玉山万年青水泥厂是江西万年青水泥股份有限公司下属的子公司，建有2条2500t/d的孰料生产线，其生料磨循环风机电机为10KV/1800KW，采用挡板(阀门)调节风量大小，风机消耗功率大，节流损失较大。调节风门挡板控制风量，由于挡板处于较高压力下工作，易磨损，易造成管道内风量调节不准确，对生料磨系统工艺影响也较大。其生料磨系统简易图如图所示：
玉山万年青水泥厂
图1 立式生料磨系统简易图
生料磨循环风机在生料磨系统中起到很大作用，通过调节循环风机可以控制磨系统的以下参数：
磨内通风量：立磨靠风扫磨，通风量要适当。风量不足，合格的生料不能及时带出，料层增厚，排渣量增多，设备负荷高，产量降低;风量过大，料层过薄，影响磨机稳定运转;
料层厚度：立磨稳定运转的另一重要因素是料床稳定。料层稳定，风量、风压和喂料量才能稳定，否则就要通过调节风量和喂料量来维持料层厚度。若调节不及时就会引起震动加剧，电机负荷上升或系统跳停等问题;
磨机振动：振动是辊式磨机工作中普遍存在的一个现象,合理的振动是允许的,但若振动过大，则会造成磨盘和磨辊以及衬板的机械损坏;
磨内压差： 压差是指风环处的压力损失,在磨机运行时，磨内负荷量的变化不仅从磨机电流、料层厚度、振动幅度等参数上反应出来，而且压差更能反映磨内状况;
磨机出口温度：有效的控制出口温度，可以保持良好的烘干及粉磨作业条件;
产品细度：磨内通风量的大小对产品细度也有一定影响。
另外磨的运行稳定因素还有喂料量、喷水量、研磨压力、循环风量和选粉机转速等参数。
一、原料磨排风机改高压变频器拖动的必要性
玉山万年青水泥厂原料磨排风机为转子绕线异步电动机拖动，原有的运行方式为电机全速运行，依靠调整出口挡风板的开度来调节风量的大小，由于企业自身电网容量有限，电机不允许全压直接启动，因此选用转子绕线式异步电动机，启动方式是转子串水电阻启动，启动结束后再自动短接转子滑环，电机全速运行(项目初期运行时，是采用水电阻调速运行方式，但是投运后发现这种调速方式反而比风门调节更加不经济，索性其只作为启动时使用)，这样的运行方式存在如下弊端：
1.风门调节反应滞后，调节速度慢，调节精度不高。
依靠风门调节执行器来调节风门开度，本身是一个不得已的举措，因风门调节机构含有相当一部分的机械机构，受机械部分限制调节速度有限，调节精度亦受到影响，往往对现场的风量控制不是很到位，甚至满足不了现场工艺的要求 。
2.风门调节浪费电能，不科学，不经济。
采用风门调节固然结构简单，投资较小，但是在节能意识日益加强的今天显然不合适，电机额定电流为128A，而电机实际运行电流平均仅为90A 左右，采用风门调节，人为改变了风道的阻力曲线，大量的能源白白浪费在了风门上，在能源日益紧缺的今天，显然已经严重落伍，改造势在必行。
3.电机全速运行受到考验，维护周期短。
因电机全速运行，电机轴承等机械部分磨损严重，另外，由于是转子绕线式异步电动机，转子的高速运行对于其机械部分一样有百害无一益，转子滑环上的碳刷磨损相当严重，更换周期短。
4.启动过程复杂，水电阻装置维护工作量大。
由于企业自身电网容量有限，电机不允许全压直接启动，因此选用转子绕线式异步电动机，启动方式是转子串水电阻启动，启动结束后再自动短接转子滑环，这样的启动方式附带了很多电气二次回路，启动过程复杂，而且本身水电阻装置维护工作量就比较大，只有在启动过程的20几秒内投入使用，使用效率不高，然而却不可缺，显然已经属于落后工艺。
综上所述，该风机改造势在必行，要想彻底改变现有工艺，必须从源头上下功夫，即通过改变电机转速来调节风机转速，从而达到调节风量的目的，以此来满足现场工艺的要求。
