Производство цемента, как основного компонента в изготовлении бетона и строительных материалов, а также используемого как вяжущее вещество в нефтедобывающей промышленности, стратегически важно для экономики любой страны. В непрерывном режиме процесс производства очень сложен и энергоемок, поэтому требует надежных технологических решений на всех этапах. Применяемая приводная техника должна выдерживать не только непрерывную работу иногда более 300 дней в году, но и самые агрессивные условия окружающей среды, требующие максимальной производительности, эксплуатационной надежности и высокого энергопотребления.
Поэтому правильный подбор и надежность привода играет здесь очень важную роль. Компания Flender изготавливает индивидуальные приводные системы для всех этапов производства цемента. Благодаря инженерным инновациям и обширному опыту, компоненты Flender и Siemens могут быть объединены в индивидуальные решения для любых технологических зон – от вертикальных мельниц и дробилок до клинкерных печей и конвейеров — оптимальные не только с точки зрения производительности, крутящего момента и динамики, а также с точки зрения доступности и экономичности.
Дробление
Цемент обычно производится из известняка, глины, песка и железной руды. Используемые приводные системы должны выдерживать не только значительный момент инерции массы ротора дробилки при пуске, но и постоянно высокие скачки крутящего момента. Использование сопротивления скольжению смягчает характеристику крутящего момента двигателя.
Для привода дробилок всех типов Siemens предлагает высоковольтные двигатели различного исполнения, а также специализированные мотор-редукторы и планетарные редукторы Flender PLANUREX, многократно зарекомендовавшие себя при использовании на щековых, конусных и валковых дробилках.
Валковые прессы используются для увеличения производительности мельниц. Цементный клинкер, руды или известняк дробятся под высоким давлением между двумя вращающимися в противоположных направлениях валками. Привод к ним обычно состоит из электродвигателей с соответствующими блоками управления и шестернями, установленными непосредственно на роликах.
Для оптимального привода валковых прессов в ассортименте Siemens есть два различных варианта электрической части. Более простое и устаревшее на сегодняшний день решение — асинхронный двигатель с контактными кольцами в качестве привода с фиксированной скоростью и соответствующим пускателем. Современная же система, состоящая из асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и преобразователя, открывает более удобные возможности.
Электродвигатели Siemens идеально сочетаются с преобразователями SINAMICS G150, SINAMICS S120 и соответствующим управлением. Преимущество этого преобразователя заключается в контролируемом, безопасном для оборудования запуске, а также в возможности регулировки скорости в зависимости от требований процесса. Благодаря модульным шкафным преобразователям SINAMICS S120 можно подобрать хорошо масштабируемое решение для многодвигательных систем с центральным сетевым питанием и общей шиной постоянного тока.
Планетарные редукторы PLANUREX с высокой удельной мощностью и лучшими шумовыми характеристиками и другие зубчатые передачи Flender дополняют ассортимент приводов для валковых прессов.
Помол
Мельницы, которые измельчают сырье до мельчайших зерен, используются на различных этапах производства цемента. Из-за более низкого энергопотребления по сравнению с обычными горизонтальными мельницами сегодня часто используются вертикальные мельницы. Энергоэффективность и производительность такого устройства в значительной степени зависят от соответствующей системы привода.
Для приводов мельниц Flender предлагает высокопроизводительные приводные компоненты и системы. Также доступны компактные решения для помещений с ограниченным пространством. В дополнение к обычным вариантам привода с асинхронными двигателями с контактными кольцами и жидкостными пускателями есть опции, позволяющие обеспечить более высокую энергоэффективность технологической цепи. Благодаря высокому КПД двигатели Siemens способствуют положительному энергетическому балансу. Эффект можно усилить с помощью соответствующих преобразователей среднего напряжения, таких как или SINAMICS G220, которые обеспечивают эффективную и надежную.
Компактные редукторы вертикальной мельницы Flender KMP, KMPS и KM2P охватывают диапазон мощностей до 9000 кВт, а с новой концепцией MultipleDrive диапазон мощностей увеличивается вплоть до 16 500 кВт. Эти конические планетарные передачи оснащены встроенными специальными подшипниками и специальным корпусом для направления высоких осевых усилий непосредственно на фундамент.
