葉輪給煤機調速控制系統(tǒng)改造

中國鋁業(yè)股份有限公司廣西分公司 廣西 平果 531400

1 前言

熱電廠燃運車間主要工作任務是給鍋爐配送合格燃煤,確保鍋爐經(jīng)濟穩(wěn)定運行。葉輪給煤機是火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)縫隙煤槽普遍采用的給配煤設備,依靠葉輪的轉動將煤槽內的煤撥落到皮帶輸送機上送入系統(tǒng)。輸煤系統(tǒng)是車間整個生產(chǎn)過程的重要組成部分,其中葉輪給煤機是輸煤系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié),作用是卸下火車來煤保證火車局車停時時間,還有就是給鍋爐按一定的比例配送燃煤,做好精益配煤工作,節(jié)約鍋爐煤單耗成本。可見,要求葉輪給煤機在配煤過程中更加精確,穩(wěn)定的運行。燃運車間一二期火車卸煤槽共有4臺YGM-600葉輪給煤機,葉輪給煤機主要由主葉輪系統(tǒng)、行走機構、除塵系統(tǒng)、電氣控制及機架等幾個部分組成。

早期葉輪給煤機電氣控制系統(tǒng)是采用電磁滑差調速電動機調速,配合繼電器、接觸器等實現(xiàn)控制。電機調速范圍為400-1200r/min,動力電源由滑觸線供給。

2 電磁滑差電機調速故障原因分析

2.1 調速工作原理 電磁滑差調速電動機的調速是通過電磁轉差離合器來實現(xiàn)的,即當離合器的勵磁線圈通以直流電流后形成空間磁場,與電動機拖動的離合器電樞相對移動當,在電樞內產(chǎn)生渦流,這股渦流和磁通相互作用,帶動有磁極的從動轉子按一定方向旋轉,通過改變離合器的勵磁電流,可以調節(jié)離合器的輸出轉矩及轉速,從而實現(xiàn)調速目的。

2.2 故障原因分析 1)滑差電機軸承損壞,滑差電機由拖動電機、無滑環(huán)滑差離合器和測速發(fā)電機組成,測速發(fā)電機與滑差離合器輸出軸共軸。粉塵污染較大,滑差電機外殼為鼠籠狀,未密封,煤塵直接從鼠籠的縫隙進入滑差離合器內,經(jīng)常造成軸承卡死甚至損壞。2)調速不可靠,該滑差電動機離合器的勵磁電源,采用可控硅整流電源供電,使之實現(xiàn)寬幅無級調速。為了提高滑差電機的抗干擾性能,在可控硅控制回路中采用速度負反饋及電壓微分負反饋電路的反饋系統(tǒng)。煤塵進入測速發(fā)電機,造成測速反饋電路信號失真,影響了調速的準確性和可靠性,難以控制配煤質量。3)動力電源缺相,動力電源為滑觸線供電,接觸不良,集電器易脫落,造成給煤機電源缺相,電機燒壞的事故。4)在阻力較大的拖動環(huán)境中,滑差電動機不能帶負載直接啟動,必須斷開離合器的勵磁電源,使電動機先空載起動,然后再接上勵磁電源才可啟動。5)由于葉輪給煤機在撥煤時煤層厚度不同,松緊不一,需要較硬的機械特性。

3 變頻調速器的工作原理及優(yōu)點

變頻調速器的工作原理:利用變頻器的通斷作用把電源電壓、頻率不變的交流電變成電壓頻率可變的交流電源。實現(xiàn)變頻調速器控制和調節(jié)三相交流異步電動機的速度。

1.在惡劣的環(huán)境條件下可以方便地實現(xiàn)異步電動機的調速運行;

2.電動機的調速穩(wěn)定的性能

2.調速范圍廣,效率高;

3.便于設置軟起動和軟停止,減輕機械緩沖力;

4.起動電流小,減少對電網(wǎng)容量沖擊;

5.變頻器使用能耗低,節(jié)能環(huán)保。

4 變頻調速技術改造方案

4.1 設備簡介 火車卸煤溝1#AB兩條皮帶各配用2臺葉輪給煤機型號均為YGM-600,主要參數(shù)如下:出力:(200～600)t/h;供電方式:滑觸線供電;主電動機Y2 160L-6,額定功率11kw,供電電壓AC380v。

4.2 根據(jù)負載特性選擇變頻器

1)葉輪給煤機在煤槽里,每次起動為重載起動,啟動電流大,是正常工作時的幾倍,因此,變頻器的容量選擇要有充分的裕量,否則變頻器將不能正常啟動。

2)電動機為6極電動機轉速為970r/min,根據(jù)電動機額定電流25A,額定功率11KW,額定電壓380V,我廠設備管理負責人選用ABB ACS550變頻器,ABB變頻器ACS550是一般應用型,而ACS510主要針對的是風機類電機,輕載應用;ACS800主要是控制精度高的地方。

