تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - موتورها در صنعت سیمان

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

مقدمه
موتورها در صنعت سیمان

با وجود عوامل زیادی كه در طراحی كارخانه سیمان دخالت دارند، بطور عمومی می توان قدرت مصرفی كارخانه را به صورت زیر تخمین زد:

كارخانه سیمان به طور معمول دارای ضریب بار روزانه 90% و ضریب بار سالانه 75% است. مقدار توان مصرفی كارخانه  138 تخمین زده می شود. در روش خشك به  143 و در روش مرطوب به  130 نیاز داریم. با استفاده از پیش گرمكنها مقدار انرژی مورد نیاز در حدود  156 تخمین زده می شود. كارخانجاتی كه توسط شركتهای اروپایی ساخته می شود به انرژی كمتری در حدود  100 احتیاج دارند. تفاوت بین انرژی مصرفی در كارخانجات مختلف بستگی به مواد خام و روشهای تهیه سیمان دارد.

تولید كلینكر (clinker) در صنعت سیمان معمولاً 57% از توان مصرفی را بخود اختصاص می دهد و 43% باقیمانده انرژی برای تولید نهایی سیمان استفاده می شود.

در صنعت سیمان برای آسیاب كردن، حمل و نقل مواد خام، انبار كردن، بارگیری … به صورت گسترده ای از موتورها استفاده می شود. با توجه به نوع بار و گشتاور – سرعت مورد نیاز از موتورهای مختلفی استفاده می كنیم.

در صنعت موتورهای بالای kw200 را به عنوان موتورهای متوسط طبقه بندی می كنند و ولتاژ آنها را در حدود kv3 یا kv6 انتخاب می كنند. موتورهای بزرگ دارای ولتاژ ورودی در حدود kv10 هستند. موتورهای زیر kw200 نیز با ولتاژهای v380 ، v400 یا v500 و فركانسی در حدود 50 یا 60 هرتز تغذیه می شوند. در ذیل به بررسی موتورهایی كه در صنعت سیمان مصرف می شوند می پردازیم.

موتورهای القایی روتور قفسه ای

بعلت ارزان بودن، سادگی ساختمان، سرعت بالا، داشتن سرعت ثابت و كم بودن هزینه های تعمیر و نگهداری به صورت گسترده ای استفاده می شوند.

با توجه به كلاسهای مختلف این نوع موتورها، بیشتر از كلاسهای C , B براساس استاندارد NEMM استفاده می شود. منحنی گشتاور سرعت كلاسهای مختلف موتور القایی قفسه ای در شكل فصل 2 آورده شده است.

موتورهای القایی روتور سیم پیچی شده

در مواقعی كه احتیاج به گشتاور راه اندازی بالا و جریان راه اندازی كم داریم از این نوع موتورها استفاده می شود. همچنین از این موتورها می توان برای كارهای دائم در صنعت سیمان استفاده كرد.

در روش قدیمی كنترل سرعت این نوع موتورها با استفاده از تغییرات مقاومت روتور انجام می گرفت در این روش مقدار زیادی از انرژی در مقاومتها به صورت حرارت تلف می شود. با تكنولوژی جدید و پیشرفت المانهای قدرت می توان انرژی را به شبكه تزریق نمود و مانع از هدر رفتن آن شد.

موتورهای DC

در مكانهایی كه احتیاج به تغییرات سرعت در یك محدوده وسیع داریم از موتورهای DC استفاده می كنیم. این موتورها هزینه های تعمیر و نگهداری بیشتری نسبت به موتورهای القایی دارند. بعلت وجود ذرات معلق در محیط كارخانه سیمان هزینه تعمیر و نگهداری موتورهای DC معمولاً بیشتر از حد معمول است. مدارهای كنترل موتورهای DC نسبت به مدارهای كنترل موتورهای القایی دارای سادگی بیشتری است، ولی یكسوسازی ولتاژ و فیلترهای الكترونیكی هزینه زیادی را به سیستم تحمیل می كنند.

موتورهای سنكرون

از موتورهای سنكرون می توان بجای خازن برای تصحیح ضریب قدرت كارخانه استفاده كرد. سرعت موتورهای سنكرون ثابت است بنابراین در مكانهایی كه احتیاج به تثبیت سرعت به صورت دقیق داریم نیز استفاده می شود راندمان موتورهای سنكرون بالا است و تولید اغتشاش كمی در سیستم قدرت می كنند.

موتورهای القایی سنكرون

هنگامی كه احتیاج به گشتاور راه اندازی زیاد و سرعت ثابت در حین كار با راندمان بالا داریم از این نوع موتورها می توان استفاده كرد. در روی روتور آنها هر دو نوع سیم پیچی از نوع موتورهای القایی روتور سیم پیچی شده و موتور سنكرون وجود دارد. با استفاده از خاصیت موتور القایی روتور سیم پیچی شده، موتور گشتاور زیاد و جریان راه اندازی كم شروع به حركت می كند و سرعت موتور به حدود 5/98% سرعت سنكرون می رسد در این وضعیت موتور با استفاده از خاصیت موتورهای سنكرون به ادامه كار با راندمان بالاتری می پردازند.

