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摘要: 济钢自主设计的第一套国产化干熄焦系统投产后,其提升机在橫移变速时,钢结构框架晃动严重,设备定位不准,机械、电气故障频发,给生产带来严重影响。对其采用ABB公司的ACS600主从式变频器进行了电控改造,改造实施后,满足了干熄焦生产工艺要求,降低了维护人员的劳动强度,带来了良好的经济效益。
关键词: 干熄焦;提升机横移系统;ACS600变频器;主从式控制
前言
干熄焦(干法熄焦)过程中,横移系统负责将载有赤红焦罐的提升机,从提升井中心位置牵移至熄焦炉炉顶,待红焦装入熄焦炉后,再将载有空焦罐的提升机牵移至提升井中心位置。提升机加红焦罐重达两百多吨,整个过程运行在距水平面四十八多米的钢结构框架上,因而,要求机电设备可靠性高,横移过程中运行平稳,到位能够实现精确定位。
现状
济钢70吨干熄焦横移系统改造前,提升机横移时受两台冶金起重用变极调速电机(YZR200L-16/4,4/16KW)驱动,电机通过减速机驱动齿轮,齿轮在固定于钢结构上的链条上运行,系统靠链条作用于齿轮的反作用驱动载荷移动。由于整个系统惯性极大,提升机在启动和高、低速度变换时,振动严重,电机伴有异常制动声音,随后多次出现横移减速机底座、绞合齿轮底盘以及相连的主令控制器等设备被拉坏,轨道上的链条两端巨大螺栓被拉断,电机经常烧损,又由于横移设备损坏不易修复,类似事故频繁发生,同时电气故障频发,设备的维修恢复大大增加了职工的劳动强度,严重影响了生产的正常进行。
改造方案的确定
横移系统机械设备的损坏,一方面是由于设备的较重惯性太大,再一个原因是由于速度的变化太大,速度变化不平稳没有过度造成的。
改造前,提升机在横移时速度的切换是由电机的变极实现的,电机的同步转速从1500转/分变为375转/分,由于设备的惯性较大,实际转速降不下来,使电机运行瞬间由电动状态过渡到在发电制动状态,电机的寿命大大降低,电机经常烧损。
同时电机的运行由接触器的断开闭合来控制,由于需要电机反复起动变速,动作频繁,经常出现继电器机械动作不良,触点接触不良及损坏、粘点,配线松脱等现象,至使电气控制的故障率较高。
原电气系统采用一套设备拖两台电机,由于机械、电机等设备的原因,有时出现两台电机不同步的现象。
兼于上述几种原因决定对提升机横移系统采用ACS600主从式变频器对其实施改造。
因而我们决定采用两台ACS600变频器,一台变频器驱动一台变频电机(型号:YVP200–4 30KW),两台变频器之间实现主从控制。通过变频器参数的设定,既可以实现电机的无级调速,又可实现速度的平滑过渡;两台变频器采取主从控制可实现同步运行,又使负载能在变频器之间实现均匀分配。
改造方案的实施
两台横移电动机同时工作。其中一台变频器设为主工作状态,另一台为从工作状态,外部控制信号只与主变频器连接,主机经由光纤控制从机、主传动是典型的速度控制,另一台变频器跟随主传动的速度给定。变频器控制原理图如图1所示。
横移电动机变频控制,操作方式设为自动和手动两种方式,但这两种方式都是通过PLC实现主变频器的控制。
变频器主回路由接触器合闸,变频器启动时,除满足工艺联锁允许启动条件外,还需满足条件:变频器运行准备好,横移电机冷却风机及抱闸回路接触器闭合。
变频器在满足下列任意条件时停止运行:1、满足工艺联锁应停止条件。2、变频器故障。3、横移电机冷却风机和抱闸回路的断路器、接触器跳闸。
横移装置为双电机并联工作,提升装置横移位置后,两台电机同时动作,以低速、高速、再低速三个阶段横移,变速信号由横移过程中主控制器发出,横移到提升中或熄室中心线时,定位信号停车,抱闸抱紧。速度的变化见图2。