Трубные мельницы мощностью до 30 МВт являются одними из крупнейших рабочих машин в первичной промышленности. Благодаря удару и трению они измельчают цементный клинкер в чрезвычайно мелкий порошок.
Особого внимания заслуживают компактные и эффективные зубчатые венцы Flender, обеспечивающие идеальное распределение нагрузки за счет инновационного разделения мощности. Все редукторы также могут поставляться со вспомогательными приводами.
Сепарация
Качество сырья и готовой продукции имеет решающее значение для последующих этапов процесса, поэтому после процесса измельчения обычно устанавливается сепаратор, который сортирует измельченный материал в соответствии с соответствующим размером зерна и, при необходимости, возвращает его. Сепараторы обычно оснащены регулируемым приводом.
Для каждого сепаратор можно подобрать надежные, компактные и экономичные двигатели, энергоэффективные и мощные преобразователи частоты, такие как компактный SINAMICS G150, дополненные зубчатыми передачами Flender. Также предусмотрены опции для приложений, в которых требуется тормозной резистор, либо из стандартной модульной системы, либо адаптированный к применению индивидуально.
Обжиг
Сырье нагревается во вращающейся печи до температуры 1450 °C и сжигается в цементном клинкере. Дорогостоящий клинкер работает круглосуточно, круглый год и выводится из эксплуатации только для проведения технического обслуживания. Так как внезапная остановка из-за высокой температуры может привести к остаточной деформации, печь должна вращаться, пока не будет достигнута достаточно низкая температура. Как правило, так называемый «холодный пуск» осуществляется через вспомогательный привод, который также необходим для проведения работ по техническому обслуживанию.
Приводная система для печей часто оснащается соответствующим аварийным устройством на случай отключения электроэнергии. Таким образом, можно избежать вышеупомянутого риска повреждения из-за деформации после внезапной остановки. В дополнение к требуемым свойствам аварийного хода, имеются высокие пусковые моменты и большие диапазоны настройки скорости.
В зависимости от размера используются одно- или двухдисковые системы с управлением балансировкой нагрузки. Доступны асинхронные двигатели, подходящие преобразователи семейства SINAMICS, а также соответствующие редукторы со встроенным вспомогательным приводом.
Транспортировка
На многих цементных предприятиях установлены ковшовые элеваторы и ленточные конвейеры, которые транспортируют большие объемы сыпучего материала по сложным маршрутам, иногда горизонтально, иногда вертикально, а также на открытом воздухе или с большими перепадами высот. Используемые приводные системы должны адаптироваться к этим особенностям с максимальной производительностью, эксплуатационной надежностью и экономичностью.
Особенно важен плавный пуск конвейерной системы, который достигается за счет гидравлической муфты, например, гидромуфты. Муфты FLUDEX или устройство плавного пуска Siemens, могут стать идеальным решением. Инновационное управление крутящим моментом многофункционального устройства плавного пуска обеспечивает оптимальный запуск приводов мощностью до 710 кВт в стандартной схеме или 1200 кВт в схеме «внутри треугольника».
Огромный потенциал экономии также может быть достигнут за счет работы преобразователя при охлаждении клинкера, для чего обычно используется от 10 до 20 регулируемых приводов мощностью от 75 до 200 кВт.
Энергоэффективность во всем
Оптимальная конструкция и размеры системы, а также целенаправленный выбор компонентов привода имеют решающее значение для эффективности. Использование энергоэффективных компонентов привода всегда окупается. Инвестиции в правильную технологию обычно окупаются уже через несколько месяцев и с этого момента обеспечивают устойчивую экономию на протяжении всего жизненного цикла. Когда именно стоит использовать энергосберегающие двигатели или преобразователи частоты, и насколько высока будет ежемесячная экономия с этого момента, могут легко рассчитать наши специалисты с помощью специальных программных инструментов на основе характеристик конкретной системы.
