盧春

摘 要:重鋼煉鐵廠新區(qū)2#高爐槽下Y101皮帶機(jī)原為單回路變頻器控制,一旦變頻器出現(xiàn)故障,不能實(shí)現(xiàn)故障的快速處理,也就無(wú)法滿足高爐連續(xù)性生產(chǎn)的要求,因此本文對(duì)如何采用雙回路快速切換來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性控制進(jìn)行了探討及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:皮帶機(jī)可靠性雙回路

中圖分類號(hào):TF57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(c)-0052-02

1概述

1.1 Y101皮帶機(jī)的作用

工業(yè)煉鐵是將鐵礦石和焦炭等原料一起加入高爐,在高溫下通入空氣進(jìn)行一系列反應(yīng)把鐵還原出來(lái)[1]。因此焦炭是高爐煉鐵中必不可少的原料,而焦炭的上料只能通過(guò)Y101皮帶機(jī)送到上料主皮帶,然后送往高爐。圖1為高爐上料系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖。

1.2 Y101皮帶機(jī)的現(xiàn)狀

新區(qū)2#高爐槽下Y101皮帶機(jī),原設(shè)計(jì)方案為單回路變頻器控制,一旦變頻器出現(xiàn)故障,皮帶機(jī)不能運(yùn)行,將影響高爐焦炭上料,甚至引起高爐休、慢風(fēng),造成重大經(jīng)濟(jì)損失。在實(shí)際的生產(chǎn)中,并沒(méi)有使用變頻調(diào)速,變頻器只相當(dāng)于軟啟動(dòng)使用。另外,變頻器電源主副線回路及制動(dòng)電阻分別布置在3個(gè)控制柜中,且控制回路設(shè)計(jì)支路過(guò)多,不便于維護(hù),不能快速排查故障。

2 改造實(shí)施

2.1 雙回路控制的實(shí)現(xiàn)

當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí),由于系統(tǒng)為單回路控制,必須在線處理故障。即處理時(shí)間的快慢將直接影響高爐的生產(chǎn),如果高爐在一定的時(shí)間內(nèi)得不到焦炭,就會(huì)造成高爐休、慢風(fēng),帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)損失。

因此,我們需要將原來(lái)的單回路控制,改造為雙回路控制。當(dāng)變頻回路出現(xiàn)故障的時(shí)候,我們可以快速切換到故障回路,采用直接啟動(dòng)的方式啟動(dòng)電機(jī),然后離線處理故障。這樣,我們對(duì)故障的排查處理就不和高爐生產(chǎn)掛鉤,也就提高了系統(tǒng)的可靠性。

2.2 變頻器雙回路控制

在變頻器主回路輸出端電抗器L2下端串一個(gè)斷路器1QF,在輸入端熔斷式隔離開關(guān)FQ1上端并一個(gè)斷路器2QF,然后接入KM2控制電機(jī)運(yùn)行,再加入熱繼電器KR做過(guò)流保護(hù),然后加斷路器3QF,然后并回變頻器主回路1QF的下端。

在不改變控制回路的情況下加入雙回路控制,操作比較復(fù)雜,需要先設(shè)置變頻器參數(shù),將控制方式設(shè)置為開環(huán)控制,然后斷開1QF斷路器,再分別合上2QF和3QF。如果操作失誤,沒(méi)有斷開1QF斷路器,將工頻電源引入變頻器,將直接燒壞變頻器,存在極大的安全隱患[2]。

變頻器的啟動(dòng)性能較好,啟動(dòng)力矩可以達(dá)到其輸出的最大力矩。但是變頻器價(jià)格昂貴,而此系統(tǒng)存在獨(dú)立性,需要單獨(dú)備一套事故件,大約成本為9萬(wàn)余元。變頻器本身由于過(guò)載能力較差很容易出現(xiàn)過(guò)載報(bào)警,使變頻器跳動(dòng)比較頻繁。(圖2)

2.3 軟啟動(dòng)雙回路控制

重新設(shè)計(jì)電氣原理圖紙,用軟啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)雙回路控制,軟啟動(dòng)回路和直啟動(dòng)回路。軟啟回路為正常啟動(dòng)回路,通過(guò)控制接觸器KM1,實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的降壓軟啟動(dòng),啟動(dòng)完成后,自動(dòng)切換到KM2,使軟啟動(dòng)退出運(yùn)行,直至停車時(shí),再次投入。

直啟動(dòng)回路通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān),可以快速切換為直啟動(dòng)。在直啟動(dòng)回路中,還加入了斷路器2QF,方便檢修維護(hù),同時(shí)通過(guò)熱繼電器KR做過(guò)流保護(hù)[3]。

雖然軟啟動(dòng)的啟動(dòng)力矩較小,但是Y101皮帶機(jī)并不需要頻繁啟停,在高爐正常生產(chǎn)情況下,需要一直運(yùn)行該皮帶機(jī)。軟啟動(dòng)的成本較低,只需要1萬(wàn)余元,如果采用軟啟動(dòng)作為雙回路的執(zhí)行機(jī)構(gòu),可以大大的節(jié)約一次性投入成本。另外,軟啟動(dòng)加入的故障旁路也更加安全可靠。(圖3)

2.4 方案選擇

綜合考慮兩種雙回路控制方案的優(yōu)缺點(diǎn),從可靠性及經(jīng)濟(jì)性考慮,決定選用軟啟動(dòng)雙回路控制方案。Y101皮帶機(jī)的電機(jī)型號(hào)為Y280M-4,額定功率為90KW,額定電流為164A。通過(guò)對(duì)比X101皮帶機(jī)的設(shè)計(jì)要求,采用施耐德ATS 48C25Q型軟啟動(dòng)完全可以正常啟動(dòng)Y101皮帶機(jī)。

3改造效果

下圖4、圖5為改造前后的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)照?qǐng)D:

Y101控制系統(tǒng)由控制柜、變頻器柜和制動(dòng)電阻箱組成,沒(méi)有設(shè)計(jì)故障旁路,控制回路設(shè)計(jì)支路過(guò)多,走線復(fù)雜,不能快速排查故障。

Y101控制系統(tǒng)由軟啟動(dòng)代替,設(shè)計(jì)了直接啟動(dòng)的故障旁路,在控制柜柜面通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)切換啟動(dòng)方式。柜內(nèi)走線規(guī)范,簡(jiǎn)單明了,方便維護(hù)。

4結(jié)語(yǔ)

(1)雙回路控制系統(tǒng)可以快速切換,離線處理故障,相比單回路控制方式,大大提高了系統(tǒng)的可靠性。

(2)軟啟動(dòng)完全可以滿足高爐生產(chǎn)所需要的焦炭上料的需求。

(3)由于軟啟動(dòng)比變頻器便宜,大大節(jié)約了一次性投入成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 重鋼股份公司煉鐵廠.重鋼環(huán)保搬遷煉鐵工程通用培訓(xùn)教材,2009年.

[2] 西門子電氣傳動(dòng)有限公司.西門子矢量控制大全.AE版本.

[3] 施耐德電氣公司.施耐德ATS48軟啟動(dòng)-軟停止單元用戶手冊(cè).2007年.