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負壓除塵風機_軸流式送風機失速原因分析及預防措施電力百科變頻


軸流式送風機失速原因分析及預防措施
    
簡介:1. 華能德州電廠, 山東省 德州市 253024;2. 貴州黔西中水發(fā)電有限公司,貴州省 畢節(jié)市 551500 摘要:  針對華能德州電廠鍋爐送風機曾經(jīng)多次發(fā)生失速'>失速的情況, 在介紹軸流送風機失速'>失速機理基礎(chǔ)上, 根據(jù)實測數(shù)據(jù) ...
關(guān)鍵字:軸流式送風機'>軸流式送風機
1. 華能德州電廠, 山東省 德州市 253024;2. 貴州黔西中水發(fā)電有限公司,貴州省 畢節(jié)市 551500
摘要:  針對華能德州電廠鍋爐送風機曾經(jīng)多次發(fā)生失速的情況, 在介紹軸流送風機失速機理基礎(chǔ)上, 根據(jù)實測數(shù)據(jù)對送風機失速原因進行了分析, 以為空預器堵塞嚴重導致管路阻力特性變化、送風機動葉開度過大是送風機失速的原因, 并提出了送風機失速的處理及預防措施。
關(guān)鍵詞: 軸流式送風機'>軸流式送風機; 失速; 動葉可調(diào)'>動葉可調(diào); 預防措施
0 引言

  華能德州電廠6號機組額定容量為660 MW,鍋爐容量為2 209 t/h,是德國制造的亞臨界、一次中間再熱、單爐膛、Γ型布置、自然循環(huán)汽包爐。鍋爐配有2臺三分倉回轉(zhuǎn)式空預器,2臺型號為FAF30.15.1的動葉可調(diào)'>動葉可調(diào)軸流式送風機,動葉調(diào)節(jié)范圍為-29°~31°(對應(yīng)動葉開度0%~100%),設(shè)計風量為315
m3/s,設(shè)計靜壓為4 275 Pa,風機轉(zhuǎn)速為985 r/min。2臺送風機進口處各裝設(shè)一組50%容量熱風器,熱風器設(shè)計壓降0.2 kPa。華能德州電廠6號機組于2002 年10 月投產(chǎn)發(fā)電,投產(chǎn)后,在2003年5月~6月期間,多次發(fā)生送風機失速現(xiàn)象,一度影響了機組帶負荷能力,經(jīng)過技術(shù)職員分析,以為6號鍋爐送風機失速的主要原因是空預器堵灰嚴重,風道阻力特性變化使送風機動葉開度過大、運行在不穩(wěn)定區(qū)所致,經(jīng)過設(shè)備治理,使空預器壓差減小到設(shè)計值范圍內(nèi),消除了送風機失速的隱患。
1 軸流式送風機失速機理
    軸流風機葉片通常是機翼型的, 軸流式風機葉片氣流方向如圖1所示。當空氣順著機翼葉片進口端(沖角α= 0°) ,按圖1(a)所示的流向流進時, 它分成上下兩股氣流貼著翼面流過,葉片背部和腹部的平滑“邊界層”處的氣流呈流線形。作用于葉片上有兩種力, 一是垂直于葉面的升力, 另一種平行于葉片的阻力, 升力≥阻力。當空氣流進葉片的方向偏離了葉片的進口角, 它與葉片形成正沖角(α%26gt;0°),如圖1(b)所示。在接近于某一臨界值時(臨界值隨葉型不同而異) , 葉背的氣流工況開始惡化。當沖角增大至臨界值時, 葉背的邊界層受到破壞, 在葉背的尾端出現(xiàn)渦流區(qū), 即所謂“失速”現(xiàn)象。隨著沖角α的增大, 氣流的分離點向前移動, 葉背的渦流區(qū)從尾端擴大到葉背部, 脫離現(xiàn)象更為嚴重, 甚至出現(xiàn)部分流道阻塞的情況。此時作用于葉片的升力大幅度降低, 阻力大幅度增加, 壓頭降低。

 

 


   軸流風機的失速特性是由風機的葉型等特性決定的,同時也受到風道阻力等系統(tǒng)特性的影響,動葉調(diào)節(jié)軸流式送風機的特性曲線如圖2所示,其中,鞍形曲線M為送風機不同安裝角的失速點連線,工況點落在馬鞍形曲線的左上方,均為不穩(wěn)定工況區(qū),這條線也稱為失速線。由圖中我們不丟臉出:①在同一葉片角度下,管路阻力越大,風機出口風壓越高,風機運行越接近于不穩(wěn)定工況區(qū);②在管路阻力特性不變的情況下,風機動葉開度越大,風機運行點越接近不穩(wěn)定工況區(qū)。

