电气控制系统在烧结主抽风机上的应用(1).pdf

使用与维护 第38卷2020年第5期（总第209期） 电气控制系统在烧结主抽风机上的应用 郝延楠 隋晓辉 石永新 （鞍钢股份皱鱼圈钢铁分公司炼铁部 营口 115007） 【摘要】介绍了高低压电气控制系统在烧结主抽风机上的应用。介绍了如何保证烧结主抽风机正常启 动、运行及监控。介绍了2台高压同步电动机保护的基本原理。 【关键词】 也气拉制嘉压变频羲仪表测披 PLCite 堤结 Application of Electrical Control System on Main Exhauster of Sintering HAO Yan-nan, SUI Xiao-hui, SHI Yong-xin Iron Making Depart ment of Bayuquan St eel Company of Angang St eel Co., Lt d., Yingkou 115007 [Abstract ] Introduce the application of the high-and-low voltage electrical control system on the main exhauster of sintering. The normal start, operation and monitoring of the main exhauster are de scribed. The basic principle of two high voltage synchronous motors protection is presented. [Key words]Electrical control, high voltage f requency converter, instrument measuring and con trol, PLC monitoring, sintering 1概述 烧结混合料在烧结机台车上经表层点火后， 需在抽风负压下进行烧结，使烧结过程自上而下 进行,并持续到烧结终点。主抽风机风压、风量的 变化直接关系到烧结矿的产量与质量，且其电耗 一般占整个生产线的一半左右。在烧结生产过程 中通常采用改变主抽风机的风门开度来调节风箱 负压的大小，风量、负压的调整和选择对烧结过程 的进行具有决定性作用。烧结区域每台烧结机系 统中有2台主抽风机（总功率2 x7800kW）,是烧 结最为重要的设备之一。因而对主抽风机系统进 行可靠精确的控制尤为重要。 2主抽风机控制系统的组成 两系列烧结机主抽风机系统由4台风机、4台 同步电动机及相应的辅助设备组成。其同步电动 机技术参数见表1。 主抽风机控制系统按照功能组成可分为电源 主回路、变频器装置、励磁装置、仪表自动测控和 PLC监测控制等部分。 区别是同步电动机在运行时，电枢电压矢量与转 子磁极位置之间的夹角必须在某一范围之内，否 则将导致系统失步。在电动机起动之初，这二者 的夹角是任意的，必须经过适当的整步过程将这 一夹角控制在一定的范围之内，然后电动机进入 稳定的同步运行状态。因此，起动整步问题是变 频器驱动同步电动机运行的关键问题。 表4电动机铭牌参数 序号名称参数产地 1 电动机铭牌同步电动机上海 2 电动机型号 TD7800-6/1730 3电动机额定功率/kw7800 4电动机额定电压/kV10 5电动机额定电流/A514 6励磁电压/V129 7励磁电流/A372 8 功率因数 0.9 9 电动机极数 6 10额定转数/（r・min」）1000 11 电动机效率/ 93.7 12额定转矩/（N・m）62075 3主抽风电动机变频装置启动原理 同步电动机与普通异步电动机运行上主要的变频器驱动同步电动机的起动整步过程主要 -21 - 第38卷2020年第5期总第209期 使用与维护 分为以下几个步骤 1 第一步励磁装置投励自动跟踪。 2 第二步变频器向同步电动机的电枢绕组 施加一定的直流电压，产生一定的定子电流。 