موتورهای دو استاتوره Dual stator

اولین بار این موتورها درصنعت سیمان و در كارخانه Arizona بكار گرفته شده است. از این موتورها برای حمل و نقل مواد خام توسط تسمه نقاله استفاده می شود و قابلیت تغییر سرعت از حالت سكون به حالت نرمال را در كمتر از 10 دقیقه دارند.

موتور دارای 2 استاتور و یك روتور سیم پیچی شده است كه سیم پیچهای روتور توسط یك ماده عایق به دو قسمت تقسیم می شود. استاتور نیز از دو قسمت ثابت و متحرك تشكیل می شود، قسمت متحرك می تواند دارای دورانی تا حداكثر 900 باشد. هنگامی كه استاتور متحرك و ساكن دارای اختلاف زاویه ای برابر با 900 هستند، هر كدام جریانی در سیم پیچهای روتور ایجاد می كنند. این جریانها به گونه ای هستند كه اثر یكدیگر را خنثی می كنند بنابراین سرعت و گشتاور بوجود آمده در موتور در این وضعیت صفر است با تغییر وضعیت استاتور متحرك به سمت استاتور ساكن اثر جریان مخالف كم می شود و موتور شروع به حركت می كند. هنگامی كه استاتورهای متحرك و ساكن روی هم قرار گیرند موتور دقیقاً دارای مشخصه های یك موتور القایی خواهد بود.

حركت استاتور متحرك توسط یك سرو موتور با قدرت hp25/0 انجام می گیرد. سرعت این سروموتور توسط یك سری چرخ دنده كم می شود تا به سرعت دلخواه و قابل تنظیم برسد.

موتورهای دو استاتوره (Dual stator) برای قدرت hp700 و سرعت rpm1750 ساخته می شود و توسط یكسری كاهنده سرعت، می توان سرعت مناسب برای حركت تسمه نقاله را بدست آورد.

سكتور موتور Sector Motor

كاربرد عمده این نوع موتورها در خرد كردن مواد خام است. استاتور این موتورهای DC به دو صورت نیم دایره و تمام دایره می تواند باشد. در صورتیكه به توان بیش از kw 2000 احتیاج داشته باشیم، استاتور به صورت تمام دایره ساخته می شود. مزیت عمده این موتورها نسبت به انواع دیگر در این است كه احتیاج به ترانسهای راه اندازی ندارند و در هنگام راه اندازی جریان زیاد از شبكه دریافت نمی كنند علاوه بر این احتیاج به فضای كمتری دارند.

برای خنك شدن استاتور در هنگام كار لازم است از فنهایی استفاده شود و به علت وجود گرد و غبار باید از فیلتر نیز استفاده كنیم.

با توجه به موتورهای معرفی شده به بررسی كاربرد هر یك به صورت معمول در صنعت سیمان می پردازیم:

در موارد زیر از موتور القایی روتور سیم پیچی شده و یا قفسه ای استفاده می كنیم:

خرد كننده ژیراتوری Gyratory crushers

در این قسمت معمولاً از موتور القایی با روتور سیم پیچی شده استفاده می شود، در صورتیكه «خردكننده» crushers كوچك باشد می توان از موتور القایی كلاس C نیز استفاده كرد. موتورهای این قسمت معمولاً بدون بار راه اندازی می شوند. و اگر احتمال قطعی برق در هنگام عملیات «خرد كردن» داده شود می توان از موتور القایی با گشتاور راه اندازی زیاد نیز استفاده نمود تا مجبور نباشیم برای جلوگیری از صدمه رسیدن به موتورها، سنگها و مواد خام را از «خردكننده» تخلیه كنیم.

خردكننده غلطكی single – roll – crushers

در این قسمت نیز از موتور القایی با روتور سیم پیچی شده برای كم كردن جریان راه اندازی و داشتن گشتاور زیاد استفاده می شود. برای داشتن سرعت مناسب و كوپل مكانیكی مؤثر از چرخ دنده یا تسمه استفاده می شود، توان مورد نیاز در حدود  - 5/0 است.

خردكننده چنگكی jaw crushers

در این قسمت بعلت وجود گشتاور زیاد و عملیات ضربه ای چكش از موتور القایی كلاس D استفاده كنیم تا در هزینه برق مصرفی صرفه جویی شود. البته می توان از روتور سیم پیچی شده نیز استفاده نمود.

Rotary drivers

از موتورهای القایی با روتور سیم پیچی شده استفاده می شود و در صورتیكه احتیاج به سرعت ثابت داشته باشیم بهتر است از موتور القایی قفسه ای كه هزینه كمتری را در بر دارد استفاده كنیم.

