
煤氣鼓風(fēng)機(jī)機(jī)后壓力高原因_羅茨風(fēng)機(jī)
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煤氣鼓風(fēng)機(jī)機(jī)后壓力高原因:淺談焦?fàn)t煤氣鼓風(fēng)機(jī)高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
一、前言
天鐵冶金集團(tuán)有限公司焦化廠現(xiàn)有58型焦?fàn)t兩座和JN43-80型焦?fàn)t一座,以及配套的備煤、煤氣;凈化、輔助化工原料回收、污水處理等一套完善的生產(chǎn)系統(tǒng),年產(chǎn)焦炭112萬噸,焦?fàn)t煤氣5億立方米,焦油45000噸,粗苯13000噸,硫酸銨15000噸,以及日處理污水2400噸的能力。
隨著焦炭產(chǎn)量提高,煤氣收集壓力增大,原抽氣鼓風(fēng)機(jī)一運(yùn)兩備的運(yùn)行方式在夏季高溫天氣情況下已不能滿足生產(chǎn)要求,主要原因是煤氣壓力增大、溫度增高,若不能及時(shí)排出將可能發(fā)生爆炸。焦?fàn)t生產(chǎn)工藝中,集氣管煤氣壓力的控制效果將直接影響焦?fàn)t的生產(chǎn)。如果爐內(nèi)壓力過高,會(huì)導(dǎo)致焦?fàn)t冒黑煙,煤氣外泄,嚴(yán)重污染環(huán)境,給現(xiàn)場(chǎng)工人的工作和健康造成極大影響和危害;如果爐內(nèi)壓力過低,炭化室將出現(xiàn)負(fù)壓操作,會(huì)吸入大量空氣,浪費(fèi)大量的煤氣,嚴(yán)重影響焦炭和煤氣的產(chǎn)量和質(zhì)量,并且長(zhǎng)期負(fù)壓操作將會(huì)影響焦?fàn)t的正常生產(chǎn)及壽命。
如果要鼓風(fēng)機(jī)實(shí)施兩運(yùn)一備運(yùn)行方式,通過調(diào)整回流閥(也稱小循環(huán)閥)的開度來調(diào)節(jié)煤氣總管壓力,由于鼓風(fēng)機(jī)前后壓差較大,使得調(diào)節(jié)閥輕微動(dòng)作,總管壓力就會(huì)發(fā)生劇烈波動(dòng),超過工藝容許范圍。因此會(huì)引起回爐煤氣壓力及外網(wǎng)用戶煤氣量均發(fā)生劇變,造成焦?fàn)t煤氣量不足或外網(wǎng)用戶不能正常生產(chǎn),并且煤氣回流造成能量浪費(fèi)。通過多方調(diào)研,焦化廠的技術(shù)人員提出使用變頻調(diào)速來改變鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,從而調(diào)節(jié)集氣管的壓力方案。
高壓變頻器的產(chǎn)業(yè)化在80年代中期才開始形成,但隨著大功率電力電子器件的迅速發(fā)展和巨大的市場(chǎng)推動(dòng)力,高壓變頻器十多年來的發(fā)展非常迅速,使用器件已經(jīng)從SCR、GTR、GTO發(fā)展到IGBT、IECT、IGCT(SGCT)等,功率范圍從幾百kW到幾十MW,技術(shù)已經(jīng)成熟,可靠性得到保證,應(yīng)用越來越廣。天鐵冶金集團(tuán)有限公司焦化廠在考察對(duì)比了國(guó)內(nèi)外多家高壓變頻器生產(chǎn)廠家后,決定選用北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HARSVERT-A系列高壓變頻器。 ARSVERT-A系列高壓變頻器性能穩(wěn)定,可靠性高,并且已在電力、冶金、石化、市政供水、水泥等多個(gè)領(lǐng)域成功應(yīng)用,得到了用戶的普遍認(rèn)可和市場(chǎng)的長(zhǎng)久考驗(yàn)。
二、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
1.系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)
天鐵集團(tuán)焦化廠有三臺(tái)D1350-1.237/0.887煤氣鼓風(fēng)機(jī),平時(shí)采用一運(yùn)兩備方式,夏季才用兩運(yùn)一備方式。根據(jù)實(shí)際工況要求設(shè)計(jì)主回路電氣結(jié)構(gòu)圖,選用HARSVERT-A型高壓變頻器一拖一和一拖二成功方案。
1.1電氣主回路原理