3 第三步变频器按照电动机正常运行时的 转动方向缓慢旋转，其施加在电枢绕组上的电压 矢量进行整步。 4 第四步变频器按照预先设定的加速度和 曲线即磁通给定，调节输出电压，逐渐加速到给 定频率。 在同步电动机的起动整步过程中，定、转子磁 势大小的选择和各步骤间的切换是控制的关键问 题。如果选择过低的定子磁场，则定子磁极无法 在第一次经过转子的异性磁极时,将其可靠吸牢， 此后转子经过同性磁极间斥力的反向加速作用， 在下一次经过定子磁极时，二者将具有更大的相 对速度，定子磁场更加无法有效牵引转子磁极，最 终将导致起动整步失败。选择过大的定子磁场可 能导致同步电动机的定子铁心饱和，进一步导致 变频器输出过电流，电动机起动失败。 4主抽风机系统仪表自动测控 主抽风机及同步电动机运行过程必须有准确 可靠的检测手段，检测参数的准确性和可靠性是 调节系统稳定运行的前提。 4.1 仪表检测范围 传感器及过程检测元件采用热电阻或热电偶 进行温度测量;采用温度开关用于温度高限报警; 选用压力或差压变送器进行风量、油压测量;采用 压力控制器并设现场压力指示表用于低压极限报 警;采用电磁流量计测量液体流量;采用流量开关 用于流量不足或断流报警。其主要检测点如图1 所示。 4.2 仪表自动检测及参数控制 1 主抽风机轴承、同步电动机轴承温度检测 及超温报警，超过70覽发出一般报警信号；超过 80紀发出停车报警信号，并联锁停车。 2 同步电动机定子温度检测及超温报警，超 过110*发出一般报警信号；超过120十发出停车 报警信号,并联锁停车。 3 主抽轴承振动甌及报警,大于7.2mm/s 发出一W警信号;大于18mm/s发出停车报警信号，并 联锁停车。 4 同步电机轴承振动检测及报警，大于5.1 mm/s 发出一般报警信号;大于7.2 mm/s发出停车报警信 号,并联锁停车。 5 甜 W1W立麻报警，大于 0.6 mm, 发出_般报警信号，大于 1mm发出停车报警信号, 并连锁停车。 6 主油箱液位上、下限报警。 7 主油路油压及低压报警，小于0.09 MPa发 出报警信号,启动备用油泵;小于0.06MPa发出停 车报警信号,并联锁停车。 -22- 使用与维护 第38卷2020年第5期（总第209期） （8） 冷却器进水低流量越限报警。同步电动 机用冷却器进水低流量报警。 （9） 主抽风机进口废气负压、温度及流量检测。 5主抽风机系统的PLC控制和保护 上位监控系统硬件部分由PLC和工控机组成 （见图2）。主抽风机房操作室设置监控站,实现主 抽风机及其同步电动机电源主回路、变频装置、励 磁装置、稀油润滑、仪表监控的集中监视、操作和 管理。通过光缆与主系统相连接实现数据共享， 设置远程I/O分站（隶属主系统烧结站），取消了二 次仪表，实现过程参数的采集和对抽风机房同步 电动机的联锁控制，在主抽风机房操作室实现对 主抽风机及其同步电动机运行状态的监控。 控制系统的软件包括系统软件和应用软件。 系统软件由设备制造厂家配套提供，主要用于编 制应用软件和系统维护。应用软件是以设备所带 系统软件包为平台，按照抽风机工艺要求完成起 动、运行、停车和故障分闸等特定功能所编制的 软件。 图2控制系统构成 PLC将以上各种故障跳闸信号综合判断比较 后，输出跳闸信号。为防止出现故障跳闸信号的 假信号,PLC进行跳闸信号的延时处理。PLC梯形 图如图3所示。 图3 PLC梯形图 -23- 第38卷2020年第5期（总第209期）使用与维护 图3 PLC梯形图 6结语 电气控制实现了主抽风机系统的平稳可靠起 动、励磁跟踪投入多种控制方式、系统设备故障诊 断快捷直观。同时通过变频改造，大大提高了系 统的自动化程度，实现了电动机的软启动,延长了 电动机寿命；达到了降低用电率、节约电能的目 的；实现了操作人员精确控制主抽风量的目的，完 全满足了烧结机的生产需要。 参考文献 [1]辽宁荣信电气传动技术有限责任公司.荣信RHVC 系列高压变频器用户手册. （2018-10-18 收稿） -24-