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1、浅述 200t/日预热木片磨木浆（TMP）生产线的一项特殊节电技措周武昌 (福建省南纸股份有限公司)摘要：造纸是一高耗能企业，如何挖潜力节约能源是降低生产成本，提高产品市场竟争力的一项有效措施。本文针对我公司日产 200 吨预热木片磨木浆（TMP）生产线具体实施有良好效果的一项特殊节电技措（节约磨浆机空转电能）进行总结论述。关键词：节电技措 软起动 热变电阻 大功率 空转电能1 引言造纸生产工艺之制浆生产线大体分两类，原生浆和再生浆生产线，原生浆生产除了蒸煮工艺外，大多采用电动大功率磨浆设备，而高峰停机，低谷开机生产已成为造纸企业普遍尊循的工艺规定，但就这一简单工艺规定具体实施起来各有其特殊性
2、。2 TMP 生产线设备简介我公司 1997 年建成投产日产 200 吨预热木片磨木浆（TMP）生产线，供生产新闻纸用浆。TMP 车间主要设备是引进瑞典顺智（SUNDS 公司）生产的先进设备。其中有三台盘磨机：段二台，段一台，段#1、#2 盘磨机型号为 RGP262,盘磨直径 62 吋，设计温度 152 度，计算压力0.4Mpa。 段#3 盘磨机型号为 RGP262A,盘磨直径 62 吋，常压。#1、#2、#3 盘磨机的传动电机由国内湘潭电机厂专门为此配套设计了三台同型号的同步电动机 TM7500-4，其额定容量7500KW，额定电压 6000V，额定电流 826A,额定转速 1500rpm，
3、COS=0.9(超前)，堵转电流 6.2 倍额定电流；励磁电压 33V,励磁电流 815A；起动电抗器型号 QKS400015.8，额定容量6600Kvar，额定电流 4000A，电抗值 0.147。段#1、#2 盘磨机为可双向正、反转生产，段#3盘磨机为单向正转生产，其传动同步电动机的配电单线原理图如下图 1、所示。图 1 同步电动机的配电单线原理图3 特殊节电技术措施公司针对 TMP 车间是用电大户，如何降低电耗成为该车间的主要节能目标。为了降低生产成本，利用低谷电价时段满负荷生产将浆料储存在浆塔，高峰时段停产，磨浆机空转，已成为一项降低成本的重要工艺控制规定来执行。随着节能工作的不断深入
4、，经计量统计表明每台盘磨机空转电耗为 320KWH/小时（包括励磁柜电耗 10KWH） 。每天平均空转约 14 小时。以此计算若把磨浆机空转改为停止运行，就能有 960KWH/小时（3203）的节电效果，年节电量为3203143604838400KWH。这是一项相当可观的节电潜能。问题是从 TMP 投产以来，#1、#2、#3 盘磨机除了停机检修，其余时间不是生产就是空转，原因是磨浆机的传动电机大功率（7500KW） ，采用电抗器降压起动，起动电流在 5 倍（0.86.2 倍）额定电流左右，规定不允许经常起动，否则由于起动电流 (4000A)冲击电机过热影响电机寿命，另起动时产生 6KV 母线电
5、压降低7% 而常影响其它设备的正常运行。例如：出现纸机生产断纸，复卷机卷纸打折等影响正常生产和产品质量的事件。让 7500KW 同步电机根据生产计划高峰时段停止、低谷时段起动运行生产，而又没有上述的不良影响，就能有近 1000KWH/小时的节电效果。因此我们认为能解决这一问题的措施是一项特殊的节电技术措施。4 特殊节电技措的实施4.1 技术方案4.1.1 改造 7500KW 同步电机起动设备选择高压热变电阻器替代原电抗器降压起动，要求起动电流为 2.6 倍额定电流左右，起动时6KV 母线电压降5%额定电压。原三台同步电机的运行柜、星点柜、励磁系统、保护装置都保留不变。4.1.2 起动方式选择考