 

   根據(jù)電廠的運行經(jīng)驗,當并聯(lián)運行的軸流風機出現(xiàn)下列現(xiàn)象時,說明風機發(fā)生了失速:失速風機的壓頭、流量、電流大幅降低;②失速風機噪聲明顯增加,嚴重時機殼、風道、煙道發(fā)生振動的情況下,與失速風機并聯(lián)運行的另1臺風機電流、容積比能大幅升高;與風機“喘振”不同,風機失速后,風壓、流量降低后不發(fā)生脈動。風機的失速現(xiàn)象是風機的一種不穩(wěn)定運行工況,對于風機的運行安全危害很大:①風機失速時,風量、風壓大幅降低,引起爐膛燃燒劇烈變化,易于發(fā)生滅火事故;②并聯(lián)運行的另1臺風機投進“自動”時,出力增大,輕易造成電機過負荷;③失速風機振動明顯增高,可能風機設(shè)備、風道振動大損壞;處理過程不正確時,易于引發(fā)風機“喘振”,損壞設(shè)備。德州電廠6號爐送風機失速分析

2.1
 現(xiàn)象分析
  2003 年5月~6月間,6號爐多次發(fā)生送風機失速現(xiàn)象, 每次失速現(xiàn)象基本相似,下面以2003年6月19日6號爐B送風機失速為例進行分析:當日14∶ 47,6號機組負荷為600 MW,A、B送風機并列運行,動葉控制置自動狀態(tài),空預器后二次風母管壓力為1.76 kPa,A、B送風機動葉開度均為87%,A送風機電流290A, B送風機電流300A(額定值370A),爐膛壓力-70Pa。運行職員發(fā)現(xiàn)爐膛壓力突降至-810 Pa,A、B送風機動葉開度迅速升至100%,母管二次風壓驟降至0.76 kPa,A送風機電機電流升至360A,B送風機電機電流降至220 A,且B送風機振動驟然升高,風機異常發(fā)生后,風壓、風量、振動、風機電機電流等參數(shù)突變后未發(fā)生波動,因此運行職員判定為B送風機失速,而不是喘振,運行職員立即減少鍋爐燃燒,手動關(guān)小A、B送風機動葉至80%,此時二次風壓回升,B送風機振動回落至2 mm/s,送風機失速現(xiàn)象消失。失速前、后風機主要參數(shù)比較見表1。

表1 失速前、后風機主要參數(shù)比較
項 目
風機失速前
風機失速后
A送風機
B送風機
A送風機
B送風機
動葉開度/%
87
87
100
100
電流/A
290
300
360
220
風量/kg?s-1
595
550
595
395
出口風壓/kPa
3.7
3.6
2.2
2.2
振動/mm?s-1
3.7
1.2
4.9
19.1
爐膛壓力/Pa
-70
-70
-810
-810
母管二次風壓/kPa
1.76
1.76
0.76
0.76
總風量/kg?s-1
658
658
552
552
空預器煙側(cè)差壓/kPa
2.9
2.9
3.1
3.2
空預器風側(cè)差壓/kPa
1.9
1.9
2.1
2.2
根據(jù)運行記錄及DCS打印數(shù)據(jù)顯示,當時機組正在升負荷過程中,由于空預器堵灰較為嚴重,風、煙側(cè)前后差壓均遠高于設(shè)計值(滿負荷設(shè)計值1.2 kPa),鍋爐負荷升高使送風需求量增大,這些原因使送風機動葉不斷開大,記錄數(shù)據(jù)顯示:發(fā)生失速前15 min內(nèi),送風機動葉由84%平緩開至87%,逐漸逼近風機不穩(wěn)定工況區(qū),而空預器壓差亦隨風量、煙氣量增長不斷增大,送風通道阻力特性改變,促使風機進進失速區(qū)。事后對送風機進口濾網(wǎng)及熱風器進行了仔細檢查,未發(fā)現(xiàn)堵塞,因此,排除了熱風器及進口風道堵塞造成風機失速的原因。

