某化肥廠變頻器應用中出現的問題和解決措施

張文平

陜西省延長石油集團榆林能源化工有限公司 710000

某化肥廠變頻器應用中出現的問題和解決措施

張文平

陜西省延長石油集團榆林能源化工有限公司 710000

建于上世紀九十年代，是一個大型現代化的化肥生產企業，變頻器在該廠主要工藝設備上應用較多，使用中也遇到了各種問題和麻煩。本文重點闡述了變頻器在該廠應用過程中出現的幾個方面的問題和解決措施。

變頻器；負荷類型；更新換代；拖動系統

變頻器在上世紀六十年代問世，在我國的大量應用卻是在最近的二十來年。變頻器可以根據用電設備負荷的變化調整電機的運行，其主要優點是:節能;對電網沖擊小;對電機有保護作用;能滿足不同負荷下對電機功率變動的要求。某化肥廠是一個大型現代化的化肥生產廠（簡稱渭化廠），在主要生產工藝的各個環節上，普遍配置了變頻器裝置。

因渭化一期的化工工藝技術大量引進了國外先進技術，隨之設備配套的變頻器也很多，也代表了當時最先進的變頻技術。但任何一種先進設備或技術，都不可能十全十美，我們在具體的工程實踐中出現各種各樣的問題。在此，僅把我們碰到的一些問題和解決措施總結出來，供業內同行們作參考。

1 空分液氧泵P01/02兩臺電機的改造和意外跳車問題的解決措施

1995年10月空分液氧泵變頻器開始安裝調試，配套電機是美國進口電機和變頻器裝置?？辗忠貉醣醚b置在生產裝置中占據著舉足輕重的地位，通常稱為工藝的龍頭，一旦空分裝置出現跳車，后續工況全部癱瘓。而液氧泵的運行又是空分裝置的關鍵設備?；谏鲜鲈颍瑸榱烁玫谋ＷC液氧泵機泵和變頻器的安全穩定的運行。在1997年5月份，全廠大檢修期間，對液氧泵電機進行了改造，加裝了電機上下軸承的測溫裝置PT100，并將溫度信號引至總控DCS室，通過微機對溫度曲線進行顯示，并設置有溫度報警值，對電機軸承實施在線全程監控。當溫度超過設定值(80℃)時，發出報警信號，以便通知電氣人員及時檢查。同時減小了維護人員的工作安全和強度。

根據工藝裝置設計要求，兩套液氧泵在正常運行期間，各按50%負荷運行，當一臺出現意外跳車后，另一臺液氧泵能夠在10秒內，自動加負荷至100%且安全穩定運行。但在再試運行期間，多次沒能實現本功能，當一臺液氧泵跳車后，另一臺緊隨其后也跳車。經檢查分析第二臺液氧泵的跳車的原因為過負荷所引起。正常來看，按機泵專業和工藝連鎖分析均不應出現第二臺跳車事故，問題還需電氣來解決。經分析研究此類跳車，均發生在第二臺自動加負荷期間，初步認為是因變頻器原設計加速時間太短，電機扭矩一時達不到工藝要求所致，也就是相當于二次啟動時間不夠引起的。于是我們電器工程師與工藝和機泵專業人員共同研究后，決定在保證設備和工藝安全的基礎上，在電氣方面做了延長第二臺自動加負荷的時間的改進，由以前的8秒延長至15秒以內。經模擬實驗，首先滿足工藝連鎖的安全運行，其后在恢復各帶50%負荷條件運行，再也沒出現類似事故發生，完全實現了兩臺液氧泵50%負荷正常運行。實現了“一旦某一臺液氧泵意外跳車后，另一臺液氧泵自動加負荷至100%運行”的設計理念。經過十幾年的實際運行證明，解決這一問題的方法是正確的。這也為空分裝置的安全運行提供了有力的保證。

