湖南華菱漣鋼210轉(zhuǎn)爐廠 湖南 婁底 417009

1 210廠布袋除塵工藝及設(shè)備簡介

布袋除塵工作原理:在除塵引風(fēng)機(jī)的作用下,使含塵煙氣經(jīng)過導(dǎo)流系統(tǒng)后均勻的進(jìn)入除塵器本體的布袋過濾區(qū)過濾,凈化后的煙氣由風(fēng)口直接排出,粉塵被阻隔在布袋上通過輸灰系統(tǒng)后集中回收。

210 轉(zhuǎn)爐廠兩座210 T轉(zhuǎn)爐分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)二次除塵系統(tǒng),還有一個(gè)混鐵爐脫硫除塵系統(tǒng),以及一個(gè)精煉爐除塵系統(tǒng),共計(jì)四臺(tái)布袋除塵。其中2014年新建的2＃轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)采用西門子高壓變頻器,型號(hào):6SR4502－5ME43－7BF0－Z,2017至2018年間先后對(duì)三臺(tái)布袋除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻改造采用東方日立高壓變頻器,型號(hào):DHVECTOLDI03150/10?？刂葡到y(tǒng)均采用西門子400PLC,型號(hào):412－2XJ05－0 AB0。

2 高壓變頻改造

2．1 改造前的控制方式 我廠在實(shí)行高壓變頻改造前,除塵風(fēng)機(jī)采用液力耦合器方式進(jìn)行調(diào)速。為避免風(fēng)機(jī)長期高速運(yùn)行帶來的電耗增加,以液力耦合器調(diào)速為基礎(chǔ),根據(jù)生產(chǎn)節(jié)奏來引入了自動(dòng)控制模型來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

以轉(zhuǎn)爐二次除塵為例,將轉(zhuǎn)爐分為兌鐵、冶煉、出鋼三個(gè)階段使除塵閥門與相應(yīng)的冶煉階段連鎖控制,在兌鐵時(shí)爐前兩個(gè)除塵閥自動(dòng)打開,冶煉過程中爐前爐后四個(gè)除塵閥同時(shí)打開,在出鋼時(shí)爐前除塵閥關(guān)閉爐后除塵閥打開,出鋼結(jié)束后除塵閥門全部關(guān)閉。將轉(zhuǎn)爐的PLC與除塵的PLC建立連接將數(shù)據(jù)發(fā)送至除塵PLC,二次除塵風(fēng)機(jī)再根據(jù)爐前閥門的開關(guān)狀態(tài)和個(gè)數(shù)實(shí)時(shí)控制調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

然而隨著轉(zhuǎn)爐冶煉周期的縮短和生產(chǎn)節(jié)奏的改變,液藕調(diào)速響應(yīng)速度慢,調(diào)節(jié)不精準(zhǔn)等問題也日益凸顯。

2．2 變頻改造 為解決液藕調(diào)速的弊端,實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的精確控制,并達(dá)到節(jié)能減排的最終目標(biāo),我廠于2017至2018年間對(duì)1＃二次除塵、混鐵爐脫硫除塵、精煉除塵三臺(tái)液藕調(diào)速的除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻改造。將原有液藕拆除,改造為高壓變頻調(diào)速,達(dá)到改善環(huán)保及節(jié)能的目的。

總體設(shè)計(jì)思路為:拆除原有液力耦合器,利舊電機(jī)前移,重新制作電機(jī)基礎(chǔ),與風(fēng)機(jī)直聯(lián)。新建高壓變頻器室及配套設(shè)施。在原有PLC系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加硬件模塊,實(shí)現(xiàn)變頻器遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)通訊功能,繼保數(shù)據(jù)通訊接入操作畫面。風(fēng)機(jī)軸位移(x軸y軸)檢測(cè)并發(fā)送至控制系統(tǒng)。

高壓變頻器選用東方日立(成都)電控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的DHVECTOL系列變頻器,三臺(tái)變頻器型號(hào)均為DHVECTOL－DI03150/10。容量為3150k VA,輸出電壓為0～10k V,額定輸出電流182A。