  據(jù)此分析, 送風機出口通道阻力過大、動葉開度大,落進風機不穩(wěn)定工況區(qū)是B送風機發(fā)生失速的真正原因。應(yīng)清除空預器蓄熱片積灰,降低空預器風阻是解決送風機失速的根本措施,由于當時電網(wǎng)負荷緊張,無法實現(xiàn)停爐檢驗,電廠制定了臨時措施:限制機組最高負荷,適當降低鍋爐氧量運行,避免送風機動葉開度超過80%,在這樣的臨時措施下,送風機失速現(xiàn)象未再次發(fā)生。
  值得一提的是,動葉可調(diào)軸流風機葉片角度過大是引發(fā)風機進進不穩(wěn)定區(qū)的重要原因,但為什么B送風機失速后,與之并聯(lián)運行的A送風機動葉開大至100%,仍未發(fā)生失速呢?原因是B送風機失速后,出力銳減,系統(tǒng)風壓迅速降低,并聯(lián)系統(tǒng)的管網(wǎng)阻力特性也隨之變化,阻力特性曲線下移,風機出口風壓降低,使得A送風機運行點闊別不穩(wěn)定工況區(qū)。

2.2 預防送風機失速的措施

  限制機組負荷、降低鍋爐氧量僅是避免送風機落進失速區(qū)的一個應(yīng)急的處理方法,確保送風通道暢通,減小風道阻力才能徹底預防送風機失速的發(fā)生,在隨后的停機檢驗中,華能德州電廠針對送風機失速進行了一系列設(shè)備治理:①在秋季的小修中,對6號爐空預器蓄熱片進行了徹底清理,更換了腐蝕損壞的蓄熱片;②為保證運行中空預器蓄熱片積灰能夠及時清除,增加了技術(shù)成熟的燃氣脈沖吹灰器,代替原來的蒸汽吹灰器進行空預器清灰。運行一年多來,效果不錯,空預器風、煙側(cè)前后壓差能夠長期控制在設(shè)計值范圍內(nèi);③根據(jù)環(huán)境溫度變化,冬季及時投進熱風器,避免空預器冷端腐蝕造成風阻增大;④冬季大霧天氣,及時清理送風機進口濾網(wǎng)結(jié)霜,春季大風天氣,及時清理送風機進口濾網(wǎng)掛積的楊絮、柳絮及塑料袋等物,避免送風機進口堵塞;⑤在送風機進口熱風器后風道上,新開1×3 m2面積的卷簾門,正常運行時封閉,一旦熱風器因故堵塞,動葉開度大于80%,則開啟卷簾,以避免缺風引起動葉開度過大,風機運行異常。⑥在正常運行中, 盡量保持2 臺送風機的風量相平衡。當發(fā)生1臺送風機失速時, 應(yīng)迅速關(guān)小送風機動葉, 使動葉開度小于80%, 使送風機盡快回到穩(wěn)定工況區(qū)運行。
3 結(jié)論

  在電廠實際運行中,鍋爐尾部空預器受熱面積灰嚴重或風門、擋板操縱不當誤關(guān),造成風道阻力增大,促使風機運行在不穩(wěn)定工況區(qū)域是軸流送風機失速的主要原因之一。根據(jù)運行經(jīng)驗,軸流送風機風壓、風量、電流大幅降低后未發(fā)生脈動,風機振動、動葉開度突增是判定送風機發(fā)生失速的重要依據(jù)。一旦發(fā)生送風機失速,應(yīng)迅速關(guān)小失速風機的動葉,相應(yīng)關(guān)小未失速風機的動葉,使并聯(lián)運行的2臺送風機動葉開度、電流相接近,是使送風機快速脫離失速工況的解決辦法。
  華能德州電廠經(jīng)過對6號爐空預器的治理,以及其他防止送風機失速措施的實施,使得送風機出、進口風道能夠暢通,通道風阻始終小于設(shè)計值,在鍋爐滿負荷、氧量3.0%工況下,送風機動葉開度?75%,未再次發(fā)生送風機失速現(xiàn)象。
  作者簡介:鄭福國(1976-),男,工程師,主要從事生產(chǎn)運行工作,擔任660 MW機組全能集控值班員

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收錄時間:2011年02月16日 19:48:29 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:

變頻器過熱和過載故障原因及處理:

故障現(xiàn)象一:過熱(OH):也是一種比較常見的故障,

1、故障的主要原因:周圍溫度過高,風機堵轉(zhuǎn),溫度傳感器性能不良,馬達過熱。

2、實例:一臺ABB ACS500 22kW變頻器客戶反映在運行半小時左右跳“OH”。分析與維修:因為是在運行一段時間后才有故障,所以溫度傳感器壞的可能性不大,

3、故障處理:變頻器的溫度確實太高,通電后發(fā)現(xiàn)風機轉(zhuǎn)動緩慢,防護罩里面堵滿了很多棉絮(因該變頻器是用在紡織行業(yè)),經(jīng)打掃后開機風機運行良好,運行數(shù)小時后沒有再跳此故障。

故障現(xiàn)象二:過載:也是變頻器跳動比較頻繁的故障之一

1、故障原因:平時看到過載現(xiàn)象我們其實首先應(yīng)該分析一下到底是馬達過載還是變頻器自身過載,一般來講馬達由于過載能力較強,只要變頻器參數(shù)表的電機參數(shù)設(shè)置得當,一般不大會出現(xiàn)馬達過載.