二、调速方式的选择
目前，大功率高压异步电动机的主要调速方式有以下几种：串级调速、内反馈串级调速、液力耦合器调速及变频调速等。
串级调速—优点是可以回收转差功率，所以调速效率比较高，但存在的问题也很多：它不适合于现有的转子绕线式异步电机，必须更换电机：不能实现软启动，启动过程非常复杂;启动电流大;调速范围有限;响应慢，不易实现闭环控制;功率因数和效率低，并随着转速的调低急剧下降;很难实现同PLC和DCS等控制系统的配合，对提高装置的整体自动化程度和实现优化控制无益;同时因控制装置比较复杂、谐波污染大对电网有较大干扰;进一步限制了它的使用，属落后技术;
内反馈串级调速—内反馈串级调速是在串级调速基础上发展起来的，它在普通绕线电动机的定子绕组(称主绕组)同槽放置一套绕组(称调节绕组)而制造成的内反馈串级调速电机，将该电动机部分转子能量取出以改变电动机用以产生拖动转矩，使主绕组从电网吸收的能量下降来实现节能。优点：具有串级调速的全部优点，体积小。缺点：需更换专用电机，滑环处理不当容易出现事故;虽采用频敏变阻器启动但启动电流仍很大(3-4Ie),对电机和电网的冲击很大，启动复杂;调速范围很小;输入功率因数和效率低;电机侧由于可控硅的逆变衍生出大量的高次谐波，对电机的绝缘造成老化，引起电机的转矩脉动、附加发热和噪声污染，所以电缆要求加粗使用;电机喘振现象无法消除。仍属于落后技术;
液力耦合器调速—属低效调速方式，调速范围有限，高速丢转约5%-10%，低速转差损耗大，最高可达额定功率的15%，因效率与转速成正比，低速时效率极低，精度低、线性度差、响应慢、启动电流大、装置大，必须加装在设备和电机之间，不适合改造;无法软启动，耦合器故障时，无法切换运行，维护复杂、费用大，不能满足提高装置整体自动化水平的需要;
高压变频调速—由于应用了先进的电力电子技术、计算机控制技术、现代通信技术和高压电气、电机拖动等综合性领域的学科技术，因此具有其他调速方式无法比拟的优点：
(1)变频器采用液晶显示数字界面，调整触摸式面板，可随时显示电压、电流、频率、电机转速，可非常直观地显示电机在任何时间的实时状态。
(2)精确的频率分辨率和高的调速精度，完全可以满足各种生产工艺工况的需要。
(3)高压变频器具有国际通用的外部接口，可以同可编程控制器(PLC)和工控机等各种仪表连接，并可以与原设备控制回路相连接，构成部分闭环系统，如与原DCS系统实现数据交换和联锁控制。
(4)具有电力电子保护和工业电气保护功能，保证变频器和电机在正常运行和故障时安全可靠。
(5)电机可实现软启动、软制动;启动电流小，小于电机的额定电流;电机启动的时间可连续可调，减少了对电网的影响。
(6)具有就地和异地操作功能，另可通过互联网实现远程监控功能。
(7)减少配件损耗，延长设备使用寿命，提高劳动生产效率。
通过对几种调速方式的比较，最终，万年青水泥厂决定采用深圳科陆变频器公司生产的CL2700高压变频器对原料磨排风机进行改造：
科陆高压变频器是一家正规上市公司;
CL2700系列高压变频调速装置系统运行稳定;
CL2700系列高压变频调速装置全中文界面显示，适合国内用户;
针对国内用户量身定做，尽量考虑国内电网的综合因素，在其可靠性，安全性方面有其独到的技术优势;
CL2700系列高压变频调速装置内置PLC，易于改变控制逻辑关系，适应多变的现场需要
三、改造项目具体实施方案及过程
根据现场的实际情况，旁路柜采用了一拖一手动方案。此结构是手动旁路的典型方案,原理是由3个高压
