摘 要：本文通過介紹英威騰GD5000高壓矢量變頻器在泰國某糖廠壓榨機上的應用，分別從制糖工藝的改進、產量的提高及實際節電情況三方面來說明制糖廠壓榨機上變頻改造的可行性和經濟性。
關鍵詞：GD5000高壓矢量變頻器、壓榨機、喂料及預壓榨

一、 引言

甘蔗制糖工序一般包括提汁、清凈、蒸發、結晶、分蜜和干燥。具體如下圖示：

其中提汁是整個過程中重要環節，壓榨機是壓榨法提取甘蔗汁的重要設備。根據有關數據分析知，若壓榨抽出率提高1%，則糖分總回收率提高0.88%—0.92%。現代提汁技術傾向于加強甘蔗預處理，采用壓力入料輥，以強化壓榨機的入料，進行預壓縮，從而提高壓榨機生產能力。

但在壓榨過程中，影響壓榨抽出率的因素有許多，大致有以下幾點：

1）糖份在蔗渣中的損失。因為甘蔗在壓榨過程中，分離出蔗汁和蔗渣，蔗渣富含纖維成分，當蔗渣在離開壓榨機出口時又會膨脹，此時蔗渣隨著自身的膨脹在出口處會吸去已榨出的一部分蔗汁，同時受到壓榨機效能的影響，甘蔗中的糖份不可能全部榨出。

2）甘蔗的破碎度。特別對于預壓榨環節，甘蔗的破碎度及形態是保證整個壓榨系統抽出的前提。甘蔗破碎度好，蔗汁易于壓出，滲出效果提高。

3） 蔗渣水分含量。降低蔗渣水分是提高抽出的保證。

4） 撕解機撕解的均勻度。撕解機傳送的蔗層厚度均勻對提高抽出率非常重要。如果蔗層過厚，壓榨不徹底，使蔗渣造成浪費；如果蔗層過薄，壓不干蔗層，蔗渣水分過高，影響抽出率。

5）榨輥的機械磨損。在榨季后期，由于榨輥的磨損越來越嚴重，導致榨輥的間隙擴大，使抽出率下降。

綜上所述，采用壓力入料輥（又稱齒狀入料輥）方法時，其中喂料及預壓榨過程中，一直是采用傳統的方式恒速運行，從撕解機輸送過來的蔗層有大約10%的時間厚度會達不到要求，這樣會使蔗汁的平均抽出率低于95.4%。抽出率越低說明蔗汁流失越大，從而導致產量變低。并且如果出現蔗層太多時，壓輥機會直接卡死，嚴重影響生產。

當對壓榨機進行轉速調節后，蔗層厚度不夠時通過降低壓榨機電動機轉速，使蔗層達到正常厚度后再進行壓榨，這樣壓榨會比較充分，平均抽出率將可提高0.2%以上，同時由于轉速降低，電流下降從而達到節能省電的目的。

二、 工況分析

泰國某糖廠，是糖業加工前茅的制糖企業，其通過近幾年技術改造，生產能力達到10000噸/日，年產量可達到160萬噸以上。

現場改造一條壓榨生產線簡易圖如下：

圖2、該糖廠壓榨過程簡易圖

現場改造部分是預壓榨機組。改造前：預壓榨機組采用工頻驅動，由于頻率及轉速固定，糖分抽出率不高，且壓榨機組容易出現卡住現象。所以現場改造為變頻器調節的方式。異步電機的詳細參數見下表：

表1、預壓榨機電機參數表

現場圖片如下：

圖3、現場負載及設備圖片

三、系統選型配置

根據現場需要，預壓榨機變頻驅動系統由變壓器柜、功率單元柜和控制柜組成。在控制柜面板上設有本地/遠程按鈕、急停按鈕、工/變頻指示燈等。

現場采用的是深圳市英威騰電氣有限公司生產制造的GD5000系列高壓變頻器，變頻調速系統在現場運行時，其運行頻率設定的方法采用的遠程操作臺進行系統狀態的監控或壓榨機運行速度給定，電控室的值班人可以很方便地根據生產需求調節壓榨機的速度，對提供生產效率提供了有力的條件。

現場使用圖示：

圖5、現場應用圖示

四、應用及優點

改造投產以后，具備以下優點：

1）能實現軟啟動，啟動時間和啟動的方式可以根椐現場工況進行調整。
2）高功率因數，達0.95以上，無需另加功率因數補償裝置，避免了因無功帶來的罰款。
3）對電機不產生諧波污染，有效降低了電機的發熱量。
4）轉矩脈沖很低，不會導致電機等機械設備的共振，同時也減少了傳動機構的磨損。
5）輸出波形完美，失真度小于4% 。
6）減少了壓榨機組因蔗層太厚，壓榨機卡住，導致停線的現象。

同時，增加了經濟效益：

1）提高了抽出率：根據測算，平均抽出率可提高0.2%以上，現在保守估計抽出率提高0.1%，按年榨55萬噸甘蔗，糖份13.5%，煮收率86%來計算：每個榨季多產糖55萬噸＊13.5%＊0.1%＊86%=63.85噸 ，按2700元/噸糖計：63.85噸＊2700元/噸=17.2萬元 ，使企業每個榨季多創收17.2萬元。

2）節電效果顯著：5臺榨汁機裝機總容量為2000kW，根據測算，改造后噸蔗耗電量從原來的33.02度下降到31.22度，已達到此類規模配置糖廠的正常的合理能耗水平。每榨1噸甘蔗耗電減少1.8度，按年榨55萬噸蔗計算：每年節電：55萬噸＊1.8度/噸=99萬度。按0.5元/度計算：80萬度＊0.5元/度=40萬元。

3）減少了維修停工損失，節省了大量的維修費用。

五、結束語

對于壓榨法制糖廠，采用交流變頻改造后不但能改善工藝流程、提高生產效率；又能提高蔗糖的抽出率、增加產量；同時具有可觀的節能效果、減少能源浪費。現場運行效果良好，得到了客戶的肯定與認可。

參考文獻
[1] 《GD5000系列高壓變頻調速系統產品說明書》深圳市英威騰股份有限公司