2、故障處理:而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現(xiàn)過載報警.我們可以檢測變頻器輸出電壓。



一種太陽能通風裝置涉及建筑物通風裝置,特別涉及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施及家畜禽類養(yǎng)殖等生產(chǎn)場所的通風裝置,適用于蔬菜大棚和家畜禽類養(yǎng)殖通風降溫場的通風調(diào)節(jié)和衛(wèi)生通風。該裝置包括與建筑物固定密封連接的收藏機構(gòu),與支架固定連接的展開機構(gòu),固定在建筑物上的支架;太陽能空氣驅(qū)動器位于展開機構(gòu)與收藏機構(gòu)之間,太陽能空氣驅(qū)動器的下開口端與收藏機構(gòu)的上開口端密封固定連接,展開機構(gòu)位于收藏機構(gòu)的上方,且與太陽能空氣驅(qū)動器的上開口端連接,太陽能空氣驅(qū)動器、收藏機構(gòu)與建筑物內(nèi)相通,不使用太陽能空氣驅(qū)動器或雨天時,將太陽能空氣驅(qū)動器置于收藏機構(gòu)內(nèi)。該裝置無電力消耗,節(jié)能、調(diào)溫、調(diào)濕,保持建筑物內(nèi)空氣衛(wèi)生,結(jié)構(gòu)簡單,方便易行,太陽能空氣驅(qū)動器內(nèi)的氣流速度達2m/s左右,能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施及家畜禽類養(yǎng)殖等生產(chǎn)場所的通風要求。

1)羅茨鼓風機一般來說風量比較大,壓力也比較大,同樣羅茨風機噪音也較大,如果需要風量比較小,對噪音要求比較高,就選用回轉(zhuǎn)式鼓風機,回轉(zhuǎn)式鼓風機同樣屬于恒流量風機,工作的主參數(shù)是風量,輸出的壓力隨管道和負載的變化而變化,風量變化很小,回轉(zhuǎn)式風機是變?nèi)輭嚎s,其主要特點是:低轉(zhuǎn)速,低噪音,低振動,高效率,高節(jié)能。

2)如果負載需要的是恒流量效果的情況時就用羅茨鼓風機。 因為羅茨鼓風機屬于恒流量風機,工作的主參數(shù)是風量,輸出的壓力隨管道和負載的變化而變化,風量變化很小。 羅茨風機是一種高壓風機,羅茨鼓風機為容積式風機,輸送的風量與轉(zhuǎn)數(shù)成比例,把氣體由吸入的一側(cè)輸送到排出的一側(cè)。 如果負載需要的是恒壓效果的情況時就用離心風機。 因為離心風機屬于恒壓風機,工作的主參數(shù)是風壓,輸出的風量隨管道和負載的變化而變化,風壓變化不大。 離心式風機,風壓力不大?諝獾膲嚎s過程通常是經(jīng)過幾個工作葉輪(或稱幾級)在離心力的作用下進行的。 離心風機屬于平方轉(zhuǎn)矩特性,而羅茨風機基本屬于恒轉(zhuǎn)矩特性。



綠洲羅茨風機引進吸收國內(nèi)外三葉羅茨鼓風機先進技術(shù),運用先進的CAD輔助設(shè)計,研發(fā)并專業(yè)精工生產(chǎn)的高品質(zhì)、低噪音、新一代高效節(jié)能產(chǎn)品,羅茨風機具有結(jié)構(gòu)合理、體積小、升壓高、效率高、風量大、噪音低、運行平穩(wěn)、性能優(yōu)良、使用壽命長、維修簡單等特點。其流量從0.8m3/min-180m3/min,升壓9.8kpa-98.8kpa,共11個機型,80多種規(guī)格,羅茨風機已被廣泛用于污水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖、氣力輸送、真空包裝、洗煤、助燃、增壓、鑄造、礦山、冶金、化工、輕工、建材、電力、面粉、噴砂、真空等領(lǐng)域。綠洲羅茨風機歡迎來電咨詢!13854198118



 大神堂風電場的13臺風機已經(jīng)全部并網(wǎng)發(fā)電,目前正在進行系列微調(diào)。預計本月,這些風機將進入240小時的試運行階段,待檢測合格后將正式投入使用。