以1#鼓風(fēng)機(jī)為例說明,工作原理是由3個(gè)真空接觸器KM11、KM12、KM13以及2個(gè)高壓隔離開關(guān)QS11、QS12組成(見圖一),其中KM11、KM12、KM13為高壓真空接觸器,用于變頻和工頻的電動(dòng)切換。QS11和QS12為高壓隔離開關(guān),一般情況下處于合閘狀態(tài),僅在變頻器檢修時(shí)拉開,用于電機(jī)工頻運(yùn)行情況下對(duì)變頻器進(jìn)行安全檢修。3#、4#風(fēng)機(jī)的主回路工作原理也類似。
特點(diǎn):
1)可以實(shí)現(xiàn)工/變頻自動(dòng)切換功能。在變頻器出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí),系統(tǒng)能夠自動(dòng)切入工頻電網(wǎng)中,斷開變頻器時(shí),負(fù)載不用停機(jī),滿足現(xiàn)場(chǎng)不能停機(jī)要求。
2)易實(shí)現(xiàn)一運(yùn)兩備和兩運(yùn)一備運(yùn)行方式。即一臺(tái)變頻運(yùn)行,一臺(tái)變頻備用,一臺(tái)工頻備用;兩臺(tái)變頻運(yùn)行,一臺(tái)工頻備用。
1.2 HARSVERT-A高壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平電壓源型拓樸方式
其優(yōu)點(diǎn)是采用輸入多重化設(shè)計(jì),高次諧波含量非常小,輸出采用單元模塊串聯(lián),使得諧波含量極低,在無輸出濾波器的情況下,可使THD0.3%,堪稱“完善無諧波”高壓變頻器;極低的轉(zhuǎn)矩紋波和電機(jī)噪聲;功率因數(shù)可達(dá)0.95;對(duì)電機(jī)絕緣無損害,電纜長(zhǎng)度無限制;便于冗余設(shè)計(jì)。中文操作界面便于維修。
2.自動(dòng)化網(wǎng)路設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)由主控PLC、旁路柜控制PLC、高壓變頻器、上位機(jī)組成。其中主控系統(tǒng)采用西門子S7-300PLC、旁路柜內(nèi)置西門子S7-200-PLC、上位機(jī)監(jiān)控選用組態(tài)王軟件。通訊網(wǎng)路在底層采用Profibus DP總線,主控PLC和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通訊。西門子S7-300PLC作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心,處理人機(jī)界面對(duì)系統(tǒng)的各種請(qǐng)求,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)對(duì)集氣管壓力的PID調(diào)節(jié),維持管網(wǎng)的壓力恒定。自動(dòng)旁路柜集成有S7-200PLC,完成變頻工頻切換功能。上位機(jī)系統(tǒng)采用用戶熟悉的組態(tài)王監(jiān)控軟件,與PLC的連接采用以太網(wǎng)方式。考慮現(xiàn)場(chǎng)工況,對(duì)安全性、可靠性、穩(wěn)定性要求都很高,我們現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)采用Profibus DP總線連接,監(jiān)控操作級(jí)采用Ethernet方案,接入焦化廠局域網(wǎng)主服務(wù)器系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視。配置上:西門子S7-200配置EM277 Profibus 總線模塊,S7-300選用315-2 DP,并配置CP341-1T 以太網(wǎng)模塊,PLC集成的DP接口用于連接S7-200,以太網(wǎng)模塊CP343-1T用于和上位機(jī)的以太網(wǎng)連接。
控制網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn):良好的穩(wěn)定性、擴(kuò)展性、軟硬件的開放性以及友好的人機(jī)界面,上位機(jī)按冗余控制配置等優(yōu)點(diǎn)。
?。ㄏ到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖)
3.軟件設(shè)計(jì)