Wash mills

از موتور القایی روتور سیم پیچی شده به همراه تسمه یا جعبه دنده برای داشتن كوپل مكانیكی مناسب استفاده می كنیم. توان موتورهایی كه در این قسمت استفاده می شوند در حدود hp50 تا hp100 است و گاهی به حدود hp150 یا hp200 نیز می رسند.

آسیاب غلطكی Roller mills

آسیاب مواد خام یكی از مهمترین قسمتهای كارخانه سیمان است. در این قسمت از موتورهای القایی روتور سیم پیچی شده با قدرت hp1500 و سرعت 900 دور در دقیقه استفاده می شود همچنین ممكن است برای به حركت درآوردن آسیابها از موتور سنكرون كمك گرفت. این موتور دارای سرعت ثابت، راندمان بالا و اغتشاش كم است ضریب قدرت موتورهایی كه در این قسمت استفاده می شوند در حدود 8/0 است.

موتورهای آسیاب بزرگترین موتورهای صنعت سیمان هستند و در حدود 65% تا 70% انرژی مصرفی كارخانه را به خود اختصاص می دهند. این موتورها در حدود hp5000 تا hp6000 قدرت دارند و در هنگام راه اندازی جریانهای بسیار شدیدی را از شبكه دریافت می كنند بنابراین لازم است برای راه اندازی آنها از روشهای مناسب استفاده شود.

همان طور كه اشاره شده می توان از سكتور موتور (Sector Motor) نیز در این قسمت استفاده كرد. موتورهای دیگری كه می توان بكار برد، موتورهای القایی – سنكرون است. برای راه اندازی از خاصیت القایی موتور استفاده می شود تا سرعت به 5/98% سرعت سنكرون برسد سپس در زمان مناسب برای داشتن بیشترین گشتاور و كمترین اغتشاش تحریك DC به روتور اعمال می شود. سرعت این نوع آسیابها در حدود 150 تا 240 دور در دقیقه (r.p.m) است.

در آسیابهای كوچكتر ممكن است موتورهایی با قدرت hp1000 را مستقیماً به محور آسیاب متصل كنند و در آسیابهای بزرگتر این كار توسط جعبه دنده صورت می گیرد و سرعت چرخش نیز ممكن است به 514 تا 720 دور در دقیقه نیز برسد. موتور دیگری كه در صنعت سیمان استفاده می شود، موتور DC است در قسمت (klin driver) احتیاج به گشتاور ثابت داریم. بنابراین بهتر است از موتورهای dc استفاده شود. سرعت چرخش (klin driver) در حدود  سرعت موتور dc است. بنابراین برای كاهش سرعت و جلوگیری از تلفات حرارتی از جعبه دنده استفاده می شود. در صورتیكه به توان بیش از hp250 احتیاج داشته باشیم می توان چندین موتور را به صورت موازی استفاده كرد.

تسمه نقاله conveyor

برای حمل مواد معمولاً از تسمه نقاله استفاده می شود برای به حركت درآوردن تسمه نقاله از موتورهای القایی قفسه ای كلاس B یا C می توان استفاده نمود در صورتیكه احتیاج به قدرت بیش از hp100 داشته باشیم یا بخواهیم در هنگام راه اندازی جریان زیاد از شبكه دریافت نكنیم از موتور القایی روتور سیم پیچی شده می توان استفاده نمود البته در بعضی موارد نیز از موتور القایی سنكرون استفاده می شود.

پمپ آب آهك Slurry pump

موتورهای القایی كلاس B برای این منظور مناسب هستند. توان این موتورها در حدود ft1000/hp  تا  می تواند تغییر كند.

خنك كننده Cooler

از موتورهای القایی كلاس B استفاده می كنیم، در صورتیكه احتیاج به تغییر سرعت داشته باشیم می توان از ترمز مغناطیسی (كوپل جریانهای فوكو)‌ استفاده نمود. در این حالت توان موتور به صورت حرارت در ترمز مغناطیسی تلف می شود كه البته روش مناسبی برای تغییر سرعت و بستگی به شرایط كار دارد.

فن Fan

فن به صورت گسترده ای در صنعت سیمان استفاده می شود. برای فنها معمولاً از موتور القایی قفسه ای كلاس B استفاده می شود. در صورتیكه احتیاج به تغییر سرعت داشته باشیم و یا احتیاج به گشتاور زیاد در ابتدای راه اندازی لازم است از موتور القایی روتور سیم پیچی شده با كنترلر مقاومتی استفاده گردد. جدیداً از موتور القایی قفسه ای با محرك متغیر AC بجای موتور القایی روتور سیم پیچی شده نیز استفاده می شود.

بارگیری سیمان Loading

برای بارگیری بونكرهای حمل سیمان لازم است دریچه ها در زمان مناسب بسته شوند. در این مرحله از موتورهای القایی با سرعت 1200 دور در دقیقه استفاده می كنیم. این موتورها دارای توان hp20 برای سه دریچه یا hp25 برای چهار دریچه هستند.

منبع

http://www.reza-karaji.ir

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :