关键词：Goodrive5000高压矢量变频器、压榨机、喂料机
1.引言
甘蔗制糖工序一般由提汁、清净、蒸发、结晶、分蜜和干燥构成。其中提汁是整个过程中重要环节。现在糖厂普遍使用的甘蔗提汁方法是压榨法。此方法具有处理甘蔗能力适应性强、技术管理方便和运行可靠等优点。
压榨提汁的原理主要是将甘蔗斩切成丝状与片状的蔗料，通过喂料机入压榨机，使充满蔗汁的甘蔗细胞的细胞壁受到压榨机辊的压力而破裂，蔗料被压缩，细胞被压扁的同时排出蔗汁；借助于渗浸系统将从压榨机排出、开始膨胀的蔗渣进行加水或稀汁渗浸，以稀释细胞内的糖分，提取更多的蔗汁。
压榨机是压榨法提取甘蔗汁的重要设备。衡量提糖效率用糖分抽出率表示，其定义为从甘蔗中已被提取的蔗糖对甘蔗中蔗糖的质量百分数。一般甘蔗糖厂糖分抽出率在92～97％之间。在压榨过程中，影响压榨糖分抽出率的因素有许多。 其中喂料及压榨过程中，一直是采用传统的方式即工频驱动恒速运行，从撕解机输送过来的蔗层有大约10%的时间厚度会达不到要求，这样会使糖分的平均抽出率偏低。糖分抽出率越低说明蔗汁流失越大，从而导致产量变低。并且如果出现蔗层太多时，压榨机容易卡死，需要停机除渣，严重影响生产。当对压榨机进行转速调节后，蔗层厚度不够时通过降低压榨机电动机转速，使蔗层达到正常厚度后再进行压榨，这样压榨会比较充分，平均抽出率将可提高0.2%以上，同时由于转速降低，电流下降从而达到节能省电的目的。
2.工况分析
泰国东方糖厂，是泰国糖业加工前茅的制糖企业，其通过近几年技术改造，生产能力达到30000吨/日，年产量可达到400万吨以上。现场需要改造的一条压榨生产线，分为5级压榨，该压榨生产线如下图示：
图1 该糖厂压榨线图示
现场变频器改造的是压榨生产线的第三个压榨机组（一台喂料机和一台压榨机）。改造前：喂料机和压榨机都采用工频驱动，由于频率及转速固定，糖分抽出率不高，无法调节压榨机组运行速度，消耗电能大，并且容易出现卡住现象。所以现场改造为变频器调节的方式。异步电机的详细参数见下表：
表1 喂料机及压榨机电机参数表
|
电机型号 |
电机功率 |
额定电压 |
额定电流 |
额定转速 |
功率因素 |
负载类型 |
|
AEZM-PA |
1500KW |
3.3KV |
325A |
985RPM |
0.85 |
压榨机 |
|
AEZM-PA |
700KW |
3.3KV |
147A |
983RPM |
0.87 |
喂料机 |
现场图片如下：
图2 压榨线全貌图示
图3 3号喂料机及压榨机图片
3.系统选型配置
根据现场需要，喂料机及压榨机变频驱动系统由变压器柜、功率单元柜和控制柜组成。在控制柜面板上设有本地/远程按钮、急停按钮、工/变频指示灯等。
现场采用的是深圳市英威腾电气有限公司生产制造的GD5000系列高压变频器，变频调速系统在现场运行时，其运行频率设定的方法采用的远程操作台进行系统状态的监控或压榨机运行速度给定，电控室的值班人可以很方便地根据生产需求调节压榨机的速度，对提供生产效率提供了有力的条件。
表2 变频器配置表
|
变频器型号 |
变频器功率 |
额定电压 |
额定电流 |
负载类型 |
|
GD5000-A2800-3.3 |
2240KW |
3.3KV |
490A |
压榨机 |
|
GD5000-A1250-3.3 |
1000KW |
3.3KV |
219A |
喂料机 |
现场使用图示：
图4 现场变频器图示
4.改造效果
改造投产以后，具备以下优点：
● 能实现软启动，启动时间和启动的方式可以根椐现场工况进行调整。
● 高功率因数，达0.95以上。
● 对电机不产生谐波污染，有效降低了电机的发热量。
● 转矩脉冲很低，不会导致电机等机械设备的共振，同时也减少了传动机构的磨损。
● 输出波形完美，失真度小于2%。
● 减少了压榨机组因蔗层太厚，压榨机卡住，导致停线的现象。
同时增加了经济效益：
● 提高了抽出率
-根据测算，平均抽出率可提高0.2%以上，现在保守估计抽出率提高0.1%，按年榨100万吨甘蔗，糖份13.5%，煮收率86%来计算：每个榨季多产糖100万吨＊13.5%＊0.1%＊86%=116.1吨 ，按2000元/吨糖计：116.1吨＊2000元/吨=23.2万元 ，使企业每个榨季多创收23.2万元；
● 节电效果显著
-单个榨汁机组装机装机容量是为1500KW+700KW=2200kW，根据测算，改造后吨蔗耗电量从原来的35.22度下降到33.5度，已达到此类规模配置糖厂的正常能耗水平。每榨1吨甘蔗耗电减少1.72度，按年榨100万吨蔗计算：每年节电：100万吨＊1.72度/吨=172万度。按0.4元/度计算：172万度＊0.4元/度=68.8万元；
● 减少了维修停工损失，节省了大量的维修费用。
5.结束语
对于压榨法制糖，采用交流变频改造后不但能改善工艺流程、提高生产效率；还能提高糖分抽出率、增加产量；同时具有可观的节能效果、减少能源浪费。现场运行良好，得到了客户的肯定与认可，值得全面推广。
参考文献
[1]《GD5000系列高压变频调速系统产品说明书》 深圳市英威腾股份有限公司
