酸連軋機組的油霧冷卻系統控制

梅玉標，沈玉坤，張建梅

中國二十冶集團有限公司，上海 201900

0 引言

在酸連軋機組上，全連續五機架冷軋機在軋制過程中，需噴淋大量的乳化液進行潤滑冷卻，因而產生大量的乳化液油霧，為了有效地捕集乳化液油霧，軋機油霧經風道，送入油霧分離器過濾后，由通風機抽出，再經排氣筒排至室外大氣，軋機段油霧系統就是為此而設計的。一套完整的油霧系統由風機、用與打開風門的電動執行器和一套獨立的油霧分離器這三大部分組成，共同來完成油霧冷卻的功能，本文對此作一一介紹。

1 油霧系統操作和控制

1.1 高壓風機的控制

油霧系統有兩臺額定電壓為10kV的風機，風機額定電流為25.9A,額定功率為355kW,額定電流不大，可以直接啟動,高壓風機啟動有兩種模式，一種是在現場機旁箱啟動，一種是在HMI畫面上啟動，每臺風機現場有操作箱，可以在現場啟動，高壓原理圖如圖1。

圖1

圖2

其中，P21-13這個點是PLC給高壓柜的啟動信號，P21-05這個點是PLC給高壓柜的停止信號，高壓柜給現場操作箱的點如圖2，這幾個點主要是供現場操作箱的合閘分閘燈用，燈的供電電源由PLC給。現場操作箱原理圖如圖3，電流表可以顯示電機電流。

圖3

圖4

如圖4，當把高壓柜內的轉換開關打到遠程時，YFX繼電器吸合，它的輔助觸點33-34閉合，再把小車推到工作位置時，工作位置繼電器WOX吸合，它的輔助觸點83-84閉合，允許合閘信號給PLC,就可以起風機，而且圖4的合閘與分閘信號給PLC,在HMI畫面上就可以顯示風機的工作情況。

1.2 電動執行器的控制

風機口有兩套電動執行機構，用于關閉、打開風機的風門，電動執行機構自己集成了內部元件，我們只需把電纜接到執行機構的端子上即可，如圖5。

其中，Z10:1, Z10:2,Z10:3接主回路380V電源，風門打開／關閉信號Z10:8, Z10:9，Z10:10，Z10:11 直接進PLC，如果入口閥在打開狀態下，風機是不能起的，和PLC 形成連鎖。【Z10:4,Z10:5】，【Z10:4, Z10:6】，【Z10:4, Z10:7】分別為開閥、停止、和關閥信號，可以在畫面上顯示動執行機構的工作狀態電動執行機構的工作狀態。

圖5

1.3 油霧分離器的控制

在現場有一套單獨的油霧分離器系統，油霧分離器系統有自己單獨的PLC系統，通過Profibus 與工藝系統PLC 相連。油霧分離器采用手動和自動兩種方式運行，每臺機組配有10臺電控蒸汽吹掃閥，在手動方式下，每臺閥門用開、停、關三按鈕控制，控制箱配有閥門開、關到位指示燈及過力矩指示燈；在自動方式下，當油霧分離器處于運行工況時，其清洗控制可選擇時間、壓差或混合方式工作，通常情況下，置于混合方式（時間與壓差相結合）。混合控制方式下，當壓差值≤設定值時以時間為主；當壓差值≥設定值是則立即進行清洗，直到壓差小于設定值再進入定時清洗。差壓控制就是機組內部設有壓力變送器，當壓差達到一定數值時，機組閥門可以開始運行，而壓差變送器的數值可以通過PLC來內部設定。時段控制就是設定運行一定時段為一周期，每臺閥門開啟時間可以通過PLC來隨便設定，一般我們設定為10min。具體流程圖見下圖6：

圖6

10臺電控蒸汽吹掃閥均帶電動執行裝置。電動執行器具有遠程控制及顯示并輸出閥門全開、全閉信號。電動執行器上設“現場/遠程”選擇開關、啟停按鈕和設備狀態指示燈，蒸汽吹掃閥的控制回路進油霧分離器系統的PLC,但通過Profibus網線，可以和主服務器相連，這樣既可以在HMI畫面上顯示蒸汽吹掃閥的工作狀態，又可以通過PLC來達到自動控制的目的。

2 油霧系統高壓電機溫度測量與和控制

2.1 風機的前后軸承溫度

測量兩臺10kV風機的前后軸承溫度，由型號為LDSB-3024/G的PT100來完成，如下圖7，此裝置必須有220的單獨供電電源，接23，24端子，PT100測量范圍是0℃～200℃，由【7、8】【9、10】給PLC4～20MA模擬量信號，可以監控軸承的溫度，設定軸承溫度的報警值是75℃，跳閘值是85 ℃，PT100按常規接法來接，電纜必須用屏蔽電纜，以減少干擾。

在兩臺除霧風機正常運行一個多月后發生這樣一件事，一號高壓風機突然跳電，在HMI畫面上顯示跳電原因是風機前后軸承溫度太高，為88 ℃，但我們用測溫槍測量風機實際軸溫時才50 ℃，還沒到跳閘值85 ℃，通過我們仔細排查故障，確定是高壓風機的10kV主回路電纜和測風機軸承溫度電纜是走的同一個電纜橋架，是高壓電纜對它造成了干擾，使PLC顯示的軸承溫度數值不準確，造成了跳電事故。

圖7

2.2 風機電機的定子溫度

測量兩臺10KV電機的定子的溫度，由型號為LDSB-3022/G的PT100來完成，大體上與LDSB-3024/G相同，定子溫度報警值是135℃，跳閘值是145℃，這樣如果電機定子溫度異常的時候，可以起到保護電機的作用。如圖8。

圖8

2.3 風機電機的前后軸承溫度

測量兩臺10kV風機的前后軸承振動是用型號為CZJ-B2的測振儀，如圖9測量范圍是0mm/s～10mm/s，報警值是6.3mm/s，跳閘值是7.1mm/s。

圖9

綜上所述，一套完整的油霧系統由風機、用與打開風門的電動執行器和一套獨立的油霧分離器這3大部分組成，這3個部分缺一不可，又相互制約，首先是風機入口閥門在關閉狀態時，同時風機、電機等溫度、振動參數滿足條件，風機主電機啟動，然后是入口閥門打開，系統開始工作，如果風機、電機等溫度、振動參數有異常時，風機電機自動跳電，入口閥門關閉，系統停止工作。在酸連軋機組上，油霧系統是必須要有的一套設備，如果沒有油霧系統，大量帶有腐蝕作用的乳化液油霧會對全場的設備造成危害。

[1]李巖，花國梁主編.精密測量技術[M].中國計量出版社，2001，1，3.

[2]張國雄.測控電路[M].機械工業出版社，2003，8.