我公司2條10000t/d生產(chǎn)線窯尾高溫風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的風(fēng)壓控制原由液力偶合器調(diào)節(jié)，液力偶合器本身能耗達(dá)10%以上，而且需要油泵及冷卻水來輔助運(yùn)行，故障率較高，特別是在夏季產(chǎn)生熱量較大，需加入4組冷油器，用循環(huán)水強(qiáng)降溫，水消耗量大，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。風(fēng)機(jī)采用液體電阻降壓啟動(dòng)，還存在以下2個(gè)問題：①轉(zhuǎn)子部分帶有集電環(huán)、碳刷等配件，運(yùn)行過程中需要對(duì)這些配件進(jìn)行更換或處理，運(yùn)行維護(hù)量大；②部分電能消耗在水電阻上。因此公司決定采用變頻調(diào)速技術(shù)來對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造。
1 設(shè)備配置情況
原窯尾高溫風(fēng)機(jī)及其拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)見表1。
表1風(fēng)機(jī)及其拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)
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風(fēng)機(jī) 型號(hào) |
流量 /(m3/h) |
全壓 /kPa |
軸功率 /kW |
電動(dòng)機(jī) 型號(hào) |
額定 功率 /kW |
額定 電壓 /kV |
額定 電流 /A |
額定 轉(zhuǎn)速 （r/min) |
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W6-2×39No31.5F |
900000 |
7.2 |
2 380Y |
KK710-62 |
500 |
6 |
289 |
992 |
對(duì)比國內(nèi)外市場上不同的中壓變頻調(diào)速方案，決定選用ABB公司的ACS5000中壓變頻器（6kV)，其型號(hào)是ACS5066_36L35D_1a35_A1，容量為3000 kVA，變頻器前面選用ABB公司的ZTS-3200/6/6×1.92隔離變壓器（容量為3200 kVA）。
2 設(shè)備的改造情況
改造前期，認(rèn)真跟蹤電氣備件材料的到貨情況，實(shí)施電纜敷設(shè)、現(xiàn)場系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)和出圖等工作。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，用原料電力室多余的空間來安裝變頻器，此地方距中壓控制柜較近，動(dòng)力電纜敷設(shè)方便。由于ABB變頻器冷卻方式是風(fēng)冷，空氣流通量較大，為保障變頻器盡量少受外界灰塵的影響，有足夠的通風(fēng)冷卻效果，在變壓器柜上部安裝了整體風(fēng)道，引出室外通風(fēng)，保證變頻器整體冷卻通風(fēng)要求。保留中壓斷路器至電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力電纜，將其分為兩段接入隔離柜。按照液力偶合器的連接尺寸設(shè)計(jì)制作了一套直接連接軸來代替，連接軸的基座安裝尺寸、中心尺寸、軸徑尺寸，以及軸與電動(dòng)機(jī)及風(fēng)機(jī)側(cè)的聯(lián)軸器的連接均與原液力偶合器一致。安裝時(shí)，拆除液力偶合器，裝上連接軸，現(xiàn)場僅作少量調(diào)整即可達(dá)到安裝要求。對(duì)原電動(dòng)機(jī)滑環(huán)進(jìn)行短接處理，廢除原水電阻啟動(dòng)器。
3 電氣控制改造情況
3.1 ABB變頻器的控制要求
1）增加隔離變壓器，有效地消除對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。隔離變壓器報(bào)警信號(hào)中，只有過流信號(hào)進(jìn)入變頻器柜。
2）中壓斷路器的控制命令通過變頻器發(fā)出；中壓斷路器需要控制系統(tǒng)電源失壓保護(hù)。
3）隔離柜的位置信號(hào)是中壓柜的備妥信號(hào)。
4）變頻器的啟動(dòng)方式分“動(dòng)態(tài)”和“靜止”：“動(dòng)態(tài)”風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于10r/min才能啟動(dòng)，“靜止”風(fēng)機(jī)停止不動(dòng)或轉(zhuǎn)速小于10r/min。由于高溫風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前轉(zhuǎn)速已大于10r/min，所以采用“動(dòng)態(tài)”啟動(dòng)方式。變頻器通過PROFIBUS-DP總線與DCS控制系統(tǒng)連接，變頻器需要提供UPS電源。
3.2改造的具體內(nèi)容
3.2.1中壓控制柜
1）因西門子中壓斷路器沒有控制電源失壓保護(hù)，所以設(shè)計(jì)的方案是：在斷路器控制小車內(nèi)分閘線圈旁并聯(lián)1個(gè)線圈作為失壓線圈,原分閘線圈電磁鐵擋片機(jī)構(gòu)延長與失壓線圈共用，以便兩分閘線圈共同控制斷路器，2列直流屏互為新加失壓線圈電源，從而實(shí)現(xiàn)了中壓斷路器控制系統(tǒng)電源失壓保護(hù)。
2）解除中壓控制柜的PROFIBUS-DP總線連接,取消差動(dòng)報(bào)警、水電阻硬連鎖、中壓電容柜及其硬連鎖。
3）接入變頻器控制信號(hào),并將中壓控制柜狀態(tài)信號(hào)送給變頻柜。
3.2.2 DCS系統(tǒng)
1）在原料電力室PC柜增加一塊通訊模板CI854,用PROFIBUS-DP總線與變頻器連接，即將變頻器控制系統(tǒng)接入DCS系統(tǒng)中。為充分保證系統(tǒng)的可靠性，變頻器同時(shí)加裝工頻旁路裝置，可在變頻回路故障時(shí)將電動(dòng)機(jī)切換至工頻狀態(tài)下運(yùn)行。
2）取消原高溫風(fēng)機(jī)及液力偶合器油泵、執(zhí)行器、壓力、溫度、轉(zhuǎn)速等控制程序,建立與變頻器的通訊并重新改寫程序。
3）整流變壓器的溫度、壓力、瓦斯報(bào)警信號(hào)直接接入DCS控制系統(tǒng)。
4）中壓變頻器啟動(dòng)時(shí)間任意可調(diào)，實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行起到良好的保護(hù)。