摘要:

大連金山水泥制造有限公司的日產(chǎn)千噸熟料水泥生產(chǎn)線窯尾排風(fēng)機驅(qū)動電機系160KW、8極，380V低壓供電。原設(shè)計為軟啟動器起動后全壓運行，依靠風(fēng)機入口百葉窗式調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小。經(jīng)長期反復(fù)測試，發(fā)現(xiàn)由于電機處于全壓運行，風(fēng)量雖可以自如調(diào)節(jié)，但電機的運行電流卻變化較小，即驅(qū)動電機的輸出功率幾乎恒定。為了有效地實現(xiàn)節(jié)能降耗，公司決定對其驅(qū)動裝置實施技術(shù)改造。

經(jīng)可行性分析論證，我們選用了目前較先進(jìn)、技術(shù)也較成熟的變頻器驅(qū)動裝置。與軟啟動器相比，主要有兩個顯著優(yōu)點：1）、啟動電流小，實現(xiàn)真正意義上的“軟起動”。軟啟動器起動電流一般是電機額定電流的4倍左右，而變頻器起動電流 通常小于額定電流。2）、在運行中變頻器控制是采用調(diào)頻調(diào)壓方式，其功率是隨風(fēng)量負(fù)荷的變化而變化的，從而有效地降低了能耗。這一改造過程主要難度在控制接口部分，必須按中控窯DCS系統(tǒng)的要求來設(shè)計控制接口電路；并且要保留原軟啟動器作為備用啟動裝置，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)換控制電路，可以根據(jù)實際需要方便地進(jìn)行切換。根據(jù)原軟起電控接口及變頻器電控接口，設(shè)計了新的控制接口方案。改造完成投入運行后，從節(jié)能降耗角度看取得了良好的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益：在正常生產(chǎn)運行狀態(tài)下其供電電流由原190A下降為110A，每年可直接節(jié)電380*(190-110)*1.732*24(小時)*340(天)=429647kWh，僅此一項每年即可節(jié)約電費429647*0.6(元)=25.8萬元之多，這還沒考慮每次起動過程中的節(jié)電量。同時，由于變頻器實現(xiàn)了真正意義上的“軟起動”，對風(fēng)機和電動機的使用壽命和安全運行狀態(tài)等都有著諸多的好處。然而，隨之而來又出現(xiàn)了新的問題。由于變頻器的參數(shù)保護(hù)既完善又比較靈敏，所以無論是在起動還是在運行中，都會偶然出現(xiàn)變頻器“跳?！钡那闆r發(fā)生。這樣既給工藝操作帶來麻煩，同時更給工藝設(shè)備帶來了巨大的安全隱患?！疤！睍r中控員一旦不能及時發(fā)現(xiàn)并采取妥善的措施，將會造成窯頭、窯尾、預(yù)熱器等噴火、噴料及堵料等情況發(fā)生，甚至出現(xiàn)人員傷亡和設(shè)備的損壞等事故。因此必須進(jìn)一步完善改造。經(jīng)過觀察分析認(rèn)為導(dǎo)致變頻器“跳停”的因素有以下幾點：

1）、供電電網(wǎng)電壓的瞬間波動；

2）、同一母排上其它較大容量設(shè)備的起停等；

3）、工藝負(fù)荷的急劇變化影響；

4）、雷電干擾；

5）、附近較大電磁場的干擾等。

????? 起初，我們試圖從變頻器參數(shù)上做文章，如適當(dāng)?shù)卦龃蟆斑^流”、“過壓”保護(hù)參數(shù)值，降低保護(hù)參數(shù)的靈敏度等，但均無明顯改善。經(jīng)向變頻器商家咨詢得知，目前已研制出了能故障重置多次并能迅速自動跟蹤的最新型控制板，價格也較低。鑒于此當(dāng)即決定予以更換。

換板是必須的，但要徹底地解決問題需考慮其“跳?！奔爸仄鸶櫟忍匦浴，F(xiàn)分析如下：

首先，“跳停”屬于瞬間的誤動作，而后極短的時間內(nèi)（一般不超過0.1秒），導(dǎo)致跳停的參數(shù)便恢復(fù)正常。

其次，看變頻器的重起跟蹤特性。其工作過程如下：變頻器一旦受到干擾等誤動作跳停之后，其內(nèi)部立即反復(fù)檢測，當(dāng)檢測參數(shù)正常時，便自動進(jìn)行重新起動并自動實現(xiàn)頻率跟蹤，設(shè)最多可自動跟蹤3次（以3秒鐘為限，如果在3秒中內(nèi)參數(shù)仍未恢復(fù)到正常值，則重起失敗，停機）。也就是說在更換新控制板后變頻器仍然還存在跳停動作，只不過是能夠馬上自動再起動并跟蹤原頻率而已。但由于這一過程時間極短，故對工藝狀況幾無影響。

最后，中控運行特性。DCS系統(tǒng)的一個顯著特點是連鎖保護(hù)比較完善。它在傳統(tǒng)的硬件保護(hù)基礎(chǔ)上又施加了“軟”連鎖保護(hù)。即中控操作時，“備妥”信號是充要前提條件：啟動過程中，自有“備妥”信號正常的情況下，中控才可實現(xiàn)驅(qū)動操作；隨著“驅(qū)動”信號的發(fā)出后，“起動”信號允許稍有一點延時（1秒）到達(dá)。在這個過程中，若“備妥”信號中斷或者是“起動”信號沒在允許的延時時間內(nèi)到達(dá)計算機系統(tǒng)，啟動都將失敗；同樣，啟動完畢后進(jìn)入運行狀態(tài)的同時，“運行”信號也必須按時到達(dá)計算機系統(tǒng)。如果在運行過程中“備妥”和“運行”兩信號中有任何一個丟失或中斷，計算機系統(tǒng)都將執(zhí)行中斷程序，從而使設(shè)備停機。由以上分析可以看出，如果是傳統(tǒng)的現(xiàn)場操作，更換新型板就完全可以解決變頻器“跳?！眴栴}。但對于新型中控窯來說是不行的，對此解決方案有二：

一、軟件方案。在設(shè)備啟動和運行應(yīng)用程序上增加一部分延時程序——即增加部分“軟延時斷開繼電器”其延時時間要大于變頻器3次自動重起和頻率跟蹤時間。

??? 二、硬件方案。在變頻器的起動、運行信號輸出線路上增加并聯(lián)的延時斷開繼電器，也要考慮適當(dāng)?shù)难訒r時間。

??? 其實，兩個方案都是為了使在變頻器“跳?！痹賹崿F(xiàn)重新起動和頻率跟蹤的這一段時間內(nèi)，系統(tǒng)始終有“備妥”等信號而不發(fā)出中斷指令。從而保證變頻器不跳停，也即保證風(fēng)機的連續(xù)運行。我廠采用第一種方案，延時時間為10秒，自改造至今已經(jīng)運行一年多了，從未再出現(xiàn)“跳?！钡那闆r。為安全高效生產(chǎn)提供了可靠地保障。這里還要說明一點的是雖然增設(shè)了延時器，但由于延時時間極短，所以即使設(shè)備當(dāng)真出現(xiàn)了故障，保護(hù)功能亦能夠滿足需要、可靠地動作停機，保證設(shè)備的安全。