变速信号由主令控制器(手动时由手动主令控制器)发出,由PLC输出形成变频器的输入控制点:0:001/10控制“启∕停”,0:001/11控制电机转动方向“正转∕反转”,0:001/12控制“加速∕减速”(时间长短可由参数设定),0:001/13控制电机的运行速度“低速∕高速”(大小可由参数设定)。
当要求由提升井向熄焦室横移时,变频器“启∕停”及“正转/反转”输入点0:001/11一直处于闭合,“加速/减速”和“低速∕高速”输入点0:001/12断开,变频器正向加速,最后输出低速。运行到变速点时,0:001/10及0:001/11仍保持闭合,0:001/12、0:001/13接通,变频器正向加速,变频器最后输出高速。继续运行到下一个变速点时:0:001/12、0:001/13断开,变频器正向减速,最后输出低速,运行至停车信号到来后,O:001/10断开,正向减速直至速度为零,并实现精确定位。当提升装置由室向井时速度变化和各控制点情况几乎完全相同,只是“正转∕反转”控制点由0变1,其它不变。为了使运行速度切换时平稳,达到最佳运行效果,经反复试车对原始的加减速时间及低速高速参数经行了修改调整。
变频器端子块X25继电器输出R012R013输出到PLC的I:045/06表示横移变频器就绪;
变频器端子块X26继电器输出RO22RO23输入到PLC的I:O45/07表示横移变频器运行;
变频器端子块X27继电器输出R032R033输入到PLC的I:045/10表示横移变频器故障。
同时I:045/11、I:045/12、I:05/13分别表示从机的就绪、运行和故障。这六个输入点用作司机室内就地指示,同时经DH+网传入主控室上位机在工艺流程中用作集中监控。
两台主从变频器安装于通风防尘好、振动小的提升机平台配电室内,在控制现场仅安装控制变频器启动/停止和变速的手动主令控制器;自动/手动转换开关和转速表,选用带屏蔽的控制电缆并做好接地措施,控制电缆与动力电缆分槽敷设,以提高抗干扰的能力。
实施改造效果
改造后,设备运行平稳、定位精确,电气、机械设备故障大幅降低,大大提高了提升机横移运行的稳定性和可靠性,达到了改造目的,每年节约备件及维修费用十几余万元,同时由于提高了干熄率,发电量及蒸汽产量稳步增加,生产每年增创经济效益几十万元。
关键词: 干熄焦;提升机横移系统;ACS600变频器;主从式控制
前言
干熄焦(干法熄焦)过程中,横移系统负责将载有赤红焦罐的提升机,从提升井中心位置牵移至熄焦炉炉顶,待红焦装入熄焦炉后,再将载有空焦罐的提升机牵移至提升井中心位置。提升机加红焦罐重达两百多吨,整个过程运行在距水平面四十八多米的钢结构框架上,因而,要求机电设备可靠性高,横移过程中运行平稳,到位能够实现精确定位。
现状
济钢70吨干熄焦横移系统改造前,提升机横移时受两台冶金起重用变极调速电机(YZR200L-16/4,4/16KW)驱动,电机通过减速机驱动齿轮,齿轮在固定于钢结构上的链条上运行,系统靠链条作用于齿轮的反作用驱动载荷移动。由于整个系统惯性极大,提升机在启动和高、低速度变换时,振动严重,电机伴有异常制动声音,随后多次出现横移减速机底座、绞合齿轮底盘以及相连的主令控制器等设备被拉坏,轨道上的链条两端巨大螺栓被拉断,电机经常烧损,又由于横移设备损坏不易修复,类似事故频繁发生,同时电气故障频发,设备的维修恢复大大增加了职工的劳动强度,严重影响了生产的正常进行。
改造方案的确定
横移系统机械设备的损坏,一方面是由于设备的较重惯性太大,再一个原因是由于速度的变化太大,速度变化不平稳没有过度造成的。
改造前,提升机在横移时速度的切换是由电机的变极实现的,电机的同步转速从1500转/分变为375转/分,由于设备的惯性较大,实际转速降不下来,使电机运行瞬间由电动状态过渡到在发电制动状态,电机的寿命大大降低,电机经常烧损。
同时电机的运行由接触器的断开闭合来控制,由于需要电机反复起动变速,动作频繁,经常出现继电器机械动作不良,触点接触不良及损坏、粘点,配线松脱等现象,至使电气控制的故障率较高。
