کاربرد الکتروموتور در صنعت سیمان

معیارهای انتخاب الکتروموتور در صنعت سیمان

• شرایط عملکرد
• تجهیزات راه اندازی دستگاه های متحرک (درایو ها با سرعت متغیر)
• مشخصات فنی الکتریکی
• نحوه نصب
• نوع حفاظت (IP)
• یاتاقان ها

انتخاب الکتروموتور

الکتروموتورها در مدل های مختلفی طراحی و تولید می شوند که می توان از آنها در صنعت سیمان استفاده کرد. در واقع نوع الکتروموتور مورد استفاده به کاربرد و نیازهای خاص آسیاب سیمان مانند اندازه آسیاب، نوع فرآیند آسیاب و ظرفیت خروجی موردنظر بستگی دارد. به طور کلی، متداول ترین انواع موتورهای مورد استفاده در آسیاب های سیمان، موتورهای القایی و موتورهای سنکرون هستند. در زیر انواع موتورهای الکتریکی که در این صنعت به کار برده می شود را نام می بریم:

• روتور قفسی
• روتور سیم پیچی شده
• سنکرون و القایی سنکرون
• DC
• دو استاتوره (Dual stator)
• سکتور موتور (Sector motor)

الکتروموتور Dual stator

الکتروموتور Dual stator را در صنعت سیمان برای اولین بار به کار گرفتند. کاربرد این مدل الکتروموتور جابه جایی مواد اولیه توسط نوار نقاله است و این مزیت را دارد که سرعت از حالت ثابت و بی حرکت در عرض 10 دقیقه به سرعت عادی برای کار برسد.

زمانی که دو استاتور ثابت و متحرک اختلاف زاویه 90 درجه دارند هرکدام یک جریان در سیم پیچ روتور تولید می کنند که این جریان ها تاثیر همدیگر را خنثی می‌کنند و در نتیجه گشتاور و سرعت ایجاد شده صفر است. حرکت الکتروموتور در نتیجه تغییر وضعیت بخش متحرک استاتور است.

الکتروموتور Sector motor

الکتروموتور Sector motor که یک نوع الکتروموتور DC بوده، در خرد کردن مواد اولیه بکار گرفته می شود. در ساختمان این مدل الکتروموتور قسمت استاتور می تواند نیم دایره یا دایره کامل باشد که استاتور تمام دایره‌ای در توان های بیشتر از 2000kw در طراحی الکتروموتور لحاظ می شود.

ویژگی منحصر به فرد سکتور موتور که به خصوص در کاربرد الکتروموتور در صنعت سیمان بسیار مهم بوده، این است که برای راه اندازی نیاز به ترانس نداشته و در زمان استارت جریان کشی زیادی ندارد.

نیاز به فضای کم نیز از دیگر مزایای این الکتروموتور می باشد. نکته مهم در خنک سازی الکتروموتور به وسیله فن این است که به دلیل وجود گرد و غبار فراوان در محیط صنایع سیمانی استفاده از فیلتر الزامی می باشد.

در صنعت سیمان تجهیزات مختلفی بکار گرفته می شود که در هرکدام الکتروموتور با طراحی خاصی استفاده می‌شود. این تجهیزات به شرح زیر است:

1. خورد کننده ژنراتوری
2. خورد کننده غلتکی
3. خورد کننده چنگکی
4. Wash mills
5. آسیاب غلتکی
6. نوار نقاله
7. پمپ آب آهک
8. خنک کننده و فن ها

خورد کننده ژنراتوری

در خورد کننده های ژنراتوری از الکتروموتور القایی روتور سیم پیچی شده استفاده می شود. انتخاب الکتروموتور بستگی به ابعاد خورد‌ کننده دارد. با توجه به مسئله ای قطعی برق بهتر است از الکتروموتور القایی با گشتاور راه اندازی بالا استفاده کرد. دلیل این توصیه این می باشد که هنگام قطع شدن برق برای جلوگیری از آسیب الکتروموتور مجبور به تخلیه سنگ ها و مواد اولیه از درون خورد کننده نباشیم.