  大神堂風電場位于漢沽大神堂村東4公里處,是本市首個風電項目,一期建設(shè)規(guī)模為26兆瓦。目前,一期13臺單機容量為2兆瓦的風電機組已經(jīng)全部安裝完畢,并網(wǎng)發(fā)電。這些風機都是目前國內(nèi)陸基安裝的單機容量最大、槳葉直徑最長、科技含量最高、擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的風機。

  在現(xiàn)場,80米高的白色風機矗立在渤海邊的鹽田上“現(xiàn)在13臺風機已經(jīng)全部并網(wǎng)發(fā)電,雖然秋冬季節(jié)并不是風力資源最好的季節(jié),但從發(fā)電量上來看,還是不錯的。”津能風電公司副總工程師李雙平說,“目前,大神堂風電場日均發(fā)電量可達15萬千瓦時,預計到明年春季,風力資源轉(zhuǎn)好以后,日均發(fā)電量可達20萬千瓦時。”雖然這些風機已經(jīng)全部并網(wǎng)發(fā)電,但還處在微調(diào)階段,在實際運行中排除風機的故障。預計本月,風電場將進入240小時的試運行階段,之后將正式竣工交付使用。屆時,風電場的智能化管理模式將發(fā)揮作用,整個電場將自動運行,一旦發(fā)生故障,值班員可迅速通過顯示屏了解到故障部位,并進行遠程切改。

  “正式交付使用后,一期風電場每年可提供5200余萬千瓦時的綠色電能,如果按照每戶每月用電87°來算,可供5萬個家庭用一年。”津能風電公司副總經(jīng)理白鴻斌說,“這些綠色電能可年節(jié)約標煤1.9萬噸、淡水3.04萬噸,年減排二氧化碳6萬噸。”






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商品品牌:ebmpapst依必安派特
商品重量:2.500千克
商品屬性
[ 葉輪直徑 ] : ¢220mm
[ 電機轉(zhuǎn)速 ] : 2750 min/1相 
[ 工作頻率 ] : 60 Hz /1相
[ 工作電壓 ] : 230VAC / 1相
[ 電壓范圍 ] : AC190V...245V/1相
[ 工作電流 ] : 0.51 A 
[ 輸入功率 ] : 115 W 
[ 最大風量 ] : 990 m3/h 
[ 啟動電容 ] : 2.5uF /450V
[ 最大風壓 ] : 0 .. 410 Pa 
[ 使用壽命 ] : 40 °C時L10預計壽命30000小時
[ 噪音指數(shù) ] : 75 dB(A) 
[ 引線方式 ] : 從風圈出線長270mm 末端裸露TR64的插頭接電
[ 接線說明 ] : 藍色=電源 黑色=電源公共端 棕色=電容 花色=接地
[ 絕緣等級 ] : B級(135)
[ 防護等級 ] : IP44
[ 材質(zhì)材料 ] : 風葉采用加強塑料PA6.6注塑在金屬板
[ 產(chǎn)品認證 ] : 可提供CCC CE UL 等認證

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收錄時間:2011年01月07日 16:45:58 來源:ccen 作者:


大型高爐鼓風機同步電動機軟啟動及其控制技術(shù)
    
大型高爐鼓風機同步電動機軟啟動及其控制技術(shù)
newmaker
1 引言

大型高爐煉鐵鼓風機采用超大型同步電動機傳動取代透平傳動,已成為當今世界煉鐵裝備發(fā)展的趨勢。這得益于電力電子技術(shù)及微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展,成功地利用交-直-交變頻器。解決了超大型同步電動機的軟啟動題目,平滑啟動功率只需電動機功率的25%左右,從而避免了同步機異步啟動時對電網(wǎng)難以承受的沖擊。平滑的啟動過程經(jīng)過200s左右將加速到準同步速度即95%額定轉(zhuǎn)速ne,然后并進電網(wǎng),拉進同步運行。

2003年5月鞍鋼第一臺電動鼓風機順利并網(wǎng)運行,為新1#高爐送風。風機的驅(qū)動電動機為超大型同步電動機,其額定功率為42mw,電機啟動采用變頻器軟啟動,控制系統(tǒng)采用simadyn d計算機控制系統(tǒng)。simadyn d是西門子變頻器的核心技術(shù)。新1#高爐鼓風機同步電動機與啟動變頻器是一拖一的方式,而最近將投進運行的新2#、3#高爐是采用一拖二的方式。即一臺變頻器可以拖動兩臺同步電動機分時啟動。鞍鋼引進的這套西門子變頻器軟啟動裝置是西門子公司新的版本,其硬件及其軟件技術(shù)水平較國內(nèi)其它鋼鐵企業(yè)引進的同類的設(shè)備有較大的進步。

