadio dell'unità di alimentazione.
• Armadio di controllo:Il pannello è dotato di pulsanti di commutazione locale/remote, pulsanti di arresto di emergenza e luci di indicazione di funzionamento a frequenza di alimentazione/frequenza variabile.

Questa modifica adotta l'inverter ad alta tensione della serie JD-BP38 prodotto da FGI Electronic Technology Co., Ltd.La frequenza di funzionamento del sistema di regolazione della velocità a frequenza variabile è impostata tramite una console di comando remoto, consentendo al personale della sala di controllo elettrico di monitorare lo stato dell'impianto e di regolare la velocità della presse in base alle esigenze di produzione,migliorando così l'efficienza della produzione.

“Diagramma del circuito principale delle modifiche in loco”

Il circuito principale è dotato di interruttori a coltello K1, K2 e K3.e K3 è chiusoQuesti tre interruttori a coltello hanno strette relazioni di blocco meccanico ed elettrico per impedire la connessione simultanea di alimentatori a frequenza e a frequenza variabile.garantire il funzionamento sicuro del sistema.

IV.III Sistema di controllo

“Diagramma del sistema di controllo”

Per le esigenze di esportazione, l'inverter FGI adotta un disegno interamente in inglese, compresa l'interfaccia e le impostazioni dei parametri, che rende facile da comprendere per gli utenti.Il suo sistema di controllo consiste principalmente delle seguenti parti::

• Controller:L'unità di controllo centrale, compresa:
  • Tavola in fibra ottica: trasmette segnali di dati bidirezionalmente tra la fibra ottica e l'unità di alimentazione.e ricevere codici di guasto.
  • Pannello di controllo principale: adotta un microcomputer a singolo chip DSP ad alta velocità per completare il controllo del motore, generare comandi di tensione trifase PWM,e scambiare parametri di stato e parametri di impostazione con l'interfaccia uomo-macchina tramite l'interfaccia RS232.
  • Scheda di segnalazione.
  • La scheda elettrica.
• Interfaccia uomo-macchina (HMI):Fornisce un'interfaccia operativa completamente in inglese, facile da usare, responsabile dell'elaborazione delle informazioni e della comunicazione esterna, e può implementare il controllo in rete con monitoraggio superiore opzionale.Raccoglie i dati attraverso la scheda di controllo principale e la scheda PLC, calcola e visualizza i parametri di funzionamento come corrente, tensione, potenza e frequenza, e ha funzioni di registrazione, sovraccarico e protezione dell'allarme di sovraccarico.È collegato alla scheda di controllo principale via RS232 e alla scheda PLC via RS485 per il monitoraggio in tempo reale dello stato del sistema.

- Sì.

Interfaccia principale del sistema di controllo a frequenza variabile FGI

️Interfaccia di impostazione dei parametri️

• Tavola PLC:Processare i segnali di commutazione interni dell'inverter e i segnali di funzionamento in loco e i segnali di stato, migliorando la flessibilità dell'applicazione.Ha la capacità di 4 ingressi analogici (elaborazione di segnali analogici come flusso e pressione dal campo o segnali di impostazione) e 2 uscite analogiche (uscita di segnali di impostazione della frequenza).
• Computer host:Comunica con la scheda PLC tramite l'interfaccia RS485, facilitando il funzionamento dell'inverter da parte dell'utente e il monitoraggio in tempo reale dei suoi parametri di funzionamento.Può essere collegato a una stampante per registrare i datiGli operatori possono eseguire varie operazioni nella sala di monitoraggio senza dover entrare nella sala di controllo elettrico ad alta tensione, migliorando la comodità e la sicurezza, riducendo l'intensità del lavoro,e migliorare l'efficienza del lavoro.

IV.IV Modi di controllo

L'inverter FGI supporta tre modalità di controllo:

• Controllo locale:Funzionamento di avvio/arresto del motore e di tutte le funzioni tramite l'interfaccia dell'inverter.
• Controllo a distanza:Ricezione dei segnali di controllo degli interruttori in loco attraverso la scheda PLC integrata.
• Controllo superiore:Ricezione dei segnali di controllo dal sistema superiore tramite l'interfaccia RS485 e il protocollo di comunicazione Modbus.

Questa modifica utilizza il controllo superiore, con gli operatori che regolano la frequenza e monitorano i parametri di esecuzione sul computer host.

