变频调速在碱炉风机改造中的应用

时间:2017-4-21 16:05:00 来源:本网 添加人:admin

  (青山纸业碱回收二厂,36556,福建)我厂碱炉供风系统风机有一次风机、二次风机、三次风机3台,主要用于碱炉燃烧系统的供风t根据生产工艺要求对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节,以适应运行工况。目前,我厂使用的控制手段则是调节风门挡板开度的大小来调整受控对象,因此造成大量的能源浪费和设备损耗,导致生产成本增加。风机采用异步电动机直接起动方式运行,存在起动电流大、机械冲击大、电气保护。特性差等缺点。为此,改用变频调速以实现易操作、免维护、控制精度高、节电的目标。

  制中心,由PLC控制中心分两路分别控制变频器给定信号和风门挡板调节信号。

  (4)当变频器出现故障后,PLC控制中心切断接触器K1、K2,吸合K3、K4.反馈到DCS后,由DCS自动起动MCC(电动机控制中心)旁通控制,并通过风门挡板调节开度。

  (1)主程序先调用子程序进行初始化,主要是对采样及采样计数清零。

  1PLC控制原理1.1风机变频/工频控制原理风机变频/工频控制原理如所示。

  起动风机前先合上断路器QF,-,PLC控制中心柜上按钮选择远程(DCS)控制。

  当DCS选择变频档控制时,接触器K1、K2吸合,变频器处于待机状态。一旦接收到DCS起动信号后,变频器运行。这时DCS给定信号给PLC控Hi序开始值Var,主要是防止PLC在采集电流输入信号时出现干扰。)主程序调用子程序1,得到平均值Var的变频控制输出Fre以及挡板风门控制输出Fan.变频器系统设置最低频率保护/和最高频率限制/腿。

  当PLC检测到用户选择工频档时,无论工频起停与否,均切断变频控制电路,并且PLC所采集到的平均电流值Var输出给风门挡板控制,调整挡板开度。

  当PLC检测到用户选择变频档,切断工频控制电路,这时风门挡板开度为零。PLC检测到DCS系统的起动指令,定义一个定时器(约30s)后风门挡板开度逐渐增加,风门挡板开度跟踪变频频率Fre.当变频系统故障,调用子程序2切断变频控制电路,同时起动工频档指令信号。

  2变频改造措施碱回收锅炉一次风机、二次风机、三次风机电动机功率分别为160kW、250kW、160kW,电压为380V,额定电流分别为289A、478A、289A.变频器型号选择:一次风机选用ABB变频器ACS800 -04-0210-3型、200kW;二次风机选用ABB变频器ACS800-04-0320-3型、250kW;三次风机选用ABB变频器ACS800-04-020-3型、200kW.现有控制方式为在DCS上直接起动电动机,通过调节风门挡板控制风量大小。由于一次风机、二次风机、三次风机是碱炉的重要设备之一,与碱炉其他设备有着密切的关系,如碱炉保护联锁,碱炉自动吹扫点火程序,一次风机、二次风机、三次风机的风量自动分配等。由于特殊的生产工艺,虽增加了变频控制调节,仍保留了原来的工频起动及风门挡板调节控制,因此在改造中采取了以下措施。

  变频柜设计为一个完整的控制单元,设有本地、远程控制功能,可在柜上或DCS上进行开停控制及频率设定,便于维护。

  可以切换的工频控制和变频控制。当系统运行在变频控制电路时,工频控制电路断开。一旦变频系统发生故障,DCS接收来自PLC指令时,切断变频控制电路,自动投人工频控制电路运行。当变频系统故障处理完毕后,处于待机状态。由PLC发出指令,DCS接收指令后,切断工频控制电路,重新自动投人变频控制电路运行。两者智能切换并互锁,形成双回路控制系统,以保证系统安全运行性能。

  为保证系统可靠性,尽可能减少改动原有DCS控制程序,拟在DCS控制画面上增加一个工频/变频切换开关。在每个变频柜内配备一个西门子PLC控制器,接收来自DCS上的工频/变频切换信号,在输出端执行工频/变频切换动作。将切换结果反馈到DCS,再从DCS画面上起动变频器。同时,现有调节风门的电动执行m构(控制阀)也通过PLC把挡板开启到最大位置,由变频器调节风机转速实现风量大小的控制。

  当变频器故障时,PLC控制中心将自动控制切换至工频运行,无须人工干预,并将工频运行信号传送至DCS.DCS自动将变频控制切换到工频控制,并给出变频器故障报警信号。同时,根据风量要求PLC控制中心来调节风门挡板开度,保证系统的不间断安全运行。

  变频器运行中设定有最低频率保护,并且在PLC控制中心随时跟踪DCS给定输人量变化。

  当碱炉负荷变化,DCS给定输人经PLC控制中心处理后,变频器运行于最低设定频率,同时起动电动执行机构变化程序,使风机风量满足工况需求。

  变频柜与DCS的联络信号采用隔离措施,避免系统之间相互干扰。每个变频柜有一个DCS频率给定信号、实际电流及实际运行频率信号输出和若干个数字量输人/输出,模拟量为标准420mA信号3 3改造效果经在同一额定的碱炉负荷情况下测定:改造前一次风机、二次风机、三次风机电流分别为240A、357A、180A;改造后电流分别为135A、180A、95A.减小电流/ 4元计算,则全年可节约39.5万元,整套风机改造系统约50万元,不到一年半即可收回投资。从2004年2月投人运行至今,整个系统运行可靠安全,未出现故障:,(编辑伟明)变频器技术改造节电

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