葉輪給煤機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)改造

中國(guó)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(yùn)車(chē)間主要工作任務(wù)是給鍋爐配送合格燃煤,確保鍋爐經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。葉輪給煤機(jī)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(shè)備,依靠葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)將煤槽內(nèi)的煤撥落到皮帶輸送機(jī)上送入系統(tǒng)。輸煤系統(tǒng)是車(chē)間整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的重要組成部分,其中葉輪給煤機(jī)是輸煤系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),作用是卸下火車(chē)來(lái)煤保證火車(chē)局車(chē)停時(shí)時(shí)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?jiǎn)魏某杀??？梢?jiàn),要求葉輪給煤機(jī)在配煤過(guò)程中更加精確,穩(wěn)定的運(yùn)行。燃運(yùn)車(chē)間一二期火車(chē)卸煤槽共有4臺(tái)YGM-600葉輪給煤機(jī),葉輪給煤機(jī)主要由主葉輪系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)、除塵系統(tǒng)、電氣控制及機(jī)架等幾個(gè)部分組成。

早期葉輪給煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)是采用電磁滑差調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速,配合繼電器、接觸器等實(shí)現(xiàn)控制。電機(jī)調(diào)速范圍為400-1200r/min,動(dòng)力電源由滑觸線(xiàn)供給。

2 電磁滑差電機(jī)調(diào)速故障原因分析

2.1 調(diào)速工作原理 電磁滑差調(diào)速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速是通過(guò)電磁轉(zhuǎn)差離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,即當(dāng)離合器的勵(lì)磁線(xiàn)圈通以直流電流后形成空間磁場(chǎng),與電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的離合器電樞相對(duì)移動(dòng)當(dāng),在電樞內(nèi)產(chǎn)生渦流,這股渦流和磁通相互作用,帶動(dòng)有磁極的從動(dòng)轉(zhuǎn)子按一定方向旋轉(zhuǎn),通過(guò)改變離合器的勵(lì)磁電流,可以調(diào)節(jié)離合器的輸出轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速目的。

2.2 故障原因分析 1)滑差電機(jī)軸承損壞,滑差電機(jī)由拖動(dòng)電機(jī)、無(wú)滑環(huán)滑差離合器和測(cè)速發(fā)電機(jī)組成,測(cè)速發(fā)電機(jī)與滑差離合器輸出軸共軸。粉塵污染較大,滑差電機(jī)外殼為鼠籠狀,未密封,煤塵直接從鼠籠的縫隙進(jìn)入滑差離合器內(nèi),經(jīng)常造成軸承卡死甚至損壞。2)調(diào)速不可靠,該滑差電動(dòng)機(jī)離合器的勵(lì)磁電源,采用可控硅整流電源供電,使之實(shí)現(xiàn)寬幅無(wú)級(jí)調(diào)速。為了提高滑差電機(jī)的抗干擾性能,在可控硅控制回路中采用速度負(fù)反饋及電壓微分負(fù)反饋電路的反饋系統(tǒng)。煤塵進(jìn)入測(cè)速發(fā)電機(jī),造成測(cè)速反饋電路信號(hào)失真,影響了調(diào)速的準(zhǔn)確性和可靠性,難以控制配煤質(zhì)量。3)動(dòng)力電源缺相,動(dòng)力電源為滑觸線(xiàn)供電,接觸不良,集電器易脫落,造成給煤機(jī)電源缺相,電機(jī)燒壞的事故。4)在阻力較大的拖動(dòng)環(huán)境中,滑差電動(dòng)機(jī)不能帶負(fù)載直接啟動(dòng),必須斷開(kāi)離合器的勵(lì)磁電源,使電動(dòng)機(jī)先空載起動(dòng),然后再接上勵(lì)磁電源才可啟動(dòng)。5)由于葉輪給煤機(jī)在撥煤時(shí)煤層厚度不同,松緊不一,需要較硬的機(jī)械特性。

3 變頻調(diào)速器的工作原理及優(yōu)點(diǎn)

變頻調(diào)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(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速器控制和調(diào)節(jié)三相交流異步電動(dòng)機(jī)的速度。

1.在惡劣的環(huán)境條件下可以方便地實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速運(yùn)行;

2.電動(dòng)機(jī)的調(diào)速穩(wěn)定的性能

2.調(diào)速范圍廣,效率高;

3.便于設(shè)置軟起動(dòng)和軟停止,減輕機(jī)械緩沖力;

4.起動(dòng)電流小,減少對(duì)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(diào)速技術(shù)改造方案

4.1 設(shè)備簡(jiǎn)介 火車(chē)卸煤溝1#AB兩條皮帶各配用2臺(tái)葉輪給煤機(jī)型號(hào)均為YGM-600,主要參數(shù)如下:出力:(200～600)t/h;供電方式:滑觸線(xiàn)供電;主電動(dòng)機(jī)Y2 160L-6,額定功率11kw,供電電壓AC380v。

4.2 根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器

1)葉輪給煤機(jī)在煤槽里,每次起動(dòng)為重載起動(dòng),啟動(dòng)電流大,是正常工作時(shí)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(dòng)。

2)電動(dòng)機(jī)為6極電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為970r/min,根據(jù)電動(dòng)機(jī)額定電流25A,額定功率11KW,額定電壓380V,我廠設(shè)備管理負(fù)責(zé)人選用ABB ACS550變頻器,ABB變頻器ACS550是一般應(yīng)用型,而ACS510主要針對(duì)的是風(fēng)機(jī)類(lèi)電機(jī),輕載應(yīng)用;ACS800主要是控制精度高的地方。