خورد کننده غلتکی

خورد کننده غلتکی نیز مانند خورد کننده ژیراتوری از الکتروموتور القایی روتور سیم پیچی شده بهره می‌برد. برای رسیدن به سرعت مورد نظر و کوپلینگ موثر می توان از تسمه یا چرخ دنده بهره برد.

خورد کننده چنگکی

خورد کننده چنگکی نیازمند گشتاور زیاد بوده و در این خورد کننده عملیات ضربه ای چکشی صورت می گیرد، به همین دلیل الکتروموتور القایی مناسب این عملیات بکار برده می شود.

به ماشین هایی گفته می شود که برای شستشوی خاک رس ، مواد اولیه مورد استفاده در صنعت سیمان و پوست استفاده می شود. الکتروموتور القایی روتور سیم پیچی این ماشین ها دارای جعبه دنده یا تسمه می باشد. قدرت الکتروموتور ماشین های Wash mills بین 50 تا 100 اسب بوده و در برخی موارد تا 200 اسب هم می باشد.

آسیاب غلتکی

یکی از مهم ترین بخش های صنعت سیمان آسیاب مواد اولیه است. الکتروموتور مورد استفاده القایی روتور سیم پیچی بوده که توان آن 1500 اسب و دور آن 900 می باشد. الکتروموتور های آسیاب غلتکی بزرگترین الکتروموتور موجود در صنایع سیمانی می باشند بطوری که دو سوم برق مصرفی کارخانه را شامل می شوند.

قدرت الکتروموتور آسیاب بین 5000 تا 6000 اسب بوده و جریان بالایی را در زمان استارت می کشند، که بهتر است از خازن برای کاهش جریان کشی الکتروموتور از شبکه استفاده کرد. اتصال الکتروموتور به محور آسیاب با قدرت 1000 اسب می تواند به صورت مستقیم باشد اما در آسیاب های بزرگ اتصال به محور نیازمند جعبه دنده است و سرعت را می توان بالا برد.

الکتروموتورهای DC نوع دیگری از الکتروموتورهای مورد استفاده در صنعت سیمان می باشد. در صنعت سیمان در بعضی قسمت ها مانند (klin driver) نیاز به گشتاور ثابت داریم. به دلیل برابر بودن سرعت چرخش الکتروموتور DC با بخش kiln driver برای اینکه کاهش سرعت داشته باشیم و تلفات حرارتی را به حداقل برسانیم از یک جعبه دنده استفاده می کنیم. در صورت احتیاج به توان بیشتر از 250 اسب موازی کردن چندین الکتروموتور را در دستور کار قرار می دهیم.

انتقال مواد اولیه در صنعت سیمان با نوار نقاله صورت می گیرد که حرکت نوار نقاله توسط یک الکتروموتور القایی انجام می شود. در صورت نیاز به توان بیشتر از 100 اسب از الکتروموتور القایی روتور سیم پیچی شده استفاده می شود. این کار باعث می شود تا جریان کمتری هم از شبکه کشیده شود.

خنک کننده و فن ها

در خنک کننده ها و فن ها هم از الکتروموتورهای القایی استفاده می شود. در خنک کننده ها اگر نیاز به تغییر سرعت باشد یک ترمز مغناطیسی بکار گرفته می شود. در صورت نیاز به تغییر سرعت در فن ها و با احتیاج به گشتاور بالا در استارت، لازم است از الکتروموتور القایی روتور سیم پیچی شده با كنترل کننده مقاومتی استفاده شود. به تازگی بجای الکتروموتور القایی روتور سیم پیچی شده از الکتروموتور القایی قفسی AC هم استفاده شده است.

بارگیری سیمان

برای بارگیری و حمل و نقل سیمان، بسته شدن دریچه ها در زمان مناسب ضروری می باشد. برای این کار از الکتروموتورهای القایی با سرعت 1200 استفاده می كنبم. این الکتروموتورها دارای قدرت 20 اسب برای سه دریچه، با 25 اسب برای چهار دریچه هستند.

صنعت سیمان یک مصرف کننده عمده انرژی است و حدود 5 درصد از مصرف جهانی انرژی را به خود اختصاص می دهد. HPEM ها یا همان موتورهای الکتریکی فشار قوی می توانند به کاهش مصرف انرژی در صنعت سیمان تا 30 درصد کمک کنند. این امر به این دلیل است که HPEMها نسبت به موتورهای الکتریکی سنتی کارآمدتر هستند و همچنین می توان از آنها برای به حرکت درآوردن تجهیزات مختلف در کارخانه سیمان مانند سنگ شکن، آسیاب و نوار نقاله استفاده کرد.