️Casella di controllo in loco️

IV.V Modifica della presse a frequenza variabile in loco

Questo sistema comprende un interruttore ad alta tensione e un inverter ad alta tensione, ciascuna linea dotata di 5 serie di inverter ad alta tensione e di interruttori ad alta tensione.

️Diagramma della schermata dell'operazione

IV.VI Caratteristiche tecniche dell'inverter ad alta tensione della serie JD-BP38 FGI

L'inverter ad alta tensione della serie FGI JD-BP38 è un inverter a sorgente ad alta tensione ad alte prestazioni con controllo DSP ad alta velocità, controllo vettoriale senza sensore di velocità,e tecnologia multilivello della serie di unità di potenzaOffre un'eccellente qualità di potenza e protezione del motore ed è stato riconosciuto come un prodotto di marca famosa in Cina.

• Controllo DSP ad alta velocità:Velocità di calcolo più rapida e controllo più preciso.
• Avvio del volo:Capacità di riconoscere la velocità del motore e di avviare direttamente.
• Riavvio in rotazione:Funzionamento automatico dopo un rapido recupero da interruzione di corrente.
• Paregliazione automatica della tensione della linea:Garantisce una tensione di uscita di linea equilibrata durante guasti dell'unità.
• Determinazione della tensione di corrente continua dell'unità:Ottimizza il controllo della tensione, riduce le armoniche e migliora la precisione.
• con un'intensità di potenza di potenza superiore a 50 W;Utilizzando una tecnologia brevettata, la durata di vita è aumentata di 1 volta.
• Struttura di raffreddamento ad alta affidabilità:Basso stress di tensione IGBT e ampia gamma di sovratensioni.
• Protezione da cortocircuito improvviso fase a fase:Protezione immediata dell'apparecchiatura in caso di cortocircuito.
• Funzione di limitazione della corrente:Previene la protezione da sovraccarico e riduce i tempi di fermo.
• Ripristino automatico di errore:Recupero automatico dopo sovraccarico dovuto a improvvisi cambi di carico.

V Effetti dopo la modifica

La modifica della pressa è stata ben accolta dagli utenti a causa del funzionamento e della manutenzione semplificati e di un ambiente di lavoro migliorato con riduzione del lavoro e delle emissioni di vapore.

Dopo la modifica e la messa in servizio, il sistema offre i seguenti vantaggi:

• Inizio morbido:Orario e modalità di avvio regolabili in base alle condizioni in loco.
• Fattore di potenza elevato:Raggiunge 0,95 o superiore, eliminando la necessità di un compenso aggiuntivo.
• Nessun inquinamento armonico:Riduce efficacemente il riscaldamento del motore.
• Pulsazione a bassa coppia:Minimizza la risonanza meccanica e l'usura dei meccanismi di trasmissione.
• Forma d'onda di uscita perfetta:Tasso di distorsione inferiore al 4%.
• Riduzione degli ingorghi e dei tempi di fermo:Riduce gli arresti causati da uno spessore eccessivo dello strato di canna.
• Rate di estrazione migliorata:L'aumento previsto è superiore allo 0,2%, stimato in modo prudente allo 0,1%, con un potenziale aumento del fatturato annuo di 119.000 yuan.
• Risparmio energetico significativo:Riduzione del consumo di energia per tonnellata di canna da 33,02 kWh a 31,22 kWh, con conseguente risparmio annuo di 342.000 yuan.
• Riduzione dei costi di manutenzione:Riduzione dei tempi di fermo e delle spese di manutenzione.

VI Conclusione

Questa modifica del motore a frequenza variabile non solo ha permesso di risparmiare energia, ma ha anche migliorato l'automazione del sistema, ridotto l'usura dell'attrezzatura, abilitato il controllo della velocità basato sulla domanda,ridotto l'intensità del lavoro per i lavoratoriFGI continuerà a perseguire la crescita e l'innovazione nel settore dei motori a frequenza variabile, a considerare in modo proattivo le esigenze degli utenti,contribuire all'ammodernamento e alla trasformazione delle attrezzature elettriche industriali in Pakistan.

Base di produzione: a nord della sezione centrale della strada Jincheng, zona di sviluppo economico, contea di Wenshang

Centro di ricerca e sviluppo: n. 21, Gongye North Road, Baoshan Subdistrict, Licheng District, città di Jinan

Email: overseas@fengguang.com

Sito web:www.fengguang.com.