6、虑到节省成本投入和安装位置的限制，选择由一台热变电阻器起动三台同步电机。在原三台星点柜各加一只下隔离开关，其操作机构通过电磁锁相互及与星点柜断路器进行联锁做为安全操作的保障。系统回路原理单线图如图 2 所示。为了适应工艺生产变化的灵活需求，提出要求能允许连续起动六台次。图 2 系统回路原理单线图4.1.3 高压热变电阻器软起动原理高压热变电阻器由具有负温度特性的一种特殊电解质水容夜分别装入三个特制大塑料桶内组成三相平衡电阻。起动时将该电阻串入电机三相定子回路，当通入电流时电阻体温度逐步升高而电阻值逐步减小，从而使电机端电压逐步升高，起动转矩逐步增加，以实现电机平稳起动且降低起动电流的目的。原同
7、步电机串电抗器异步起动的过程中其等效感抗值（X=XD+XK）是不变的，等效电阻 r2S 是随着转差率的减小而增大，当电机起动的瞬间 =，其等效电抗（X+ r2S）最小,因此串电抗器降压起动仍有较大的起动电流(0.86.2=4.96 倍) 及冲击性。当电机串入热变电阻 RQ 时，电机的等效电阻 r2S 是随着转差率的减小而增大，而热变电阻 RQ 则具有负温度特性随着电阻体温度逐步升高而电阻值逐步减小，从起动至 90同步转速过程其回路总电阻在区间（0.1 S 1） ，近似不变。从而有效地保证同步电机的恒电流起动。通过电解液阻值大小的配制可控制电机在额定电流的 2.03.5 倍起动电流范围内起动。且
8、起动平稳对设备无冲击，降低了电机起动发热，相对地保护电机的使用寿命，同时对电网影响很小保证了其它设备的正常运行。4.2 高压热变电阻软起动器安装将三个特制带有电极和公共端的大塑料桶 3(150016602650)mm 安装就位，用经过清水过滤器过滤的清洁水（密封水）做容剂，用具有负温度特性的一种特殊电解质做容质，配制成相同体积（厂家在桶上端有液位高、低标限） ；相同阻值为 1.288(用伏安特性法测定)的电解液组成热变电阻器 RQ。按图 2 所示接入系统。通过 2.8 万伏耐压试验，摇绝缘电阻 500M 以上。4、3 高压热变电阻软起动器调试验收2004 年 8 月 3 日，#1 同步机起动：
9、参见图 2 所示，合 611161、611413 隔离刀闸，按原起动步骤起动电机，结果一次性起动成功，投全压 61141 断路器合闸时间是 11 秒，起动电流为 1760 安即 2.13 倍额定电流。电解液本体温度从 31，半小时后升至 33，完全符合要求。次日连续起动三台次，起动电流分别为 1780A、2060A 、2140A 均起动成功。6 日共起动 6 台次也均成功起动，第 6 次起动时间为 7.8 秒，起动电流 2360A，基本通过验收投入正常生产。5 结论及评价由襄樊大力工业控制有限公司生产的高压热变电阻软起动器（HTR3-8000）经过安装、调试投运后十分正常。通过 7 年多的运行
10、，除实现了原节能目标外，回过头来对该软起动器的使用评价本人认为是最佳选择，其优点有：（1）结构简单，起动平滑稳定可靠，起动成功率 100%，使用安全无故障，维护方便只需当液位检测下限报警时及时补充清洁的密封水即可。 （2）与液体变阻器起动相比，没有了传动机构的磨损产生的故障及维护工作。 （3）与电抗器、自耦变压器降压起动方式相比起动功率因数高，同起动转矩下的起动电流倍数小，起动更平滑无冲击，有效地保护了电机，且更适应电网电压波动的影响。 （4）与高压变频器、高压固态软起动器起动相比无高次谐波污染电网，还有产品价格和维护成本低的优势（指技术人员和备品投入） 。参考文献1 顾绳谷电机与拖动基础M 北京：机械工业出版社，19812 陈伯时电力拖动自动控制系统M北京：机械工业出版社，20003 冶金电气高压电动机软起动装置评介，2008-07-074 HTR3 系列说明书襄樊大力工业控制有限公司，2003 年 2 月