上位機(jī)系統(tǒng)選用亞控公司生產(chǎn)的組態(tài)王軟件。該軟件具有友好的人機(jī)界面,支持以太網(wǎng)絡(luò)??梢院芊奖愕膶?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視等功能。報(bào)表、報(bào)警功能強(qiáng)大,支持OPC,支持多種型號(hào)的PLC通訊。
軟件設(shè)計(jì)過程中,由于上位機(jī)的程序組態(tài)王不直接支持西門子的以太網(wǎng)通訊協(xié)議,因此需要利用OPC Server來作為過渡。這樣也使得局域網(wǎng)上的機(jī)器可以方便調(diào)用該機(jī)的參數(shù),便于遠(yuǎn)程監(jiān)視。
S7-300 PLC采用Step 7軟件編程。軟件采用模塊化編程方式,把系統(tǒng)的各個(gè)工作編成一個(gè)個(gè)功能塊,在一個(gè)OB中調(diào)用,方便易用,便于用戶理解修改。支持梯形圖、語句表。采用一些容錯(cuò)程序設(shè)計(jì),加強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4.主要控制設(shè)計(jì)
4.1 油路冷卻系統(tǒng)自啟控制
每次鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前先啟動(dòng)液壓油泵,讓油流入升速器中,冷卻摩擦產(chǎn)生熱量,否則鼓風(fēng)機(jī)不能啟動(dòng)。在運(yùn)行中如果主油泵壓力達(dá)不到要求,輔助油泵自動(dòng)啟動(dòng),并能根據(jù)油溫自動(dòng)加熱。并對(duì)油路的堵塞情況、不同點(diǎn)的油溫檢測(cè)。
4.2 鼓風(fēng)機(jī)變頻、工頻自動(dòng)切換控制
一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行,當(dāng)變頻器故障跳閘時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換工頻運(yùn)行,同時(shí),小循環(huán)回流閥立即打開,機(jī)前煤氣壓力控制靠調(diào)節(jié)的小循環(huán)閥開度來實(shí)現(xiàn)。為了減小機(jī)前壓力無擾動(dòng)切換,小循環(huán)開度初始值設(shè)為50%。
4.3 兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)無擾動(dòng)切換控制
當(dāng)1#鼓風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行,要停機(jī)檢修變頻器或風(fēng)機(jī)時(shí),投入3#鼓風(fēng)機(jī)。操作先用2#變頻器啟動(dòng)3#鼓風(fēng)機(jī),同時(shí)停 1#變頻器。由于機(jī)前壓力實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制,使得1#變頻按照設(shè)定的減速時(shí)間,平滑停車,進(jìn)口閥門流量緩慢減小。相反,3#鼓風(fēng)機(jī)按照設(shè)定加速時(shí)間,轉(zhuǎn)速平滑上升,進(jìn)口閥門流量緩慢增加。這樣保證機(jī)前集氣母管壓力恒定,實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)無擾動(dòng)切換,解決原控制系統(tǒng)下兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)切換時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)管網(wǎng)壓力發(fā)生劇烈波動(dòng)的問題。(詳見系統(tǒng)流程圖)
4.4 機(jī)前壓力PID閉環(huán)控制
對(duì)于壓力、流量等被調(diào)參數(shù)來說,對(duì)象調(diào)節(jié)通道時(shí)間常數(shù)T0較小,而負(fù)荷又變化較快,這時(shí)微分作用和積分作用都要引起振蕩,對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量影響很大,故不采用微分調(diào)節(jié)規(guī)律。因此,焦?fàn)t煤氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)控制、小循環(huán)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)都采用PI調(diào)節(jié)。P值越大,比例調(diào)節(jié)作用越強(qiáng),I值越小,積分作用越強(qiáng)
