变频技术在酒钢供水系统的应用.pdfVIP

2012检修工程部设备技术研究论文集 ·酒钢科技 2013年第 1期 · 变频技术在酒钢供水系统的应用 检修工程部 自动化控制检修作业区 安飞鹏 摘 要 ：本文以已经改造竣工的不锈钢热轧泵站供水系统为基础。简要介绍了酒钢动力厂水泵站 供水系统原控制方式存在的问题 ，采用变频技术改造后 ，取得 了明显的经济效益。 关键词 ：变频器调速 ；PLC；水泵 ；节能 1引言 泵站供水系统采用变频技术是当前工业控制技术发展的潮流和趋势。变频技术可较大幅度的降 低生产性电耗，提高生产机械的控制性能和设备使用寿命。因此提高劳动生产率和运行质量，对整个 过程实施有效的 自动控制 ，可以节省水资源和电能。酒钢动力厂给排水部各泵站承担着全公司生产 、 生活用水的供应。不锈钢热轧泵站原电气控制系统电器元件陈旧老化、磨损严重且耗能高。拖动系统 是由鼠笼式异步电机拖动。这些电机全部采用直接启动方式。启动电流是额定电流的5～7倍左右 ，因 此，对 电网冲击很大，并且启动转矩高，对机械冲击大，经常造成水泵故障，增加许多的维护量 。供水 系统的故障直接影响酒钢公司的主线单位的正常生产和产品质量 。近两年酒钢宏兴股份公司把 节“ 能降耗”放在首要位置。因此酒钢公司将降低电机的能耗作为降低产 品成本的主要发展方向，所 以宏 兴股份公司对动力厂给排水部不锈钢热轧泵站 、四泵站、方坯泵站、不锈钢冷轧泵站 、不锈钢炼钢泵 站、不锈钢炼钢二期泵站供水系统进行技术改造 。通过采用变频调速新技术，取得了显著的节能效果 和经济效益。现 以已经改造竣工的不锈钢热轧泵站供水系统为基础 。介绍水泵变频调速的改造方案 及运行效果 。 2水泵变频调速的改造方案 2．1改造前运行状况 不锈钢热轧泵站供水系统原控制方式为：层流板带侧吹泵组共2台泵和上塔泵组共 2台泵，均采 用一用一备方式工频运行模式，在调节流量、液位等参数时，工人通过手动调节阀门，使电机在额定转 速工频运转情况下实现，造成能量极大损失；手动对阀门开、关及增减负荷复杂，自动化程度低 ，而且 人工控制的局限性，对生产需求不能及时的调整，不能很好的满足生产的要求；而当时设计是以最大 负荷情况下选型的，同时还要留一定的余量，而实际用水流量、液位波动大，出现 “大马拉小车”的情况 很多，造成设备和能源的浪费，增加 了运行成本。 ． 2．2改造方案 供水系统采用变频调速技术是一项很好的节能措施 ，也是成熟、较为推广、普及的节能技术。针对 上述情况，结合现有水泵 、电机和控制水泵的技术要求 ，动力厂给排水部对不锈钢热轧水泵站进行变 频调速技术改造。 首先．将不锈钢热轧水泵站长期运行的2台泵层流板带侧吹泵电机采用变频调速 “一拖二”的开 环或闭环 自动控制。并且保 留原工频控制方式。2台泵上塔泵 电机的电气原理与层流板带侧吹泵电机 一 】0一 · 酒钢科技 2013年第 1期 · 2012检修工程部设备技术研究论文集 相同，其改造后的电气原理如图 l。 N L1 L2 L3 PE 图1改造后的电气原理图 其次。不锈钢热轧水泵站变频调速的控制回路信号引入原泵站的昆腾 PLC控制系统，控制 2台 泵变频与工频运行，其控制方式为：1台变频器可选择拖动 2台泵中的 l台泵工作，一对一控制方式 并与工频运行协调配合。采用变频运行为主，工频备用的方式设计。2台泵之间又可以变频和工频的 运行方式转换。如：某台泵在变频运行时，变频器出现故障，那么该组泵的备用泵 自动以工频运行方式 启动 。因此保证 了不锈钢热轧正常生产用水。每台泵只能变频或工频运行并且互锁控制 。可以只 1台 泵变频运行 ，也可以 1台泵变频运行 。另 1台泵工频运行。侧吹泵以泵组出1：3流量为参照，上塔泵以冷 却池液位为参照。根据供水情况设定流量或液位参考值，实现变频 自动控制运行。同时分别将侧吹泵 组出口流量和冷却池液位信号送至变频器。变频器根据这一信号进行P‘ID运算工作，以实现 自动调节 供水。改造后的控制原理如图2。