學習和把握這些相關(guān)的技術(shù)對生產(chǎn)維護和今后的發(fā)展有著極其重要的現(xiàn)實意義。

2 變頻器的技術(shù)數(shù)據(jù)及其組成

用于超大型同步電動機軟起動的交-直-交電流型變頻器。

2.1 主要技術(shù)數(shù)據(jù)

(1) 額定電壓:2×2.9kv,3相
電壓波動范圍:+10%~-10%;
(2) 額定頻率: 50hz±2%;
(3) 直流環(huán)節(jié)功率:2×4.8mw;
(4) 頻率控制范圍:1:10;
(5) 正常運行環(huán)境溫度:+5℃~40℃;
(6) 正常環(huán)境溫度情況下,可連續(xù)3次啟動,第4次間隔60min。

2.2 變頻器及其功率部分

主要包括:

(1) 進線側(cè)的整流器和電機側(cè)的逆變器,使用的都是6qc7全控三相橋;
(2) 變頻器的整流側(cè)與逆變側(cè)都無熔斷器;
(3) 晶閘管用光纖間接觸發(fā),每個晶閘管都有反饋信號;
(4) 逆變器側(cè)裝有l(wèi)em的電子互感器(在各頻率范圍內(nèi)都有高精度的直流電流互感器);
(5) 直流環(huán)節(jié)的電抗用具有足夠大的電感量,用以降低電流的紋波和限制電流變化率;
(6) 在變頻器的進線和出線端都裝有過電壓限制器;
(7) 啟動變頻變壓器,為與電網(wǎng)電壓和電機電壓有一個優(yōu)化的匹配,需在變頻器的輸進與輸出端配置變頻變壓器,其中:

降壓變壓器(進線側(cè)),樹脂澆注干式三繞組變壓器,11400kva,10.0kv/2×2.9kv,50hz,工廠車間通風降溫,uk≤13.5%;
升壓變壓器(電機側(cè)),樹脂澆注干式三繞組變壓器,11400kva,2×2.9kv/10.0kv,50hz,uk=8.5%。

系統(tǒng)的控制器使用的simadyn d控制系統(tǒng),該系統(tǒng)是一個全數(shù)字化可自由配置帶多微機系統(tǒng),專門用于系統(tǒng)的計算和快速的開閉環(huán)控制。

3 同步電動機軟啟動原理

同步電動機軟啟動原理是采用交-直-交變頻技術(shù)。變頻設(shè)備為電流型,即在直流環(huán)節(jié)有一個較大電感的直流電抗器,既有濾波功能又能當逆變側(cè)發(fā)生短路故障時,由于電抗器的存在,電流不會發(fā)生突變,而電流調(diào)節(jié)器會迅速響應(yīng),使整流電路的晶閘管觸發(fā)角后移,電流將被限制在安全范圍內(nèi)。

由于電源采用三相橋式整流電路,逆變器輸出電流的諧波成份很大,會引起電機額外的發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩的脈動。另外變頻裝置還會產(chǎn)生較大的共模電壓,進而影響電機的盡緣。為解決上面題目,該系統(tǒng)采用12脈沖整流技術(shù)。

在軟啟動過程中,還采用了直流脈動技術(shù)。同步電動機的轉(zhuǎn)子中由于外加勵磁電流,在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時電機定子中將產(chǎn)生感應(yīng)電勢,當這個電勢反向作用于逆變側(cè)的晶閘管時,晶閘管會關(guān)斷,利用這個電勢就可實現(xiàn)逆變晶閘管的自然換相。但是在當電機轉(zhuǎn)速很低時(例如5%ne以下),電機的定子電勢很低,不能使晶閘管關(guān)斷實現(xiàn)自然換相。為了解決這個題目,采用了直流脈動技術(shù)。也就是說電動機啟動初期,電機轉(zhuǎn)速低于5%ne期間,當逆變器的晶閘管需要換相時,想法使逆變器的電流降低到零,使逆變器的晶閘管暫時全部關(guān)斷,然后將根據(jù)觸發(fā)的順序給應(yīng)導通的晶閘管加上脈沖。恢復直流電流時,電流將按觸發(fā)的順序流經(jīng)新導通的晶閘管,從而實現(xiàn)從一相到另一相的換相。由于逆變器晶閘管順序?qū)?通風除塵,直流電流順序地流過電動機定子的相應(yīng)繞組,并產(chǎn)生合成磁場,這樣繞組電流不斷的變化必將在電機中產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度由逆變器的觸發(fā)周期確定,當電機轉(zhuǎn)速達到5%ne以上時,電機定子產(chǎn)生的電勢足夠大時,逆變器的晶閘管采用自然換相,這樣電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的啟動轉(zhuǎn)矩將使電機繼續(xù)不斷地進步轉(zhuǎn)速,一直到95%ne時,電機將并網(wǎng)拉進同步(符合并網(wǎng)條件時)。變頻器退出系統(tǒng),從而實現(xiàn)同步電機的軟啟動。