4.5 壓力傳感器掉線控制
對(duì)于一些可靠性要求非常高的控制系統(tǒng),被控對(duì)象提出多點(diǎn)采集的理論,因此在機(jī)前母管上取兩個(gè)壓力采集點(diǎn)。把這兩點(diǎn)的壓力值送入PLC S7-300中比較,如果差值大于某個(gè)值,就認(rèn)為壓力值小的傳感器故障。這樣保證采集壓力值的準(zhǔn)確性,從而保證系統(tǒng)可靠性。
4.6 緊急故障預(yù)案措施
鼓風(fēng)變頻控制系統(tǒng)在主控室設(shè)計(jì)有緊急操作箱。在控制系統(tǒng)癱瘓情況下,操作轉(zhuǎn)換開關(guān),通過硬連接線斷開變頻器上下接觸器,甩開變頻直接工頻啟動(dòng),小循環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)倒入原來老控制系統(tǒng),以防止事故擴(kuò)大。例如:Profibus總線電纜故障了,鼓風(fēng)機(jī)處于失控狀態(tài),機(jī)前壓力靠風(fēng)機(jī)慣性緩慢減小,這時(shí)控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聲光告警,報(bào)通訊故障,需要人工迅速干預(yù)切換為老控制方式下。
4.7 兩臺(tái)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)熱冗余控制
兩臺(tái)上位機(jī)同時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng),當(dāng)主上位機(jī)A故障退出時(shí),從上位機(jī)B仍然能實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),這樣保證系統(tǒng)的安全性、可靠性。
三、結(jié)束語
用高壓變頻器控制鼓風(fēng)機(jī),實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)機(jī)前集氣母管的壓力恒定控制,大大改善了焦?fàn)t生產(chǎn)及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,完全達(dá)到了生產(chǎn)工藝要求。PLC控制技術(shù)、PROFIBUS總線技術(shù)和高壓變頻技術(shù)的完美結(jié)合,使得集成自動(dòng)化程度高,運(yùn)行穩(wěn)定,操作簡(jiǎn)單,節(jié)能高效明顯等優(yōu)點(diǎn)。解決了兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行靠調(diào)節(jié)回流閥無法實(shí)現(xiàn)壓力恒定和相互無擾動(dòng)切換,這個(gè)始終困擾焦?fàn)t生產(chǎn)的難題。
焦?fàn)t鼓風(fēng)機(jī)高壓變頻器控制系統(tǒng)的成功應(yīng)用,對(duì)于改善環(huán)境、提高煤氣回收量和質(zhì)量,都具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,值得推廣。
本文引用
煤氣鼓風(fēng)機(jī)機(jī)后壓力高原因:羅茨鼓風(fēng)機(jī)在工作時(shí)壓力升高是怎么回事?
講讀: 最近有用戶選用時(shí)咨詢我們,剛剛買沒多久的羅茨鼓風(fēng)機(jī),沒用多長(zhǎng)時(shí)間壓力偏高是什么原因?接下來錦工機(jī)械為大家講解一下。我們通過與該用戶的交流與溝通,羅茨鼓風(fēng)機(jī)沒用多長(zhǎng)時(shí)間壓力過高是怎
羅茨鼓風(fēng)機(jī)沒用多長(zhǎng)時(shí)間壓力過高是什么原因?最近有用戶選用時(shí)咨詢我們,剛剛買沒多久的羅茨鼓風(fēng)機(jī),沒用多長(zhǎng)時(shí)間壓力偏高是什么原因?接下來錦工機(jī)械為大家答疑解惑。我們通過與該用戶的交流與溝通,人們大概知道以下情況:
羅茨鼓風(fēng)機(jī)壓力偏高
一、根據(jù)經(jīng)銷商購(gòu)買