2 液氧泵P01/02變頻器柜內冷卻風機因故障停機問題的解決措施

經過近十年的連續運行，在2004年12月份，P02號液氧泵變頻器柜內冷卻風機因故障停機，柜體出現溫度偏高報警信號，P01號變頻器風機也出現雜音。但為完成全年生產任務根本不能有半天的停車時間，設備還要繼續運行。由于變頻器冷卻風機是內置式，柜門帶有機械連鎖，要更換必須停電打開柜門，而打開柜門就意味著必須停產，這種原設計不夠合理。為了保證全年生產任務的順利完成，我們經對變頻器柜體結構的研究，對變頻器柜的柜頂稍加改造，即用一臺質量可靠的抽油煙機扣在柜頂，并作適當的密封措施，外接220V交流電源，利用抽油煙機的運行，把柜內熱量排在柜外，降低柜內溫度。此種措施雖然不是長久之計，但也是液氧泵變頻器穩定運行的緩兵之計。事實是不但完成了2004年度的生產任務，也堅持到全廠2005年4月份的大檢修?？傊?，只要我們肯動腦筋，很多困難都能迎刃而解。

3 氣化大煤漿泵P1301-1/2/3變頻器的改造措施

氣化裝置內的原有11臺變頻器，在以后的實際運行中，因設備改造又增加了3臺氣化爐撈渣機變頻器。

對氣化大煤漿泵所配套的變頻器的技術改造緣由是，在1995年試運行期間，不是很順利，既有工藝的問題又有設備的問題，其中電氣方面的最大的問題是當煤漿泵發生跳車后不能及時再啟動，二次啟動都是以失敗而告終。反應的故障均為過負荷而保護動作，因停車時間過長，輸煤管道需要重新沖洗，煤氣管線需要排空后重新置換。延長了再開車的時間和開車程序的復雜性，同時造成大量的煤漿浪費和經濟損失。

為了克服這一難題，通過大量的技術探討和技術資料的查閱，最后形成一個嘗試性方案。就是在變頻器上加裝制動電阻，選擇合適的制動電阻，縮短煤漿泵停車時間，減少跳車后煤漿在管道內的殘余量。但因變頻器原有結構上的限制，制動電阻器無法安裝在變頻器內，只能采取外置加裝制動電阻器的方式。同時盡量減少工藝連鎖跳車后與變頻器停運的響應時間。通過一系列的改造后，實際上已基本解決了煤漿泵變頻器二次啟動不成功的事故。這一大難題的解決，避免了煤漿不必要的浪費，同時縮短了再開車時間和減少了開車程序的復雜性。通過十幾年的運行證明這三臺大煤漿泵變頻器的技術改造非常成功。

4 對氣化爐撈渣機Q1401-1/2/3配備變頻器的更新改造措施

在生產運行期間，氣化爐需要把煤渣暫存在鎖渣罐內定期排渣。原來裝置是直接排在斗式皮帶上，通過皮帶傳輸到地面上的另一條皮帶里裝車運走。但在實際運行中，渣池這條皮帶經常發生故障，不是燒毀電機，就是皮帶撕裂。

本條拖動系統，設計報警轉矩為85%、停車轉矩為100%，正常工作轉矩在35%～55%之間。在不改變設計條件下，停車之后，若氣化爐繼續運行，就要需重新啟動，但啟動電機就更困難了，過分調大過載電流，將會使電機保護功能失效，電機發熱嚴重、甚至燒毀電機；若更換大容量的電機，很容易引起皮帶撕裂。全廠三臺氣化爐對應的撈渣池，都存在著這同樣的問題，嚴重制約了生產的滿負荷、連續的、平穩運行。

為了解決這一難題，我們提出了改造撈渣機輸送系統的構想。經過充分的技術論證和調研工作。最終選用了安裝變頻器這套方案。同時把皮帶拖動更換成鏈條帶刮板拖動，既增加了拖動系統的耐力強度，又能維持撈渣拖動系統負荷變化不大；當鏈條拖動刮板超量時，都會把多余的渣量從刮板上部或兩端漏掉。使用了變頻器后，排渣機實現了根據渣量進行調速。當排渣量大時，加快電機拖動的速度，加大撈渣量；當出現撈渣系統跳車后，通過變頻器具有的軟啟動性能，滿足工藝設計條件下，使得電機重新啟動更為容易。充分利用變頻器的有利功能，實現了撈渣機連續、穩定、滿負荷的生產要求，使三臺氣化爐不因撈渣系統的故障而停車。實踐證明撈渣機輸運系統的改造也非常成功。

[1]樂渝寧,馮志剛,陳水平.變頻器在使用中存在的問題及技術創新研究[j]. 硅谷,2011 (9)

[2]盛昌達,張國權.異步電動機運行節能[M].水利電力出版社，1989年

[3] 陳伯時,陳敏遜.交流調速系統[M].機械工業出版社，1997年

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.21.031