采用軟啟動技術(shù),必須在電機空載下啟動并網(wǎng)。所需功率只有9000kw左右,遠遠小于異步啟動和額定功率(42000kw),所以對電網(wǎng)沖擊很小,負壓風機水簾。

在消化有關(guān)資料中得知:假如在同步切換瞬間,由于電網(wǎng)壓降原因造成電機失步而切換失敗,變頻器有能力在任何轉(zhuǎn)速情況下,再次“捉住”電機,使之加速到同步,直至切換成功。

在正常運行期間,假如勵磁存在,由于短時過載或10kv電壓丟失,造成電機失步超200ms,變頻器將從勵磁控制器得到信號而第自動再啟動,并有能力在任何轉(zhuǎn)速情況下“捉住”電機轉(zhuǎn)子使之加速并同步直至切換到電網(wǎng)。

以上兩點對高爐安全連續(xù)的送風是十分內(nèi)必要的。

4 軟啟動器的控制

4.1 軟起動控制原理及過程

軟啟動simadyn d數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用矢量原理,并通過系統(tǒng)的開環(huán)和閉環(huán)控制來實現(xiàn)對軟啟動過程的控制,采用失量控制方式的目的,主要是為了進步變頻器的動態(tài)性能。根據(jù)交流電動機的動態(tài)數(shù)學模型,利用坐標變換的手段,將交流電動機的定子電流分解成磁場分量(電流)和轉(zhuǎn)矩分量(電流),并分別加以控制,即模仿自然解耦的直流電動機的控制方式,即對磁場分量和轉(zhuǎn)矩分量分別控制,以獲得類似于直流電機調(diào)速的動態(tài)性能。

在矢量控制方式中,磁場電流實際值和轉(zhuǎn)矩電流實際值可以根據(jù)測定的電機定子電壓、和電流的實際值經(jīng)變換計算求得。磁場電流和轉(zhuǎn)矩電流的實際值與之相應(yīng)的設(shè)定值進行比較和調(diào)節(jié)。

開環(huán)控制包括:電機速度≤5%額定轉(zhuǎn)速時控制;開、合短路器的控制;壓力、溫度、各種保護連鎖之間的邏輯控制。

閉環(huán)控制包括:電流控制與速度控制;系統(tǒng)的設(shè)計成帶電流閉環(huán)控制的速度環(huán)控制,即雙閉環(huán)系統(tǒng);通過控制電源側(cè)的整流器,電機流過相應(yīng)的電流,以獲得保持電機轉(zhuǎn)矩所需的力矩。

電機定子通過逆變器流進方波電流。電機轉(zhuǎn)子中通過磁場電流,由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生空間變化的磁場,在電機定子中產(chǎn)生感應(yīng)電勢。在低轉(zhuǎn)速時,勵磁電流保持不變,定子電壓只與轉(zhuǎn)速成正比。為了確定定子電流的順序(逆變器晶閘管觸發(fā)的順序),定子電壓被丈量(盡對值、相角),然后產(chǎn)生逆變器的觸發(fā)脈沖,逆變器自然換相,換相電壓由同步機提供。在0~5%額定轉(zhuǎn)速時,電機電壓很低,不能實現(xiàn)自然換相,為保證逆變器可靠的換相,采用直流脈動技術(shù)。周期地將直流環(huán)節(jié)電流降低到零,逆變器晶閘管按設(shè)定值周期地觸發(fā),帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。當電機電壓較高時,就可以實現(xiàn)自然換相。逆變器的晶閘管從一相到另外一相的觸發(fā)信號由同步電壓獲得。同步電機電壓過零點被丈量,并作為電機側(cè)逆變器的觸發(fā)信號。這樣也保證了電機側(cè)逆變器的晶閘管觸發(fā)永遠與電機電壓同步,以使同步機始終保持同步。當電機的實際速度小于設(shè)定的速度時,速度檢測器將輸出信號到電流控制器,電流控制器改變整流器晶閘管的觸發(fā)角,增大輸出直流電流,電機轉(zhuǎn)矩增加,電機速度增加,直到電機的電磁力矩與負荷力矩平衡。當電機轉(zhuǎn)速達到準同步轉(zhuǎn)速時給同步器信號,同步器開始進行檢測,比較、當滿足同步條件時,由同步器發(fā)出指令合上斷路器,同步電機并網(wǎng),軟啟動器退出,完成軟啟動過程。

