德瑞斯电气造纸磨浆机应用案例

• 关键词：德瑞斯变频器,ES300,磨浆机
• 摘要：纸浆生产线是由一系列配套设备组成的，为提高生产效率、保证纸浆的质量，各传动部分需要高度的协调，目前先进的生产线重要传动均采用变频器驱动，木片磨浆机是纸浆生产非常关键的部分，本文阐述德瑞斯电气ES300系列变频器在某大型纸浆生产线上的应用为例，说明了制浆生产线的控制系统以及大型木片磨浆机的对电气传动的要求

一、引言

纸浆是造纸的基本原料，由于我国木材资源以及大规模纸浆生产设备的缺乏，纸浆远不能满足日益发展的造纸工业的需要，目前我国人均用纸量仅为27-30公斤，而国外发达国家人均用纸量为200-300公斤，为了弥补原料的不足，纸浆制品每年要从国外进口相当数量的纸浆。

纸浆的原料主要有木材、竹、芦苇、稻草、麦草、芒杆、棉杆、甘蔗渣、破布、废棉、废麻等类植物纤维。

制浆是利用化学的方法或机械的方法或两者结合的方法使植物纤维原料离解，变成本色纸浆或漂白纸浆的过程。以下为采用芦苇造纸为例介绍其基本工艺过程。

图1 造纸基本工艺流程

木片磨浆机是纸浆生产非常关键的设备，是将原木先削成木片，再将木片直接在大功率的盘磨机里磨解成浆，如图2所示为木片磨浆机。

图2 木片磨浆机

二、纸浆生产线控制系统

整套生产设备控制系统拓扑图3所示，中央控制系统DCS与整条生产线所有执行元器件与传感器之间全部采用MODBUS通讯，为保证生产线的安全，各关键传动设备附近均安装有摄像头，DCS通过以太网采集所有摄像头数据，实时监控各传动系统的现场情况。

中央控制系统控制所有变频器的启停、频率给定、故障复位等命令，同时采集所有变频器的电流、电压、母线电压、运行频率等数据对各台变频器进行实时监控,根据采集的数据整合进行有效控制，较少设备故障，提高运行稳定性。

图3 生产线控制系统拓扑图

三、木片磨浆机电气传动特点

该制浆生产线上木片磨浆机的动力由一台280kW三相异步电机驱动，电机额定电压为380V，同步转速为982转/min，变频器采用德瑞斯电气技术股份有限公司研发生产的ES300系列变频器，额定输出功率为315kW。

制浆生产线上的大型木片磨浆机由于其严格的生产工艺，其电气传动具有如下特点：

► 启动转矩大，木片磨浆机在启动时需要克服转动惯量与摩擦力矩，在启动时候需要足够的转矩;

► 加减速时间短，加速时间不超过60S，在没有配置制动单元与制动电阻的情况下，要求减速时间不超过30S;

► 电机需要超基频运行，为提高生产效率，在特殊情况下需要电机基频以上运行;

► 需要变频器具有很强抗电网波动的能力，由于工厂电力采用纸浆生产中的废料发电，所有电网波动较大，为保证生产线正常运行，所有变频器的抗电网波动能力均能达到±15%;

► 具有高可靠性，木片磨浆机一旦出现故障，整条生产线必须停下来，给工厂造成很大的经济损失，所有该工厂要求变频器24小时不间断运行时间至少在3个月以上。

四、变频器调试

由于木片磨浆机在启动时需要输出2倍的电机额定转矩，同时又保证变频器不过流，所以ES300系列变频器采用矢量开环控制模式;具有以下特点：

► 启用ES300系列变频器的弱磁功能，使电机能在50HZ以上运行;

► 启用ES300系列变频器的过压失速、过流保护、输入输出缺相等二十几项功能，保证变频器在加减速过程中不出现故障而影响生产。

由于ES300系列变频器可以适应电网±15%的波动，所以能适应该厂的电网条件而不发生故障。