LUSⅡ变频调速在选矿生产过程中的应用(doc7).docVIP

罗克韦尔自动化 1336PLUS变频调速在选矿生产过程中的应用变频调速在过程控制中具有广泛的应用前景。由于变频调速的调速范围宽、动态响应快、并且具有较高的控制精度，故在生产过程闭环控制中，已经被普遍采用。尤其是以往控制回路中采用调节元件如调节阀作为执行机构时，大都可以被“变频器+电机+泵”取代。这样做的好处：　　（1）大大节省电能　　（2）避免了调节阀维护和更换费用　　（3）使控制指标更加稳定和精确。　　在变频器的选型设计中，应根据现场的具体工艺情况和工程特点，选择合适的变频器及其相关的附件，这样做不仅合理地控制投资，而且更能够满足生产工艺的需求。　　2. 工程背景简介　　某选矿厂在进行自动化系统改造前，其22台焙烧矿石的竖炉（煤气加热炉）的进风口鼓风机的电机没有调速装置，电机（其功率基本为45KW）处于工频运行状态。煤气燃烧状态只靠手调加热煤气量来保证；7个系列磨机的电振给矿机的给料量的控制是通过调节其振动频率来保证的（下料量很不稳定）；7个系列旋流器给矿压力的控制是通过调节旋流器给矿泵（其拖动电机功率基本为75KW）出口管路上的阀门开度大小来控制的；5台浓缩机底流管路内矿浆度的控制是通过调节其底流泵（其拖动电机基本为115KW）出口管路上的阀门开度大小来实现的。　　由于没有自动化系统，在控制方式上只能靠手动调节。这不仅影响到生产工艺指标的实现，而且由于采用“电机+风机/泵+调节阀”调节方式，造成浪费电能并且调节阀维护、更换费用较大。总之，以往的调节方式使得生产工艺指标很不稳定，生产运行方式很不经济。　　3. 变频调节控制方案说明　　我们在对该选矿厂进行自动化系统改造后，通过采用“变频器+电机+风机/泵”方案，不仅能够稳定控制住生产工艺指标，而且节能效果明显。　　本选矿自动化系统中，共使用变频器50台。其中用于竖炉鼓风机风量调节的变频器22台，用于磨机给矿机给矿量调节的变频器16台（给矿机改为皮带给矿机，其电动滚筒功率为2.2KW），用于旋流器给矿压力调节的变频器7台，用于浓缩机底流浓度调节的变频器5台。控制方案说明如下：　　1）通过使用变频器对鼓风机拖动电机的调速，完成22台竖炉进风量的调节，进而完成空/燃比控制。　　2）通过使用变频器对给矿机电动滚筒的调速，完成磨机给矿量的恒定闭环控制。　　3）通过使用变频器对旋流器给矿泵池泵拖动电机的调速，实现旋流器给矿压力的闭环控制。　　4）通过使用变频器对浓缩机底流泵拖动电机的调速完成浓缩机底流矿浆浓度的闭环控制。　　4. 变频器系统选型配置与设计方案　　变频器系统选型配置与设计总的原则为:在保证生产工艺要求并保证生产安全、稳定的前提下，尽量节省投资。　　1）变频器类型的选择　　考虑到该选矿生产过程使用的变频器都用于对生产工艺过程的回路控制，在生产工艺制上最终控制指标为：温度、给矿量、压力、浓度、生产指标。该过程控制对变频器的质量、可靠性要求较高，但对变频器本身的性能指标要求不高。变频器具有普通的U/f控制等功能即可以满足生产要求，并不需要使用磁场定向矢量控制高性能型变频器。故在变频器选型设计上，选择了ROCKWELL 1336PLUSⅡ变频器（该种变频器为全数字、交-直-交电压型、具有组网通讯功能，在控制方式上具有V/F控制和无传感器矢量控制两种控制模式），而没有选用ROCKWELL 1336IMPACT、 1336FORCE磁场定向控制高性能型变频器。　　2）变频器容量的选择　　变频器容量的选择首先考虑了电机功率、电机在正常工频运行情况下的实际电流大小以及电机的负载类型（皮带给矿机为恒转距类型负载，该鼓风机、泥浆泵为风机/泵类型负载），来作为选择变频器的容量的主要依据。　　同时综合考虑了变频器安装地理位置的海拔高度（该选矿厂海拔1600M），及安装场所（电磁站内）的环境温度，以及变频器为封闭式且采用柜内安装等因素来适当放大变频器的额定容量。　　3）变频器电网侧元件的选择　　由于变频器的整流侧使用的可控硅功率器件，故在变频器的进线侧选择快速熔断器进行短路保护。另外，根据工程现场的供配电情况，在变频器的进线侧都选用了进线电抗器。　　4）变频器负载侧元件的选择　　工业现场中，变频器安装地点一般远离电机,即变频器的出线动力电缆长度较长。本工程中使用的变频器出线电缆长度大多在100米以上。以竖炉鼓风机电机为例，其变频器和电机之间连接的动力电缆长度见表一：　　 　　 　　由于由变频器给电机供电时，线电压为方波而非正弦波，该电压波形在电动机终端处叠迭加，称为反射波现象。该现象在变频器到电机之间动力电缆较长时将发生。反射波现象会降低电机的绝缘寿命。ROCKWELL变频器使用外加输出电抗器或电机终结器（Terminiter）电器元件来将