軟啟動開閉環(huán)控制都在simadyn d控制系統(tǒng)實現(xiàn)。全部控制功能文件安裝在八個處理器中,每個處理器執(zhí)行特定任務(wù)的功能包,功能包的功能用參數(shù)和strucg圖來定義。

4.2 功能包

simadyn d系統(tǒng)中還包括建立處理器與外圍設(shè)備通訊@?fp功能包。

(1) 模塊se21.2:處理器ps16與電機側(cè)晶閘管的接口模塊,用來丈量實際值與檢測值及晶閘管的狀態(tài);
(2) 模塊se48.1:處理器pm16與電源側(cè)晶閘管的接口模塊,用來丈量實際值以及晶閘管的狀態(tài);
(3)模塊sa60:同步模塊,用來丈量電機電壓,經(jīng)計算產(chǎn)生脈沖的同步信號;
(4)模塊sav22:觸發(fā)模塊,通過光纖與晶閘管連接(實現(xiàn)控制設(shè)備與高壓設(shè)備隔離),給晶閘管觸發(fā)信號,同時用光信號可對晶閘管狀態(tài)進行監(jiān)視;
(5) p1(pm16):完成速度的閉環(huán)控制和相應(yīng)相序控制;
(6) p2、p3(pg16):進行電源側(cè)的晶閘管的閉環(huán)控制;
(7) p4(ps16):進行電機側(cè)晶閘管的控制;
(8) p5、p6(pm16)完成啟動過程的診斷;
(9) p7、p8(pm16):進行可控硅的狀態(tài)診斷;
(10) cs7:通訊模塊;
(11) em11:模擬、數(shù)字量混合輸進輸出;
(12) ea12:模擬量輸出。
(13) ts12:觸發(fā)模塊。

4.3 電機啟動過程的順序控制

(1) 檢測主機與輔機設(shè)備開機條件;
(2) 由dcs發(fā)出開機命令給s7-300(電機運行plc);
(3) s7-300發(fā)啟動命令給simadyn d;
(4) simadyn d合啟動升降變壓器斷路器;
(5) 檢測斷路器已合上;
(6) 開閉環(huán)控制;
(7) 加勵磁;
(8) 檢查勵磁是否正常;;
(9) 發(fā)啟動的觸發(fā)脈沖信號;
(10) 電源側(cè)晶閘管加觸發(fā)脈沖;
(11) 電機側(cè)晶閘管加觸發(fā)脈沖;
(12) 同步器檢測同步;
(13) 同步后,由同步器發(fā)出進網(wǎng)命令。

5 勵磁系統(tǒng)

電動鼓風機的同步電動機采用它勵的無刷勵磁,勵磁電源取自380v低壓工作電源,經(jīng)低壓變頻器變?yōu)榭烧{(diào)的交流電源輸進到勵磁的電機定子中,勵磁機轉(zhuǎn)子與同步電機轉(zhuǎn)子同軸,轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)二級管與同步機轉(zhuǎn)子勵磁繞組相連接,為轉(zhuǎn)繞組提供直流勵磁電流。

勵磁電流的控制,在軟啟動期間由 simadyn d系統(tǒng)控制,并網(wǎng)后由s7-300控制,在啟動期間,應(yīng)保持較大的勵磁電流,目的是使電機不失步,同時在電機定子中產(chǎn)生較大的電壓,以便能正確丈量電機轉(zhuǎn)速,從而完成軟啟動的閉環(huán)控制。并網(wǎng)后,勵磁的控制有三種方式:恒勵磁電流控制、恒電機電壓控制、恒功率因數(shù)控制。為保證電機不失步,在正常運行時,電機勵磁也應(yīng)采用恒功率因數(shù)控制。

6 結(jié)束語

自投產(chǎn)以來,高爐鼓風機都是一次啟動成功并連續(xù)運轉(zhuǎn),整個啟動過程與正常運轉(zhuǎn)時一樣,電機電磁噪聲與振動都很小,另外系統(tǒng)的監(jiān)控功能齊全,人機界面友好,增強了系統(tǒng)的可靠性。自投產(chǎn)以來,從未發(fā)生因電機控制系統(tǒng)故障而影響生產(chǎn)的情況。(end)

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收錄時間:2011年01月28日 06:06:20 來源:未知 作者:


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