變頻器在煤氣恒壓控制系統中應用與實現
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隨著電力電子技術的發展，變頻器在各行業中已得到廣泛的應用，變頻調速技術應用于設備拖動系統中，實現了電機軟啟動、連續調速和節能運行目的。變頻器的低頻、低電流啟動，使設備的機械沖擊力顯著降低，也避免了電機啟動時對電網的影響；實現了異步電機的平滑調速功能；提高了設備的工藝性能，延長了使用壽命和實現節能運行。本文主要闡述應用變頻器對熱媒鍋爐煤氣恒壓供給系統的控制原理和實現方法。
2 設備概況
煤氣恒壓供給是陽極成型熱媒鍋爐正常工作的重要因素之一。在實際中，由于煤氣生產設備的不穩定性和用戶的隨機性，使煤氣供給系統的壓力波動較大（0.6～5.1kpa之間），對鍋爐的穩定燃燒影響很大：煤氣壓力太低，會引起鍋爐燃燒器熄火和熱值降低等問題，導致熱媒油溫度的提高或供熱不足，影響陽極質量和產能；過高會造成鍋爐燃燒不充分，浪費燃料。為保障預焙陽極碳塊成型正常生產，我廠一、二期成型熱媒鍋爐系統均設計了煤氣增壓裝置。原煤氣增壓風機采用工頻電源供電的交流異步電機拖動，擋板開度調節鍋爐煤氣流量，以實現鍋爐穩定燃燒和溫度控制。其控制原理是：當煤氣進口管道內壓力低于4.6kpa時，煤氣增壓風機自動啟動運行；當進口煤氣壓力高于4.8kpa時，加壓風機自動停機。這種增壓控制方式，雖能保證熱媒鍋爐所需煤氣供給，但風機長期工作在高轉速（2924r/min）、低負載運行狀態，風機機體、傳動軸支撐軸承座等部件振動大（如附表所示），軸承磨損劇烈，其壽命很短。據維修統計，四套新軸承連續使用60～70天就得更換，風機故障率高、維修頻繁、費用高；風機長期工作在低負載（或空載）狀態，電能浪費大。故中國鋁業青海分公司2005年5月，對熱媒系統增壓風機控制系統實施了變頻器控制改造。實際證明，改造效果良好。
附表 煤氣加壓風機工頻工作狀態下的有關參數
本文引用地址：http://www.104case.com/article/201612/330920.htm
注： 1、a項為負載端軸承座的徑向振動值；b項為風機拖動端軸承座振動值。
2、風機軸承座振動超過13mm/s時，軸承溫度升高到75℃以上，就會引起軸承座震裂、軸承抱死和風機葉輪出現裂紋等后果，故在日常點檢中，當檢測到其振動達到12mm/s時，就采取重點監護運行，并及時安排檢修工作。
3 變頻器控制系統設計
在系統設計中，通過對國內市場上多種變頻器性能和控制特點比較，并結合增壓風機的工作特點和實際現狀，最終選擇了abb公司生產的cas800系列的變頻器。這種變頻器除具有其它變頻器的一般控制功能外，還具有pid控制、多信號輸入、睡眠功能、設定值修正等多種控制功能，能很方便地實現煤氣恒壓控制系統。
3.1 系統配置
（1）風機拖動電機參數：型號qu180 m2bg；功率22kw；額定轉2925r/min；額定電流42a；額定電壓380v。
（2）變頻器參數：cas800—30kva 380v。
3.2 控制原理
煤氣風機拖動機構由一臺22kw交流異步電機驅動，采用acs800-30kva變頻器控制。風機變頻器通過外部電位器設定值與煤氣進口管道內壓力實時測量值相比較，作為增壓變頻器調速初始給定信號，并通過pid調節功能修正后，作為實際頻率控制給定值，實現風機轉速調節，達到恒壓控制的目的。其系統原理如圖1所示；其變頻器模擬信號接線如圖2所示。
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