原电气系统采用一套设备拖两台电机,由于机械、电机等设备的原因,有时出现两台电机不同步的现象。
兼于上述几种原因决定对提升机横移系统采用ACS600主从式变频器对其实施改造。
因而我们决定采用两台ACS600变频器,一台变频器驱动一台变频电机(型号:YVP200–4 30KW),两台变频器之间实现主从控制。通过变频器参数的设定,既可以实现电机的无级调速,又可实现速度的平滑过渡;两台变频器采取主从控制可实现同步运行,又使负载能在变频器之间实现均匀分配。
改造方案的实施
两台横移电动机同时工作。其中一台变频器设为主工作状态,另一台为从工作状态,外部控制信号只与主变频器连接,主机经由光纤控制从机、主传动是典型的速度控制,另一台变频器跟随主传动的速度给定。变频器控制原理图如图1所示。
横移电动机变频控制,操作方式设为自动和手动两种方式,但这两种方式都是通过PLC实现主变频器的控制。
变频器主回路由接触器合闸,变频器启动时,除满足工艺联锁允许启动条件外,还需满足条件:变频器运行准备好,横移电机冷却风机及抱闸回路接触器闭合。
变频器在满足下列任意条件时停止运行:1、满足工艺联锁应停止条件。2、变频器故障。3、横移电机冷却风机和抱闸回路的断路器、接触器跳闸。
横移装置为双电机并联工作,提升装置横移位置后,两台电机同时动作,以低速、高速、再低速三个阶段横移,变速信号由横移过程中主控制器发出,横移到提升中或熄室中心线时,定位信号停车,抱闸抱紧。速度的变化见图2。
变速信号由主令控制器(手动时由手动主令控制器)发出,由PLC输出形成变频器的输入控制点:0:001/10控制“启∕停”,0:001/11控制电机转动方向“正转∕反转”,0:001/12控制“加速∕减速”(时间长短可由参数设定),0:001/13控制电机的运行速度“低速∕高速”(大小可由参数设定)。
当要求由提升井向熄焦室横移时,变频器“启∕停”及“正转/反转”输入点0:001/11一直处于闭合,“加速/减速”和“低速∕高速”输入点0:001/12断开,变频器正向加速,最后输出低速。运行到变速点时,0:001/10及0:001/11仍保持闭合,0:001/12、0:001/13接通,变频器正向加速,变频器最后输出高速。继续运行到下一个变速点时:0:001/12、0:001/13断开,变频器正向减速,最后输出低速,运行至停车信号到来后,O:001/10断开,正向减速直至速度为零,并实现精确定位。当提升装置由室向井时速度变化和各控制点情况几乎完全相同,只是“正转∕反转”控制点由0变1,其它不变。为了使运行速度切换时平稳,达到最佳运行效果,经反复试车对原始的加减速时间及低速高速参数经行了修改调整。
变频器端子块X25继电器输出R012R013输出到PLC的I:045/06表示横移变频器就绪;
变频器端子块X26继电器输出RO22RO23输入到PLC的I:O45/07表示横移变频器运行;
变频器端子块X27继电器输出R032R033输入到PLC的I:045/10表示横移变频器故障。
同时I:045/11、I:045/12、I:05/13分别表示从机的就绪、运行和故障。这六个输入点用作司机室内就地指示,同时经DH+网传入主控室上位机在工艺流程中用作集中监控。
两台主从变频器安装于通风防尘好、振动小的提升机平台配电室内,在控制现场仅安装控制变频器启动/停止和变速的手动主令控制器;自动/手动转换开关和转速表,选用带屏蔽的控制电缆并做好接地措施,控制电缆与动力电缆分槽敷设,以提高抗干扰的能力。
实施改造效果
改造后,设备运行平稳、定位精确,电气、机械设备故障大幅降低,大大提高了提升机横移运行的稳定性和可靠性,达到了改造目的,每年节约备件及维修费用十几余万元,同时由于提高了干熄率,发电量及蒸汽产量稳步增加,生产每年增创经济效益几十万元。