該風(fēng)機(jī)是根據(jù)1個(gè)經(jīng)銷商購(gòu)買獲得,售后服務(wù)體會(huì)不佳,后面只有自己解決困難。
二、咨詢多個(gè)生產(chǎn)廠家
該用戶在咨詢?nèi)藗円郧霸缫炎稍兞硕鄠€(gè)生產(chǎn)廠家,尋找解決方法,有某些誠(chéng)心的提議,也有某些模模糊糊慨況。
三、實(shí)際問題
羅茨鼓風(fēng)機(jī)沒用多長(zhǎng)時(shí)間壓力過高是什么原因? 該用戶的風(fēng)機(jī)是在氣力輸送設(shè)備上邊的,在一開始應(yīng)用的那時(shí)候沒有問題,風(fēng)機(jī)的采用主要參數(shù)都沒有容量,可是在應(yīng)用每段以后,風(fēng)機(jī)的氣壓表顯示信息比較嚴(yán)重過壓,過壓的情況下,該用戶很怕再次應(yīng)用,只有先故障檢測(cè)再進(jìn)行運(yùn)行,嚴(yán)重影響施工期。
四、錦工建議
該情況,大多數(shù)歸屬于管路問題,對(duì)管路進(jìn)行檢驗(yàn),并對(duì)內(nèi)部進(jìn)行清理,查詢是不是存在有阻塞情況,羅茨鼓風(fēng)機(jī)沒用多長(zhǎng)時(shí)間壓力過高是什么原因?該瀏覽量反映的情況,在一開始時(shí),風(fēng)機(jī)能夠 進(jìn)行運(yùn)行,當(dāng)運(yùn)行過段時(shí)間以后,會(huì)存在過壓的情況,這理應(yīng)是原材料存在了阻塞,造成管路規(guī)格縮小,造成風(fēng)機(jī)過壓。
五、密封形式:
錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)規(guī)格型號(hào)齊全,密封性好,一般有迷宮密封、填料迷宮、機(jī)械密封、脹圈密封等形式,活塞環(huán)密封:可用來輸送介質(zhì)不含油量的氣體;填料密封:適用于輸送干凈的氣體、通過凈化的半水煤氣、水煤氣、二氧化硫以及各種中性氣體,不宜輸送易燃、易爆和強(qiáng)腐蝕性氣體;機(jī)械密封:錦工機(jī)械密封羅茨鼓風(fēng)機(jī)可用來輸送干凈的工業(yè)氣體(包括易燃、易爆、有毒氣體)和稀有、貴重氣體,因此適用于輸送腐蝕性氣體活對(duì)油劣化作用的氣體等,您可根據(jù)實(shí)際需要靈活選用合適的風(fēng)機(jī)密封型式。
六、風(fēng)機(jī)一般工作參數(shù):
錦工羅茨風(fēng)機(jī)型號(hào)選型一般有流量Q、轉(zhuǎn)速n、功率N、風(fēng)壓P、效率等參數(shù),其中:轉(zhuǎn)速n:輸出額定風(fēng)量、風(fēng)壓時(shí)葉輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,r/min;風(fēng)壓P:經(jīng)過風(fēng)機(jī)后的出口壓強(qiáng),kPa;風(fēng)壓P:經(jīng)過風(fēng)機(jī)后的出口壓強(qiáng),kPa;效率:表示整個(gè)風(fēng)機(jī)能量利用和轉(zhuǎn)換的程度;功率N:配套電機(jī)功率(或風(fēng)機(jī)軸功率),單位kw;效率:表示整個(gè)風(fēng)機(jī)能量利用和轉(zhuǎn)換的程度等。
七、結(jié)構(gòu)組成:
錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)一般由風(fēng)機(jī)機(jī)殼、墻板、葉輪、油箱、消聲器等結(jié)構(gòu)組成。氫氣鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)、空氣鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)、二氧化硫鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)、煤氣鼓風(fēng)風(fēng)機(jī)。附件:齒輪油、安全閥、壓力表、進(jìn)風(fēng)口消音器、通用底座、皮帶罩、逆止閥、彈性接頭等附件。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)說明 羅茨鼓風(fēng)機(jī)過熱 羅茨鼓風(fēng)機(jī)皮帶型號(hào) 水產(chǎn)養(yǎng)殖羅茨鼓風(fēng)機(jī)
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