انواع موتورهای الکتریکی فشار قوی (HPEM) در صنعت سیمان

HPEM ها دارایی با ارزشی برای صنعت سیمان هستند. آنها می توانند به کاهش مصرف انرژی، بهبود قابلیت اطمینان و افزایش طول عمر تجهیزات کمک کنند. در نتیجه، آنها در صنعت سیمان به طور فزاینده ای محبوب می شوند.

دو نوع اصلی از موتورهای الکتریکی فشار قوی در صنعت سیمان مورد استفاده قرار می گیرند:

1. HPEM های جریان محوری برای به حرکت درآوردن تجهیزات چرخان بزرگ مانند سنگ شکن ها و آسیاب ها استفاده می شوند.
2. HPEM های جریان شعاعی برای هدایت تجهیزات کوچکتر و دقیق تر مانند نوار نقاله ها و پمپ ها استفاده می شوند.

در ادامه جزئیات بیشتری را در مورد کاربرد الکتروموتور در صنعت سیمان توضیح می دهیم:

HPEMهای جریان محوری

موتورهای الکتریکی فشار قوی یا HPEM های جریان محوری معمولاً برای به حرکت درآوردن تجهیزات بزرگ دوار مانند سنگ شکن ها و آسیاب ها استفاده می شوند. آنها با طراحی بلند و باریک خود مشخص می شوند که به آنها اجازه می دهد در فضاهای تنگ قرار بگیرند. HPEM های جریان محوری می توانند تک مرحله ای یا چند مرحله ای باشند. موتورهای تک مرحله ای دارای یک پروانه هستند در حالی که موتورهای چند مرحله ای دارای پروانه های متعدد هستند. موتورهای چند مرحله ای کارآمدتر از موتورهای تک مرحله ای هستند، اما قیمت بیشتری نیز دارند.

HPEM های جریان شعاعی

موتورهای الکتریکی فشار قوی یا HPEM های جریان شعاعی معمولاً برای راه اندازی تجهیزات کوچکتر و دقیق تر مانند نوار نقاله ها و پمپ ها استفاده می شوند. آنها با طراحی فشرده خود مشخص می شوند که آنها را برای استفاده در مناطق با فضای محدود ایده آل می کند. HPEM های جریان شعاعی می توانند تک مرحله ای یا چند مرحله ای باشند. موتورهای تک مرحله ای دارای یک پروانه هستند در حالی که موتورهای چند مرحله ای دارای پروانه های متعدد هستند. موتورهای چند مرحله ای کارآمدتر از موتورهای تک مرحله ای هستند، اما قیمت بیشتری نیز دارند.

مزایای استفاده از الکتروموتورهای فشار قوی در صنعت سیمان

HPEM ها مزایای زیادی برای صنعت سیمان دارند، از جمله:

• افزایش راندمان: HPEM ها می توانند به کاهش مصرف انرژی در کارخانه سیمان تا 30 درصد کمک کنند.
• کاهش هزینه های نگهداری: HPEM ها قطعات متحرک کمتری نسبت به موتورهای الکتریکی سنتی دارند، به این معنی که به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارند.
• قابلیت اطمینان بهبود یافته: HPEMها نسبت به موتورهای الکتریکی سنتی قابل اعتمادتر هستند و طول عمر بیشتری دارند.
• مزایای زیست محیطی: HPEM ها هیچ گونه انتشار تولید نمی کنند، که آنها را انتخاب خوبی برای مشاغل و مصرف کنندگانی است که نگران محیط زیست هستند.

