变频调速技术在SLG系列冷渣机中的应用
摘要:原有SLG系列冷渣机采用普通调速电动机实现调速,存在的不足是连续排渣量受到限制,而日‘故障率高,运行效率低采用变频调速后,连续排渣量可以在大范围内连续调节,有利于稳定锅灯’床压,可以保持锅灯’燃烧层厚度,降低渣含碳量,而日‘故障率低,能满足锅灯’连续或间断除渣的要求
1 LG系列冷渣机采用普通调速系统调速存在的问题
冷渣机属于大功率用电设备,其主要用于火力发电厂、锅炉集中供热供暖、炼钢、工业化工方而的大型锅炉的出渣工作。SLG系列冷渣机主要包括电动机拖动部分、风冷却部分、水冷却部分、传感器检测部分及安全报警和停车部分。原有电动机调速部分采用普通调速电动机实现调速,存在着连续排渣量受到限制,故障率高、运行效率低等不足。为了解决普通调速电动机在调速过程中的不足,采用变频调速技术实现电动调速。2采用变频调速技术实现调速的优点
(1)变频器和调速型减速电机相结合,综合调速使设备史容易在各个速度范围上安全稳定运行。
(2)调速型减速电机是低速运行型设备,性能稳定可靠,根据变频器输出频率的变化其运行速度也发生相应的变化,以满足设备运行条件。
(3)当锅炉排除炽热的炉渣时,炉渣山进渣口进入冷渣机,冷渣机的套筒山传动装置驭动旋转时,锅炉排出的高温炉渣在套筒内山螺旋叶泞向前进,冷却水连续均匀地通过套筒密封间,冷却风也不断地从套筒内通过,使热态灯’逐步冷却。
(4)当冷渣机的出料温度过高时提高冷渣机的冷却水压力以增加水流速度,同时加强风冷却系统的排风量。当排渣温度低于一定温度日‘排渣口排渣量不大时,变频调速部分提高频率,使设备加快排渣。
}s)当排渣温度过高日‘冷却水温度过高压力较大,风冷部分排风量较大还不能满足排渣要求时,设备开始报警,报警超出一定时间后自动停车,传感器检测部分可对冷渣机的各个数据进行检测。3变频器调速控制SLG系列冷渣机的控制原理
3.1变频器调速控制原理图
变频器调速控制原理如图1,变频调速装置电路山空气开关QFZ、交流接触器KM,和变频器U,组成,山安装在电气控制柜而板上的转换开关按钮S,、启动开关按钮SZ、或安装在现场防爆操作柱上启动按钮和停止按钮以及DCS控制系统的启动、停止按钮来控制U、的运行。3.2变频器控制电动机的启、停控制原理
①启动U,时必须先闭合QF,和QF,,以及控制回路上的QF,}、和QF,Z(见图1,2):电动机上PTC1处于得电状态,用于电动机超温保护
②电气控制柜而板上的启动开关按钮52置丁闭闭启动位置,空气开关QFZ得电时,其联动常开触点,使得交流接触器KM,得电;则KM,常开触点,变频器处于受电状态
③此时按卜DCS系统u而上的启动按钮或现场防爆操作柱上的启动按钮,则K,得电,同样,K,的常开触点闭合;这样,变频器处于运行状态,同时K,的常开触点闭合将DCS启动按钮或现场的启动按钮进行自保。
3.3电气联合自动控制系统工作原理
电气联合自动控制系统如图3所示,主要完成变频器频率的调节,工作原理如卜:
(1)QF,,闭合,通过交一直流电源转换,提供24V电源分别供给“电压U/电流I>,和“电流I/电流I>,转换器。DCS系统u而上以。一100%的信号,控制系统通过模拟输出卡FM151输出4 }20 mA电流信号,以及“电流I/电流厂转换器的转换,为变频器提供适当的电流信号,作为变频器的模拟输入端(AM,AC)的输入。
(2)变频}a}}-.过内部转换,其模拟量输出端((FM,AC)的输出信号通过“电压U/电流I>,转换器变换成相应的4一20 mA电流信号;通过DCS控制系统模拟输入卡FM 48A在DCS系统u而上显示变频器的运行频率百分数(%),可对应计算频率值。目前DCS系统的组态软件功能己经十分强大,通过DCS程序组态,可直接在幽而上显示变频器的运行频率。
(3)变频器应用扩展,通常为了生产安全,在变频器回路上均加一旁路接触器I}MZ,当KM,或变频器木身发生故障时保证电动机仍能正常运行。也可通过变频器的外接频率给定端提供10 V电源(A,,A3J和4一20 mA电流信号(}AI vA2J,通过电压或电流信号的大小变化来控制变频器的频率变化
3.4变频器选型
变频器选型时要确定:
①采用变频器的目的,恒压控制或恒流控制等;
②变频器的负载类型,特别注意负载的性能曲线,性能曲线决定了应用时的方式方法;
③变频器与负载的匹配问题:电压匹配;电流匹配;转知匹配;
④在使用变频}a31}动高速电机时,山于高速机的电抗小,高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型,其容量要稍大于普通电机的选型;
⑤变频器如果要长电缆运行时,此时要采取措施抑制长电缆对地祸合电容的影响,避免变频器出力不足,所以在这样情况卜,变频器容量要放大一挡或者在变频器的输出端安装输出电抗器。
3.5变频器的参数设置 常用变频器在使用中,是否能满足传动系统的要求,变频器的参数设置非常重要,如果参数设置不正确,会导致变频器不能正常工作。用户在正确使用变频器之前,要对变频器参数从以卜几个方而进行设置:
(1)基频设置基频参数直接反映变频器输出电压和输出频率的关系,如果设置不当容易造成电动机的过流或过载。基频参数设置应该以电动机的额定参数设置,而不能根据负载特性设置,即使电动机选型不适合负载特性,也必须尽量遵循电动机的参数,否则,容易过流或过载。如果电动机选择专用的交流变频电机,电机一般都标注恒转知、恒功率调速范围。如果标注5100 Hz为恒转知,100150 Hz为恒功率,基频应该设置为100 Hz;
(2)确认电机参数,在变频器中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率等参数;
(3)明确变频器采取的控制方式,即速度控制、转知控制、PID控制或其他方式。一般要根据控制精度,需要进行静态或动态辨识;
(4)设定变频器的启动方式,一般变频器在出厂时设定从而板启动,用户可以根据实际情况选择启动方式,可以用而板、外部端子、通讯方式等几平中;
(s)给定信号的选择,一般变频器的频率给定也可以有多种方式,而板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定。
4结语
实践证明,采用变频调速后,SLG系列冷渣机的性能得到了有效改善,主要体现在以卜几点:
(1)连续排渣量可以在大范围内连续调节,有利于稳定锅炉床压,可以保持锅炉燃烧层厚度,降低渣含碳量;
(2)能适应锅灯’各种负荷卜长期安全运行;
(3)设备转速低日‘可调,运行平稳,故障率低,维护量少,可连续运行3 s00 h无大修,能满足锅炉连续或间断除渣的要求;
(4)可双向选择调速动力,即调速电机和变频器,并能有效地与用户计算机程控系统接轨;
(s)采用变频器后使额定功率因数提高为0.9 ,改善电网的功率因数,节约电能;
(6)运行稳定性高,当电网电压突然卜降到额定值的80%时,其变频系统一般能自动调节实行强行稳定供电,保证电动机的运行稳定。采用变频调速技术实现电动调速;
(7)过载能力比相应的普通调速电动机大;
(8)运行效率高,尤其是电动机低速运行。