除塵風機高壓變頻調速節能改造

陳樹武++張衛壯

摘 要：本文介紹了承德建龍特殊鋼鐵有限公司燒結廠整粒除塵風機的高壓變頻改造及自動控制系統的具體應用。

關鍵詞：高壓變頻；自動控制；風機

0 前言

承德建龍特殊鋼有限公司燒結廠整粒除塵風機用于燒結成品系統除塵，風機傳動系統通過調節風機風門的開度來調節抽風量，電機恒速運行。當前控制方式下設備運行和維護費用較高，為克服上述弊端，公司實施高壓變頻節能改造，以便提高電機的使用壽命，實現降低電耗的目的。

1 概述

承德建龍特殊鋼有限公司燒結廠整粒除塵風機改造采用一拖一手動旁路柜的控制方案，見圖1（整粒除塵風機旁路柜一次回路圖）。

如圖1所示為避免變頻器輸出端反送電，在整粒除塵風機旁路柜中設置3個高壓隔離開關，隔離開關K2與隔離開關K3采用機械互鎖操動機構，實現機械互鎖。電機在變頻狀態運行時，高壓隔離開關K1、K2閉合，K3斷開；當電機工頻狀態運行時，高壓隔離開關K1、K2斷開，K3閉合，在工頻運行時變頻器與高壓系統中分離，方便設備調試及維護。

此次整粒除塵風機變頻器改造設置遠控盒、上位機和變頻柜三種控制方式。整粒除塵高壓電機的整定值及保護按原設計執行不做更改。改造時為防止出現拉弧現象，增加旁路與上級高壓斷路器DL的連鎖保護。

2 高壓變頻器對DCS接口信號定義

承德建龍特殊鋼有限公司高壓變頻器改造變頻器采用內置西門子S7-200PLC，數字量配置為16點入、16點出，可以根據實際需求進行輸入/輸出點的擴展。高壓變頻器端子定義如下：

高壓變頻器準備就緒信號：就緒信號為開關量常開觸點，閉合時表示變頻器具備啟機條件，等待啟動運行。

高壓變頻器啟/停信號：變頻器運行信號開關量常開觸點，變頻運行時閉合，變頻停止時斷開。

高壓變頻器控制狀態信號：外控控制狀態為常開點，節點閉合表示變頻器控制在遠程控制；本地控制狀態為常閉點，節點閉合時表示變頻器控制在本地控制。

高壓變頻器報警信號：當變頻器有異常時信號閉合。該信號是綜合報警信號包含給定信號斷線、變壓器超溫、控制電源掉電、單元故障等信息[1]。

高壓變頻器故障信號：當變頻器有故障時閉合輸出，切斷高壓回來。

高壓變頻器工頻旁路信號：信號閉合時電動機工頻旁路運行。

3 操作畫面設置及DCS提供給變頻器變量定義

操作畫面如圖2所示。變頻器畫面操作分為手調（設定頻率）、自調（設定壓力），可根據需要切換對應的按鈕進行切換點擊“手調”按鈕，按鈕顯示綠色，表明“手調”有效，在“頻率設定”窗口輸入目標頻率，頻率設定范圍為20～48Hz。“頻率反饋”窗口顯示電機的實際頻率。點擊“自調”按鈕，按鈕顯示綠色，表明“自調”有效，在“壓力設定”窗口輸入目標壓力（風機為出口壓力‘除塵風機為入口壓力）。“壓力反饋”窗口顯示對應的壓力實際值。

點擊上位機操作畫面電機，彈出風機啟停窗口，如圖3，變頻器啟/停指令：開關量接點，3秒脈沖閉合時有效，變頻器開始運行/停止。

急停操作：急停為自鎖型。風機急停后，急停按鈕閃爍，表示設備一直處于急停狀態，需再次點擊該按鈕取消急停狀態才能正常啟動風機，如圖4所示：

變頻器可提供1路4～20mA電流源輸入，其輸入可根據要求進行定義，可定義為給定頻率、給定轉速、壓力反饋等。同時在上位機操作畫面中增加了上述歷史趨勢曲線，為記錄風機的運行狀態提供依據。

4 結束語

整粒除塵風機高壓變頻系統改造運行至今，設備運轉情況良好，實踐證明高壓變頻控制系統在承德建龍整粒除塵的應用，節電效果顯著，運行穩定，減少了操作工人的勞動強度，在同行業有廣泛的應用前景。

參考文獻：

[1]王雪松，趙爭鳴.高壓變頻器在電力和冶金行業的應用現狀分析[J].電氣技術，2006（08）：44-48.

[2]戰紅仁.自動控制在冶金工業中應用的新動向[J].冶金自動化.2002（05）：5-10.

[3]劉一福，周冬生，李必偉.發電廠應用高壓變頻節能改造的若干問題[J].電力設備，2007，8（09）：53-56.endprint