变频调速技术在济钢焦化厂高压氨水泵上的应用.docxVIP

变频调速技术在济钢焦化厂高压氨水泵上的应用 吴晶，王蕾，裴俊元 （济南济钢设计院，山东 济南 250101） 摘　要：济钢焦化厂高压氨水泵变频调速系统采用变频器和PLC相结合的方式,具有调速精度高、节能等多种功能,保证氨水泵正常工作。全年可增加经济效益77.3万元。 关键词：变频调速；高压氨水泵；变频器；PLC；控制系统 中图分类号：TN773　　 文献标识码：B　 Application of Speedregulation System in High Pressure Ammonia Pump WU Jing, WANG Lei, PEI Jun-yuan (Jinan Jigang Design Inseitute, Jinan 250101,China) Abstract：High pressure ammonia pump in coking factory of Jinan Iron and Steel Group adopts the combinative technique of frequency converter and PLC, has the function of high precision timing, saving electricity. It can increase profit of 0.773 million yuan every year. Keywords：speedregulating system；high pressure ammonia pump；frequency converter, PLC, automation control system 1 概述　济南钢铁集团总公司焦化厂(简称济钢焦化厂)1#～4#焦炉分别投产于20世纪70年代初和90年代初，为解决焦炉装煤冒烟问题，均采用了高压氨水无烟装煤技术。焦炉装煤间歇式操作，约10min一炉，高压氨水泵也是间歇使用。但高压氨水泵均采用普通电机，24h连续运转，造成电能的极大浪费。　为了解决上述问题，采用变频调速技术，使泵的运转与焦炉高压氨水的使用相连锁。焦炉上使用高压氨水时，泵高速运转，当焦炉停用高压氨水时，泵低速运转，以达到节电节能目的。　1999年，济钢决定上5#焦炉，原1#～4#焦炉有3台流量为50m3/h的高压氨水泵（开一备一），附90kW的普通电机。与5#焦炉配套还需新上2台流量为50m3/h的高压氨水泵，与1#～4#焦炉的3台高压氨水泵并联使用（开三备二），5台电机总功率为270kW。　采用变频调速技术后，5座焦炉只需设置2台流量为155m3/h的高压氨水泵（开一备一），附220kW的变频电机，电机调速范围590～2950r/min。2 系统功能及组成2.1 控制方案　为了实现对电机速度的高速有效控制,对上位机的监控及状态显示,决定采用日本富士公司生产的变频器与ABB公司的Freelance 2000系列PLC相结合的方式。其基本工作原理为(变频器端子接线见图1):将使用点的压力信号进入PLC，氨水泵的控制信号进入PLC，当使用点压力增高时，实际的压力值与压力的设定值进行比较,其中的正差值反馈给变频器，变频器输出控制电机，使电机转速降低，当使用点压力降低时，实际的压力值与压力的设定值进行比较信号,其中的负差值反馈给变频器，变频器输出控制电机，使电机转速升高，最终控制泵口的出口压力达到（2.70+0.05）MPa。图1 变频器端子接线图2.2 控制方式的选择　为实现多种灵活的控制方式，对速度的控制上，采用了手动和自动两种方式。当选择机旁操作方式时，即在机旁操作箱上，采用调节电位器，实现对电机速度的机旁手动控制；当选择自动方式时，即通过PLC系统进行PID运算，PLC系统输出压力的调节量给变频器，变频器输出，实现对电机的自动控制，最终实现恒定压力的目的。2.3变频器的选择　氨水泵为一用一备,而变频器由于使用寿命较长，且如果变频器长期不使用，会导致电解电容的劣化。此外，也从节省资金方面考虑，所以，变频器选取1台。2.4 控制回路的确定　因为采用了1台变频器，为了保证控制回路的可靠性，采用了工频和变频两种方式。因为氨水泵是常年连续运行，一旦变频器出现故障时，氨水泵不能正常启动，则会造成重大损失，但由于增加了工频启动这种方式以后，可在操作台上选择工频启动，这样氨水泵虽不能进行压力调速，但氨水泵仍能工作，不影响正常生产。具体程序控制见图2。图2 氨水泵控制程序框图2.5 CRT动态显示主要内容　CRT动态显示包括：显示各个泵的运行状态；显示各个泵的故障；显示变频器的运行状态；随机弹出变频器的故障状态。3 结语　一年多的使用表明，采用变频调速技术后可节电2/3，大约每小时可节电196kW，即每小时可