浅谈交流变频器在我厂的应用
发布时间:2019-07-13 17:16:30来源:
近10年来在纯碱激烈地市场竞争中,各大碱厂不断采用PLC控制、交流变频调速、机电一体化等电子技术更多地取代传统的机械结构,提高了机械的可靠性及纯碱质量和自动化程度以及纯碱的生产能力,在这些先进的技术中采用较多的是交流变频技术。
1交流变频调速技术的优点交流变频调速技术近20年来在一些技术先进的国家中得到迅速的普及、推广,并在电力拖动中逐步占据主导地位,初步形成了电力电子学理论。交流变频调速传动具有以下特点:可以使普通异步电动机实现无级调速。
启动电流小,减小电源设备容量。
启动平滑,消除机械冲击力,保护机械设备。
对电机具有保护功能,降低电机的维修费用。
具有显著的节电效果。
由于交流变频调速传动技术具有上述特点,己且过滤精度也高,但还是有少量微小杂质经过日积月累逐渐沉积造成油污染,从而影响到转速调节系统,造成机组运行的不平稳,特别是由于油污染导致危急保安装置失灵,使得机组的安全运行得不到保障。
2两油分离改造及效果综上所述,在目前的原材料质量、窑气除尘系统、压缩机轴密封结构、干气密封等状况均未得到彻底解决之前,实施汽轮机、压缩机两油分离改造是解决目前机组存在问题的一个较为可行的办法之一,即由集中供油改为对压缩机组和汽轮机组分别实施单独供油,也就是通过实施两油分离改造基本可以解决机组稳定运行,转速升高,而且炉气系统、下段气系统目前的瓶颈可以得到缓解,还可进一步提高产量。但是在改造过程中两个相对独立的供油装置之间的联锁是关键,一定要很好的解决这个问题,两油分离改造的目的才能真正实现,从而达到真正意义上的机组安全稳定运行。
2003年我公司进行了年产由8万t扩产至10万t的技术改造工作,2004年和2005年上半年在此基础上又进行了扩产至12万t/a的填平补齐技改工作,达到了预期目的。在进行技术改造过程中,压缩机组的稳定运行,以及进一步提高转速达到或接近额定转速是此次技术改造能否成功的关键。因此,在2005年5月份,公司对3压缩机进行了两油分离改造,运行至今达到了稳定运行和提高转速的目的,为今后技术改造的成功奠定了良好地基础。目前,我公司生产能力达到了日产380t,今年预计可以完成纯碱生产近13万t,同时公司正在进行20万t扩产技术改造工作,改造工作将于2006年上半年结束,届时,哈密双合公司纯碱生产能力可以达到20万t/a目前,1、2、4压缩机组两油分离工作也准备进行,这将为20万t/a扩产改造奠定良好的基础,为生产装置的连续稳定运行提供保障。
开始取代直流调速装置,成为现代电气传动的发展方向。
2交流变频技术在纯碱生产设备中推广应用的必要性纯碱工艺流程中要求加工设备的电气传动稳定,升、降速平滑,这样才能保证纯碱的生产质量。在传统设备中,变速由调整齿轮来实现,很容易造成齿轮损伤,并且启动的硬度较大。应用交流变频技术能够很好地解决平滑启动,消除机械启动时的冲击力,实现无级调速,满足生产工艺要求,提高纯碱质量。
3交流变频技术在纯碱设备中的应用31在鼓风机设备中得到广泛应用在传统的鼓风机应用中靠的是风门调节风量,能力损失较多且不易调节,并且石灰窑内燃料得不到充分地燃烧,影响了石灰窑的出气量并造成了原材料的浪费,粉尘也较大,直接影响了压缩机的正常运行,改为变频后,强了风量的可调节性,合理、有效地调节了进风量,使石灰窑在同等燃料中燃烧得更充分,有效地提高了纯碱产量。
3.2在各类泵中的应用交流变频技术在泵中的应用具有显著的节能效即可概括为:流量Q与转速N的一次方成正比;扬程H与转速N的平方成正比;轴功率P与转速N的立方成正比。
因此当转速N有一个较小的变化时,轴功率P将有较大的变化,节能效果非常显著,如果采用阀门控制,由于要减小流量,关小阀门,使阀门的摩擦阻力变化,扬程升高,流量减小但运行工况降低。
纯碱生产要求各给料均匀,以确保各项工艺指标的稳定性,提高产品质量。如果采用阀门控制,在调节过程中势必造成工艺的波动,降低产品质量。采用变频控制能够有效地抵制波动,可根据生产工艺要求由PLC自动控制变频器,平稳控制原料进给3.3在轻灰煅烧炉上的应用轻灰锻烧炉是化学反应加热过程中的关键设备,也是整个纯碱生产的核心设备。连云港碱厂共有锻烧炉6台,4台轻灰锻烧炉,根据纯碱产量的大小,生产中需要对锻烧炉体旋转速度进行相应控制和调整,由于炉体属大惯性负载,启动时需转矩很大,而且又是齿轮传动,因此,要求传动装置具有较高的可靠性和较好的负载性,碱厂确定将交流变频调速作为主传动方式,由于现场负载条件差,因此,对于所选的变频要求较高,除了克服一般变频器存在的低频脉振现象外,还要具备足够的启动转矩,富士变频器G11及ABB800两种变频均能满足要求,但ABB800变频器对于满足现场负载条件的性能更优于富士变频器G11,自应用变频器以来旋转稳定,各项指标符合工艺要求,满足了生产要求。变频调速技术的应用使该炉的生产进入先进行列,为制碱锻烧传动方式开辟了新路。
