變頻器在煤氣恒壓控制系統(tǒng)中應(yīng)用與實現(xiàn)
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器在各行業(yè)中已得到廣泛的應(yīng)用，變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備拖動系統(tǒng)中，實現(xiàn)了電機軟啟動、連續(xù)調(diào)速和節(jié)能運行目的。變頻器的低頻、低電流啟動，使設(shè)備的機械沖擊力顯著降低，也避免了電機啟動時對電網(wǎng)的影響；實現(xiàn)了異步電機的平滑調(diào)速功能；提高了設(shè)備的工藝性能，延長了使用壽命和實現(xiàn)節(jié)能運行。本文主要闡述應(yīng)用變頻器對熱媒鍋爐煤氣恒壓供給系統(tǒng)的控制原理和實現(xiàn)方法。
2 設(shè)備概況
煤氣恒壓供給是陽極成型熱媒鍋爐正常工作的重要因素之一。在實際中，由于煤氣生產(chǎn)設(shè)備的不穩(wěn)定性和用戶的隨機性，使煤氣供給系統(tǒng)的壓力波動較大（0.6～5.1kpa之間），對鍋爐的穩(wěn)定燃燒影響很大：煤氣壓力太低，會引起鍋爐燃燒器熄火和熱值降低等問題，導(dǎo)致熱媒油溫度的提高或供熱不足，影響陽極質(zhì)量和產(chǎn)能；過高會造成鍋爐燃燒不充分，浪費燃料。為保障預(yù)焙陽極碳塊成型正常生產(chǎn)，我廠一、二期成型熱媒鍋爐系統(tǒng)均設(shè)計了煤氣增壓裝置。原煤氣增壓風(fēng)機采用工頻電源供電的交流異步電機拖動，擋板開度調(diào)節(jié)鍋爐煤氣流量，以實現(xiàn)鍋爐穩(wěn)定燃燒和溫度控制。其控制原理是：當(dāng)煤氣進口管道內(nèi)壓力低于4.6kpa時，煤氣增壓風(fēng)機自動啟動運行；當(dāng)進口煤氣壓力高于4.8kpa時，加壓風(fēng)機自動停機。這種增壓控制方式，雖能保證熱媒鍋爐所需煤氣供給，但風(fēng)機長期工作在高轉(zhuǎn)速（2924r/min）、低負載運行狀態(tài)，風(fēng)機機體、傳動軸支撐軸承座等部件振動大（如附表所示），軸承磨損劇烈，其壽命很短。據(jù)維修統(tǒng)計，四套新軸承連續(xù)使用60～70天就得更換，風(fēng)機故障率高、維修頻繁、費用高；風(fēng)機長期工作在低負載（或空載）狀態(tài)，電能浪費大。故中國鋁業(yè)青海分公司2005年5月，對熱媒系統(tǒng)增壓風(fēng)機控制系統(tǒng)實施了變頻器控制改造。實際證明，改造效果良好。
附表 煤氣加壓風(fēng)機工頻工作狀態(tài)下的有關(guān)參數(shù)
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201612/330920.htm
注： 1、a項為負載端軸承座的徑向振動值；b項為風(fēng)機拖動端軸承座振動值。
2、風(fēng)機軸承座振動超過13mm/s時，軸承溫度升高到75℃以上，就會引起軸承座震裂、軸承抱死和風(fēng)機葉輪出現(xiàn)裂紋等后果，故在日常點檢中，當(dāng)檢測到其振動達到12mm/s時，就采取重點監(jiān)護運行，并及時安排檢修工作。
3 變頻器控制系統(tǒng)設(shè)計
在系統(tǒng)設(shè)計中，通過對國內(nèi)市場上多種變頻器性能和控制特點比較，并結(jié)合增壓風(fēng)機的工作特點和實際現(xiàn)狀，最終選擇了abb公司生產(chǎn)的cas800系列的變頻器。這種變頻器除具有其它變頻器的一般控制功能外，還具有pid控制、多信號輸入、睡眠功能、設(shè)定值修正等多種控制功能，能很方便地實現(xiàn)煤氣恒壓控制系統(tǒng)。
3.1 系統(tǒng)配置
?。?）風(fēng)機拖動電機參數(shù)：型號qu180 m2bg；功率22kw；額定轉(zhuǎn)2925r/min；額定電流42a；額定電壓380v。
?。?）變頻器參數(shù)：cas800—30kva 380v。
3.2 控制原理
煤氣風(fēng)機拖動機構(gòu)由一臺22kw交流異步電機驅(qū)動，采用acs800-30kva變頻器控制。風(fēng)機變頻器通過外部電位器設(shè)定值與煤氣進口管道內(nèi)壓力實時測量值相比較，作為增壓變頻器調(diào)速初始給定信號，并通過pid調(diào)節(jié)功能修正后，作為實際頻率控制給定值，實現(xiàn)風(fēng)機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，達到恒壓控制的目的。其系統(tǒng)原理如圖1所示；其變頻器模擬信號接線如圖2所示。
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