變頻器為電壓源型交—直—交,高－高結(jié)構(gòu),采用單元串聯(lián)多電平方式,輸出波形接近于正弦波,輸出直接驅(qū)動(dòng)電機(jī),不需要濾波器或升壓變壓器,同時(shí)具有網(wǎng)側(cè)諧波低的優(yōu)點(diǎn)。

變頻器系統(tǒng)一次圖如圖1所示:

圖1

說明:虛線框內(nèi)為變頻器配套設(shè)備,變頻器配置進(jìn)線柜、手動(dòng)隔離刀閘旁路柜。

控制系統(tǒng):變頻器單獨(dú)設(shè)置控制系統(tǒng),采用西門子200系列PLC進(jìn)行自身邏輯控制并可本地操作,經(jīng)DP網(wǎng)絡(luò)接入原控制系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。同時(shí)在原系統(tǒng)機(jī)架模塊后新增模塊用以處理新增的振動(dòng)信號(hào),并參與連鎖控制。

2．3 改造后效果 采用液藕匹配生產(chǎn)工藝流程的調(diào)速在響應(yīng)時(shí)間慢且調(diào)速過程中電機(jī)的過流現(xiàn)象以及定位速度不準(zhǔn)確上的一系列問題在經(jīng)過變頻器后得到了有效解決。風(fēng)機(jī)速度不穩(wěn)定、響應(yīng)時(shí)間長等問題在改造后都再不存在。

3 變頻系統(tǒng)中的問題探討

3．1 控制方式的優(yōu)化 由于變頻改造后調(diào)速時(shí)間的縮短控制精度的提高,原來采用用戶端簡單的閥門數(shù)量控制已不能起到節(jié)能減排的目的,以轉(zhuǎn)爐二次除塵為例,在原有的通訊基礎(chǔ)上又增加了轉(zhuǎn)爐加廢鋼兌鐵水等狀態(tài)信號(hào),在有加鐵水信號(hào)時(shí)風(fēng)機(jī)提速至600轉(zhuǎn)并持續(xù)2分鐘。同時(shí)不單純以閥門數(shù)量做判斷,引入轉(zhuǎn)爐階段信號(hào),不同階段對(duì)應(yīng)不同轉(zhuǎn)速,更加細(xì)化風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間。

3．2 變頻器與原PLC之間DP通訊優(yōu)化 在變頻改造投入近兩年后1＃轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)PLC與變頻器之間的通訊出現(xiàn)了故障。具體表現(xiàn)為變頻器掉站,無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,變頻器通信模塊報(bào)錯(cuò)。

為解決此問題先后更換了變頻器的200系列277通信模塊,更換了DP頭等均無明顯改善。因在變頻器掉站過程中這條DP網(wǎng)絡(luò)上的其他站點(diǎn)未受影響,懷疑為通訊距離過長且施工時(shí)線路的破損,電纜溝內(nèi)其他動(dòng)力電纜的干擾等因素。為徹底解決這一問題,對(duì)DP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,將變頻器從原來的DP網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立出來,利用CPU的DP接口重新建立一條DP網(wǎng),如圖2。并且考慮到DP網(wǎng)線的距離過長,在電氣室內(nèi)增加一個(gè)DP中繼器。進(jìn)過優(yōu)化后變頻器掉站的問題得以解決。

圖2

4 結(jié)語

我廠布袋除塵高壓變頻改造已投運(yùn)進(jìn)兩年時(shí)間,相對(duì)于液藕調(diào)速,變頻調(diào)速能根據(jù)用戶端的需求進(jìn)行高精度更實(shí)時(shí)的調(diào)速,同時(shí)電耗更低,達(dá)到進(jìn)一步節(jié)能減排的目的。但同時(shí)隨著變頻器的采用,自動(dòng)化程度的提高,相應(yīng)的故障率也隨之提高。本文對(duì)高壓變頻控制系統(tǒng)部分改造及優(yōu)化進(jìn)行了闡述,今后還會(huì)有更多問題需要解決。同時(shí)高壓變頻器本身問題的探討將是之后的研究方向。