3)根據(jù)電動機名牌額定參數(shù)從ACS550變頻器說明書219頁中變頻器容量相應對照,380-480V選擇具體型號的變頻器為:ACS550-01-031A-4可以滿足現(xiàn)場葉輪給煤機的使用要求。

4.3 變頻器安裝與參數(shù)設置 葉輪給煤機作業(yè)是現(xiàn)場就地控制方式,固定在軌道上前后往復行走,同時通過撥煤葉輪的轉動將卸煤溝兩側的煤撥到溝輸煤皮帶上,葉輪給煤機調速是崗位人員在現(xiàn)場進行柜面操作,根據(jù)生產(chǎn)要求隨時調節(jié)到所需的煤量給定。控制柜是安裝在葉輪給煤機設備本體上隨葉輪給煤機一起左右行走移動,變頻器安裝在控制柜內,啟動、停止、左右行走、復位按鈕安裝在控制柜體上,控制柜進行密封處理,防止煤塵進入柜內積塵,確保控制系統(tǒng)的良好散熱,變頻調速器穩(wěn)定運行。

變頻器安裝完成,通電后通過變頻器控制盤上功能按鍵對變頻器進行參數(shù)設備,選擇相應的應用宏為標準宏,電機控制模式為標量控制模式,逐一把電機銘牌上的額定參數(shù)輸入到變頻器控制器內。

變頻器選用ABB公司的Acs550-01-031A-4。具體參數(shù)如下:

應用宏 繼電器輸出3 加速時間標準宏 故障 5S減速時間 最低頻率 最高頻率5S 0HZ 50HZ

參數(shù)設置電機起動數(shù)據(jù)(99)

9902 宏參數(shù) ABB標準宏

9904 電機控制模式 標量控制模式

9905:電機額定電壓 380V

9906:電機額定電流 25A

9907:電機額定頻率 50HZ

9908:電機額定轉速 970rpm

9909:電機額定功率 11KW

2007:最小頻率 0HZ

2008:最大頻率 50HZ

2202:加速時間 5S

2203:減速時間 5S

具體數(shù)字模擬信號設置如下:設置模擬輸入信號AIl為電位器給定(手動);模擬輸出信號A02為0～20m A葉輪轉速反饋;數(shù)字輸入信號DI1為啟動按鈕設定,DI6為復位按鈕設定。本工程采用一臺葉輪給煤機配用一臺變頻器的控制模式,就地控制箱和變頻器箱安裝在葉輪給煤機上,與葉輪給煤機同步行走,以到達系統(tǒng)運行安全可靠,操作維護方便的目的。

變頻改造后電路圖:

1)本系統(tǒng)采用就地控制方式,在就地控制時,只需要操作電位器即可達到改變電機轉速的目的。同時,轉速表接收到變頻器的轉速反饋信號后,可監(jiān)測并顯示電動機的實時轉速,界面簡約直觀。

2)葉輪復位控制,葉輪給煤機在上煤過程中,經(jīng)常有雜物堵塞在葉輪撥輪上,導致葉輪卡死,變頻器故障保護跳停,無法正常上煤,此時需要按下復位功能。在葉輪給煤機控制箱上設有復位按鈕,按下此按鈕,即可重新啟動。

5 變頻調速改造后效果

改造后,由于變頻器完善的保護功能,葉輪調速系統(tǒng)穩(wěn)定,增加了葉輪運行的穩(wěn)定性,減少了設備維護工作及維護費用得到大幅度的減少,取得了辦好的經(jīng)濟效益。

通過變頻器內部的過流保護特性,使其在啟動的過程中保護電機不受沖擊,降低了電機的故障率。

取消了滑差部分,消除了原有滑差電機中經(jīng)常出現(xiàn)的不可調速的“跑轉”現(xiàn)象。

電磁滑差電機調速給煤量調節(jié)不均勻,使用效率低;變頻器轉速調節(jié)范圍大,給煤量穩(wěn)定可靠,對精溢配煤起到很好的效果。

節(jié)能效果明顯,由于滑差電機在運行中存在啟動電流大、耗電高,不能長時間低速運轉,運行不經(jīng)濟。故改用調速范圍廣、運行穩(wěn)定、維修操作方便的變頻調速替代滑差調速,避免長期電機在工頻工作方式下運行,起到了節(jié)能的效果。

總結

葉輪給煤機采用變頻調速運行穩(wěn)定,轉速控制精準,對我們車間安全生產(chǎn)、精溢配煤起到了重要的作用,對熱電廠的鍋爐煤單耗指標更加優(yōu)化,節(jié)約成本。