4在滤碱机上的应用重碱含水量较大,必须通过滤碱机将大部分的水分滤去,然后经过锻烧、烘干等过程后而成为纯碱成品,连云港碱厂共有5台滤碱机,原采用减速机力口链式传动,由于在停车时重碱结晶经常塞满链条与齿轮啮合部分,使静摩擦阻力加大,因此启动力矩很大,如果使用的变频器械特性较软,启动转矩不足,开车时电机往往转不起来,经调研后选择了富士C9变频器,适当加大了低频启动转矩,运行后负载电流及运行噪声也有所下降且运行效果较佳。
4通用变频器常见故障与对策4.1不应用电源侧接触器起、停电动机经长期运行发现,利用电源接触器直接起动电动机将产生较大的充电电流,频繁重复通、断电,将产生热积累效应,引起元件的热疲劳,缩短设备寿命。因此,在电源侧频繁起、停变频器的控制方案是不科学的。
2电动机过载保护宜优先选择电子热继电器对一台变频器控制1台标准四极电动机的控制方案而言,使用变频器电子热过载继电器保护电动机过载,无疑要优于外加热继电器,对于普通电动机可利用其矫正特性解决低速运行时冷却条件恶化的量达到稳问题,使保护性能更可。尤其是爨性能变频器(如富士9系列)现己在用户手册中给出设定曲线,用户可根据工艺条件设定。通常考虑到变频器与电动机的匹配,电子热过载继电器可在50 %~105%额定电流范围内选择设定。
只有在下列情况时,才用常规热继电器代替电子热继电器。
所用电动机不是四极电动机。
使用特殊电动机(非标准通用电动机)。
1台变频器控制多台电动机。
5变频器与电动机间不宜装设接触器虽然碱厂绝大多数变频器输出端装有接触器,但经过调查发现,装设于变频器和电动机之间的接触器在电动机运行时通断将产生操作过电压,对变频器造成损害,但是当变频器用于下列情况时,仍有必要设置。
当用于节能控制的变频调速系统时,常工作于额定转速,为实现经济运行需切除变频器时。
参与重要工艺流程,不能长时停运,需切换备用控制系统以提高系统可靠性时。
6电流检测时电流互感器的设置及电流表的选择在变频器输出侧使用普通电流互感器是可以完成输出电流的。由电流互感器铁心磁通密度计算公式:make=K2/4.44/s的W2可知,铁心的磁通密度与交流电的变化成反比,忽略次要因素时其电流误差(即变化误差)和相位误差可看作与电流的变化成反比,只是当电流超过1kHz时铁心温度会高。
但是,由于互感器正常运行时激磁电流设计得很小(主要为了减小误差),因此,普通电流互感器用于50Hz附近时,其电流误差是很小的。通过实际校验对比可知,当变频器输出在0~50Hz之间变化时,电磁系电流表批示误差很小,实测误1.27 %,并与电流变化成反比(以变频器输出电流数为基准),能够满足输出电流监视的要求。此外,尤其是当变频调速系统负载变化不太大的往复运行设备时,由于设备传动力矩的周期性变化,使变频器输出电流产生一定波动,变频器的数码显示值跳字严重,造成观察读数困难,采用模拟电流表可有效地解决这个问题。
应当注意的是,使用指针式电流表测量变频器输出侧电流时,必须选择电磁精细仪表(手册通常称作动铁式),使用时应严格按用户手册的规定选择安装,以保证应有的精度,如选用整流仪表(该错误非常普遍)时,经实测在19~50Hz区间,指示误差为69.7%~16.66%,且为负偏差。
此外,由于变频器的输入电流一般不大于输出电流,因此,输入侧设置电流监视意义不大,一般有信号灯指示电源即可,如电压不稳时可设电压表监视,大容量变频器低频运行时,其输入侧电流表可能无指示。
如今,变频器己具有很强的功能,但是,国内的应用情况在其功能的开发与正确应用尚十分有限,许多地方仅限于能够开停车和调速的应用,因此,提高技术人员的应用水平,对发挥变频器的节能和优良地控制性能是十分重要的。
工自动化专业,工程师。现任连云碱厂安全环保处处长。
中国名牌战略推进委员会公告(2005年第5号)按照:〈中国名牌产品管理办法规定的程序,在企业自愿申请的基础上,经各省、自治区、直辖市初审公示并审核推荐,中国名牌战略推进委员会相关专业委员会综合评价,中国名牌战略推进委员会全体委员会议审议确认了461家企业生产的501个产品为2005年中国名牌产品。
4家纯碱企业的氯化铵(氮肥)产品,入围中国名牌产品它们是:大化集团有限责任公司生产的“大地牌‘氯化铵;湖北双环科技股份有限责任公司生产的”红双圈牌“氯化铵;天津渤海化工有限责任公司天津碱厂生产的”海王星牌’氯化铵;自贡鸿鹤化工(集团)有限责任公司生产的“鹤牌”氯化铵。