【制動電阻案例】制動電阻與制動單元在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用(上)

      一、引 言
　　鞍鋼是國有特大型鋼鐵企業(yè)，經(jīng)歷了不斷的技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新，至2002年起對其下屬的煉鐵總廠進行全面改造，分別建設(shè)新1＃、新2＃、新3＃高爐。同時對7＃高爐進行技術(shù)改造。在這四座高爐的水沖渣、高爐運焦、礦焦槽、魚雷罐運輸鋼水及倒鋼水等系統(tǒng)中，主體設(shè)備采用艾默生CT TD2000、EV2000、TD3000、TD3500等系列變頻器，艾默生CT變頻器成為鞍鋼煉鐵總廠應(yīng)用的主體品牌。

      二、水渣處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)鼓裝置變頻器應(yīng)用
      2.1 轉(zhuǎn)鼓工藝簡介
　　鞍鋼煉鐵總廠新1#高爐是煉鐵總廠改造工程中新建的第一座高爐，高爐設(shè)計有效容積3200立方米，日產(chǎn)生鐵7500噸，是目前鞍鋼乃至全國容積最大的、工藝最先進的大型高爐之一。新1#高爐的水渣處理系統(tǒng)是引進盧森堡的“茵巴”水渣處理工藝。運用網(wǎng)絡(luò)化控制。艾默生CT變頻器應(yīng)用于改造系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)鼓裝置、粒化回水泵及渣漿泵電機的驅(qū)動等共48臺套。其中轉(zhuǎn)鼓裝置有一組轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動和轉(zhuǎn)鼓支架，轉(zhuǎn)鼓支架能夠通過翻轉(zhuǎn)驅(qū)動在翻轉(zhuǎn)支架上作翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)鼓的支點和轉(zhuǎn)鼓支架的支點相差90°，轉(zhuǎn)鼓支架和翻轉(zhuǎn)支架互不干擾，并能夠?qū)崿F(xiàn)自動裝、卸物料。轉(zhuǎn)鼓主體與支架之間連接有電動推桿，計數(shù)器連接在電機驅(qū)動裝置聯(lián)軸器處。利用計數(shù)器發(fā)出反饋信號給PLC。轉(zhuǎn)鼓支架和翻轉(zhuǎn)支架能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)，并自動出料，實現(xiàn)自動化聯(lián)機操作，借助篩網(wǎng)回轉(zhuǎn)的離心力，在較低的水阻力下，具有較高流速性，截留住渣體顆粒，實現(xiàn)固、液兩相分離的目的，大大降低工人的勞動強度。并在鼓體上設(shè)有觀察口，可隨時觀察運轉(zhuǎn)情況。在高爐煉鐵的生產(chǎn)過程中，爐渣的輸出量隨機性很大，這就導(dǎo)致流入轉(zhuǎn)鼓的水渣量波動性增大，轉(zhuǎn)鼓電機輸出力矩大幅度變化。TD3000變頻器精準(zhǔn)快速的動態(tài)響應(yīng)，能夠及時調(diào)節(jié)輸出力矩，將力矩信號反饋給PLC系統(tǒng)，及時改變電機轉(zhuǎn)速，對流入轉(zhuǎn)鼓的水渣量的波動做出響應(yīng)，從而保證了轉(zhuǎn)鼓裝置在高爐煉鐵的整個出渣過程中能夠穩(wěn)定的運行。

      2.2 轉(zhuǎn)鼓裝置變頻器應(yīng)用設(shè)計
      整個水渣處理系統(tǒng)的電氣控制是采用DCS控制方式實現(xiàn)的。TD3000變頻器以其自身轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度快、控制精準(zhǔn)，過載能力強、寬范圍的調(diào)速運行。被用在水渣處理系統(tǒng)中轉(zhuǎn)鼓裝置的主驅(qū)動。轉(zhuǎn)鼓裝置采用30KW變頻電機，配置TD3000-4T0450G高性能矢量型變頻器。系統(tǒng)控制方式如圖1所示。
 

圖1　水渣處理系統(tǒng)變頻器應(yīng)用

      三、320噸混鐵車變頻器應(yīng)用
      3.1 鋼水罐車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計
　　鐵水罐車、鋼水罐車、魚雷罐混鐵車、渣罐車等是煉鋼系統(tǒng)的重要關(guān)聯(lián)設(shè)備，在倒鋼水的過程中對變頻器的驅(qū)動電機性能要求很高。項目選用艾默生CT變頻器4臺EV2000-4T0750G， EV2000-4T0550G和主令控制器與PLC相結(jié)合，實現(xiàn)手動與自動控制。充分體現(xiàn)艾默生CT變頻器的精準(zhǔn)控制和高性能的穩(wěn)定運行的體現(xiàn)。魚雷罐混鐵車倒鋼水的控制方案采用艾默生CT EV2000變頻器進行調(diào)速控制，系統(tǒng)配置2套制動單元和制動電阻，采用能耗制動控制方式。傾倒鋼水時電機正向運行處于電動狀態(tài)，倒完鋼水灌身翻轉(zhuǎn)到原來位置時電機反方向運行處于發(fā)電狀態(tài)，利用制動電阻消耗電機反向運行時產(chǎn)生的多余能量。這里選用博邦電氣生產(chǎn)的BBU系列制動單元，以電機功率為220kw為例，選用BBU制動單元，制動電阻按實際工控合理配置。
　　
      魚雷罐車是煉鋼系統(tǒng)重要的運送設(shè)備，系統(tǒng)采用一工一備的控制方案交替運行互為備用。由于現(xiàn)場多粉塵、大熱量散發(fā)，還會出現(xiàn)鋼水飛濺情況。不適合PLC獨立控制的應(yīng)用，最后采用PLC與智能主令控制器和現(xiàn)場操作箱一主兩結(jié)合的控制方案。由PLC監(jiān)測魚雷罐車的狀態(tài)并發(fā)出允許命令，通過現(xiàn)場觀測的實際來控制魚雷罐車的倒鋼水的速度和罐身翻轉(zhuǎn)的角度并及時進行調(diào)整。320噸混鐵車變頻器混鐵車變頻器配置如表1所示。
　　
      另外，艾默生CT變頻器在鞍鋼4#、5#鍍鋅線及鞍鋼熱軋廠輥道驅(qū)動也有大量的應(yīng)用。

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