کاربردهای استفاده از الکتروموتور فشار قوی در صنعت سیمان

در اینجا برخی از کاربردهای اضافی موتورهای الکتریکی فشار قوی در صنعت سیمان آورده شده است:

• سنگ شکن ها: HPEM ها برای به حرکت درآوردن شفت های دوار سنگ شکن ها استفاده می شوند. سنگ شکن ها برای شکستن سنگ های بزرگ به قطعات کوچکتر استفاده می شوند.
• آسیاب ها: از HPEM ها برای به حرکت درآوردن محورهای چرخان آسیاب ها استفاده می شود. از آسیاب ها برای کاهش بیشتر اندازه سنگ ها به پودر ریز استفاده می شود.
• نوار نقاله ها: HPEM ها برای به حرکت درآوردن تسمه های نقاله ای که سیمان را از یک قسمت کارخانه به قسمت دیگر منتقل می کنند استفاده می شود.
• پمپ ها: از HPEM ها برای به حرکت درآوردن پمپ هایی استفاده می شود که آب و دوغاب سیمان را در سراسر کارخانه به گردش در می آورند.

ساخت الکتروموتور فشار قوی برای صنایع سیمان

ساخت موتورهای فشار قوی برای صنعت سیمان، به علت نیاز به تأمین توان بالا و کارایی بیشتر، به یکی از موضوعات مهم در صنعت مهندسی مکانیک تبدیل شده است. در ساخت موتورهای فشار قوی برای صنعت سیمان، مهمترین عامل انتخاب نوع موتور، توان مورد نیاز و شرایط کاری است.

از آنجا که صنعت سیمان نیاز به موتورهای با توان بالا و کارایی بیشتری دارد، موتورهای الکتریکی فشار قوی (HPEM) برای این صنعت مناسب هستند. این نوع موتورها با استفاده از یک مایع فشار قوی به عنوان واسطه، انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند.

برای ساخت موتورهای فشار قوی، مهندسان از مواد مختلفی مانند فولاد، آلومینیوم، فسفر، برنز و غیره استفاده می‌کنند. محاسبه و طراحی سیستم‌های خنک‌کننده، سیستم‌های تزریق سوخت و هوا، و نحوه توزیع فشار و دبی آب مایع فشار قوی نیز در ساخت موتورهای الکتریکی فشار قوی در صنعت سیمان بسیار مهم است.

تعمیر الکتروموتور فشار قوی در صنایع سیمان

تعمیر و نگهداری مناسب از موتورهای الکتریکی فشار قوی در صنعت سیمان از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده از این نوع موتورها باعث کاهش هزینه ها و افزایش کارایی در صنعت سیمان می‌شود. به همین دلیل، نگهداری و تعمیر درست از این موتورها می تواند باعث بهینه سازی مصرف انرژی و صرفه جویی در هزینه های تولید در صنعت سیمان کمک کند.

برخی از موارد مهم در تعمیر موتورهای الکتریکی فشار قوی در صنعت سیمان عبارتند از:

• بررسی وضعیت فنی الکتروموتور: پس از مشاهده هر گونه علامت خرابی در موتور، باید به طور دقیق و با استفاده از ابزارهای تشخیص خرابی، وضعیت فنی موتور بررسی شود.
• تعمیرات پیشگیرانه: تعمیرات پیشگیرانه، شامل مراقبت و نگهداری منظم الکتروموتورها، تعویض قطعات شستشو و روان کردن و تنظیم بستر مغناطیسی است.
• تعویض قطعات خراب: در صورت شکستن قطعات موتور، باید به دنبال تعویض آنها با قطعات جدید باشید.
• تست عملکرد: بعد از تعمیر موتور، باید تست عملکرد آن انجام شود تا بتوان از صحت تعمیرات مطمئن شد.
• بررسی نیاز به بهسازی: در صورتی که الکتروموتور قدیمی باشد و یا به هر دلیلی قابلیت تعمیر وجود نداشته باشد، بهتر است برای بهره وری بیشتر از موتور جدید با کارایی بالاتر استفاده کرد.

کلام پایانی

همانطور که در مطلب بالا توضیح دادیم، کاربرد الکتروموتور در صنعت سیمان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. همینطور با توجه به اهمیت صنعت سیمان به عنوان یکی از مصرف کنندگان انرژی بالا در جهان و نیاز به بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش آلودگی هوا، استفاده از موتورهای الکتریکی فشار قوی در صنعت سیمان می تواند به عنوان یکی از راهکارهای موثر در این زمینه است. با توجه به مزایای فنی و محیطی این نوع موتورها، موجب کاهش هزینه ها و آلودگی هوا می شود.