某化肥廠變頻器應用中出現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)代化的化肥生產(chǎn)企業(yè)，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(xiàn)的幾個方面的問題和解決措施。

變頻器；負荷類型；更新?lián)Q代；拖動系統(tǒng)

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(jù)用電設備負荷的變化調(diào)整電機的運行，其主要優(yōu)點是:節(jié)能;對電網(wǎng)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(xiàn)代化的化肥生產(chǎn)廠（簡稱渭化廠），在主要生產(chǎn)工藝的各個環(huán)節(jié)上，普遍配置了變頻器裝置。

因渭化一期的化工工藝技術(shù)大量引進了國外先進技術(shù)，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(shù)。但任何一種先進設備或技術(shù)，都不可能十全十美，我們在具體的工程實踐中出現(xiàn)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(jié)出來，供業(yè)內(nèi)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(diào)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(chǎn)裝置中占據(jù)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(xiàn)跳車，后續(xù)工況全部癱瘓。而液氧泵的運行又是空分裝置的關(guān)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(wěn)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(jiān)控。當溫度超過設定值(80℃)時，發(fā)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(jù)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(xiàn)意外跳車后，另一臺液氧泵能夠在10秒內(nèi)，自動加負荷至100%且安全穩(wěn)定運行。但在再試運行期間，多次沒能實現(xiàn)本功能，當一臺液氧泵跳車后，另一臺緊隨其后也跳車。經(jīng)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(yè)和工藝連鎖分析均不應出現(xiàn)第二臺跳車事故，問題還需電氣來解決。經(jīng)分析研究此類跳車，均發(fā)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(yè)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(nèi)。經(jīng)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(xiàn)類似事故發(fā)生，完全實現(xiàn)了兩臺液氧泵50%負荷正常運行。實現(xiàn)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(jīng)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(nèi)冷卻風機因故障停機問題的解決措施

經(jīng)過近十年的連續(xù)運行，在2004年12月份，P02號液氧泵變頻器柜內(nèi)冷卻風機因故障停機，柜體出現(xiàn)溫度偏高報警信號，P01號變頻器風機也出現(xiàn)雜音。但為完成全年生產(chǎn)任務根本不能有半天的停車時間，設備還要繼續(xù)運行。由于變頻器冷卻風機是內(nèi)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(chǎn)，這種原設計不夠合理。為了保證全年生產(chǎn)任務的順利完成，我們經(jīng)對變頻器柜體結(jié)構(gòu)的研究，對變頻器柜的柜頂稍加改造，即用一臺質(zhì)量可靠的抽油煙機扣在柜頂，并作適當?shù)拿芊獯胧?，外?20V交流電源，利用抽油煙機的運行，把柜內(nèi)熱量排在柜外，降低柜內(nèi)溫度。此種措施雖然不是長久之計，但也是液氧泵變頻器穩(wěn)定運行的緩兵之計。事實是不但完成了2004年度的生產(chǎn)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(nèi)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(shù)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(fā)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(jīng)濟損失。

為了克服這一難題，通過大量的技術(shù)探討和技術(shù)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(nèi)的殘余量。但因變頻器原有結(jié)構(gòu)上的限制，制動電阻器無法安裝在變頻器內(nèi)，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(shù)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(chǎn)運行期間，氣化爐需要把煤渣暫存在鎖渣罐內(nèi)定期排渣。原來裝置是直接排在斗式皮帶上，通過皮帶傳輸?shù)降孛嫔系牧硪粭l皮帶里裝車運走。但在實際運行中，渣池這條皮帶經(jīng)常發(fā)生故障，不是燒毀電機，就是皮帶撕裂。

本條拖動系統(tǒng)，設計報警轉(zhuǎn)矩為85%、停車轉(zhuǎn)矩為100%，正常工作轉(zhuǎn)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(xù)運行，就要需重新啟動，但啟動電機就更困難了，過分調(diào)大過載電流，將會使電機保護功能失效，電機發(fā)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(chǎn)的滿負荷、連續(xù)的、平穩(wěn)運行。

為了解決這一難題，我們提出了改造撈渣機輸送系統(tǒng)的構(gòu)想。經(jīng)過充分的技術(shù)論證和調(diào)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(tǒng)的耐力強度，又能維持撈渣拖動系統(tǒng)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(xiàn)了根據(jù)渣量進行調(diào)速。當排渣量大時，加快電機拖動的速度，加大撈渣量；當出現(xiàn)撈渣系統(tǒng)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(xiàn)了撈渣機連續(xù)、穩(wěn)定、滿負荷的生產(chǎn)要求，使三臺氣化爐不因撈渣系統(tǒng)的故障而停車。實踐證明撈渣機輸運系統(tǒng)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(shù)創(chuàng)新研究[j]. 硅谷,2011 (9)

[2]盛昌達,張國權(quán).異步電動機運行節(jié)能[M].水利電力出版社，1989年

[3] 陳伯時,陳敏遜.交流調(diào)速系統(tǒng)[M].機械工業(yè)出版社，1997年

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.21.031