3)根據(jù)電動(dòng)機(jī)名牌額定參數(shù)從ACS550變頻器說(shuō)明書(shū)219頁(yè)中變頻器容量相應(yīng)對(duì)照,380-480V選擇具體型號(hào)的變頻器為:ACS550-01-031A-4可以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)葉輪給煤機(jī)的使用要求。

4.3 變頻器安裝與參數(shù)設(shè)置 葉輪給煤機(jī)作業(yè)是現(xiàn)場(chǎng)就地控制方式,固定在軌道上前后往復(fù)行走,同時(shí)通過(guò)撥煤葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)將卸煤溝兩側(cè)的煤撥到溝輸煤皮帶上,葉輪給煤機(jī)調(diào)速是崗位人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行柜面操作,根據(jù)生產(chǎn)要求隨時(shí)調(diào)節(jié)到所需的煤量給定?？刂乒袷前惭b在葉輪給煤機(jī)設(shè)備本體上隨葉輪給煤機(jī)一起左右行走移動(dòng),變頻器安裝在控制柜內(nèi),啟動(dòng)、停止、左右行走、復(fù)位按鈕安裝在控制柜體上,控制柜進(jìn)行密封處理,防止煤塵進(jìn)入柜內(nèi)積塵,確?？刂葡到y(tǒng)的良好散熱,變頻調(diào)速器穩(wěn)定運(yùn)行。

變頻器安裝完成,通電后通過(guò)變頻器控制盤(pán)上功能按鍵對(duì)變頻器進(jìn)行參數(shù)設(shè)備,選擇相應(yīng)的應(yīng)用宏為標(biāo)準(zhǔn)宏,電機(jī)控制模式為標(biāo)量控制模式,逐一把電機(jī)銘牌上的額定參數(shù)輸入到變頻器控制器內(nèi)。

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

應(yīng)用宏 繼電器輸出3 加速時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)宏 故障 5S減速時(shí)間 最低頻率 最高頻率5S 0HZ 50HZ

參數(shù)設(shè)置電機(jī)起動(dòng)數(shù)據(jù)(99)

9902 宏參數(shù) ABB標(biāo)準(zhǔn)宏

9904 電機(jī)控制模式 標(biāo)量控制模式

9905:電機(jī)額定電壓 380V

9906:電機(jī)額定電流 25A

9907:電機(jī)額定頻率 50HZ

9908:電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 970rpm

9909:電機(jī)額定功率 11KW

2007:最小頻率 0HZ

2008:最大頻率 50HZ

2202:加速時(shí)間 5S

2203:減速時(shí)間 5S

具體數(shù)字模擬信號(hào)設(shè)置如下:設(shè)置模擬輸入信號(hào)AIl為電位器給定(手動(dòng));模擬輸出信號(hào)A02為0～20m A葉輪轉(zhuǎn)速反饋;數(shù)字輸入信號(hào)DI1為啟動(dòng)按鈕設(shè)定,DI6為復(fù)位按鈕設(shè)定。本工程采用一臺(tái)葉輪給煤機(jī)配用一臺(tái)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(jī)上,與葉輪給煤機(jī)同步行走,以到達(dá)系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠,操作維護(hù)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(shí),只需要操作電位器即可達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。同時(shí),轉(zhuǎn)速表接收到變頻器的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)后,可監(jiān)測(cè)并顯示電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速,界面簡(jiǎn)約直觀。

2)葉輪復(fù)位控制,葉輪給煤機(jī)在上煤過(guò)程中,經(jīng)常有雜物堵塞在葉輪撥輪上,導(dǎo)致葉輪卡死,變頻器故障保護(hù)跳停,無(wú)法正常上煤,此時(shí)需要按下復(fù)位功能。在葉輪給煤機(jī)控制箱上設(shè)有復(fù)位按鈕,按下此按鈕,即可重新啟動(dòng)。

5 變頻調(diào)速改造后效果

改造后,由于變頻器完善的保護(hù)功能,葉輪調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定,增加了葉輪運(yùn)行的穩(wěn)定性,減少了設(shè)備維護(hù)工作及維護(hù)費(fèi)用得到大幅度的減少,取得了辦好的經(jīng)濟(jì)效益。

通過(guò)變頻器內(nèi)部的過(guò)流保護(hù)特性,使其在啟動(dòng)的過(guò)程中保護(hù)電機(jī)不受沖擊,降低了電機(jī)的故障率。

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

電磁滑差電機(jī)調(diào)速給煤量調(diào)節(jié)不均勻,使用效率低;變頻器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍大,給煤量穩(wěn)定可靠,對(duì)精溢配煤起到很好的效果。

節(jié)能效果明顯,由于滑差電機(jī)在運(yùn)行中存在啟動(dòng)電流大、耗電高,不能長(zhǎng)時(shí)間低速運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。故改用調(diào)速范圍廣、運(yùn)行穩(wěn)定、維修操作方便的變頻調(diào)速替代滑差調(diào)速,避免長(zhǎng)期電機(jī)在工頻工作方式下運(yùn)行,起到了節(jié)能的效果。

總結(jié)

葉輪給煤機(jī)采用變頻調(diào)速運(yùn)行穩(wěn)定,轉(zhuǎn)速控制精準(zhǔn),對(duì)我們車(chē)間安全生產(chǎn)、精溢配煤起到了重要的作用,對(duì)熱電廠的鍋爐煤?jiǎn)魏闹笜?biāo)更加優(yōu)化,節(jié)約成本。