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電廠化學水自動加藥變頻調(diào)速應用探討

 隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和成熟,變頻器以其明顯節(jié)能效果、高可靠性、較高功率因數(shù)及效率等諸多優(yōu)點,成為當今電氣拖動系統(tǒng)的佼佼者。電廠化學水自動加藥系統(tǒng)已廣泛采用變頻調(diào)速技術(shù)取代傳統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng)。

1.化學水自動加藥變頻調(diào)速系統(tǒng) 
        化學水自動加藥泵是用來為化學水提供加藥的動力設備。化學水加藥計量泵無論是柱(活)塞式,還是隔膜式,都是容積往復式泵。它的工作過程為活塞在泵缸內(nèi)作往復運動來吸入和排出液體。當活塞開始自極左端位置向右移動時,工作室的容積逐漸擴大,室內(nèi)壓力降低,流體頂開吸水閥,進入活塞所讓出的空間,直到活塞移動到極右端為止,此過程為泵的吸水過程。當活塞從右端開始向左端移動時,充滿泵的流體受擠壓,將吸水閥關(guān)閉,并打開壓水閥而排出,此過程為泵的壓水過程。
        活塞不斷往復運動,泵的吸水與壓水過程就不斷地交替進行。泵的驅(qū)動電機就交替工作在驅(qū)動(電動)和制動(發(fā)電)狀態(tài)。

2.化學水加藥泵電機變頻調(diào)速系統(tǒng)
        調(diào)速系統(tǒng)由化學監(jiān)測儀表檢測工藝系統(tǒng)參數(shù),送入調(diào)節(jié)器與設定值比較,進行PI調(diào)節(jié)運算,其輸出反饋給變頻器控制轉(zhuǎn)速,達到調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)的目的。采用冗余操作控制方式,即系統(tǒng)配置了智能手操器。
隨著化學監(jiān)測表計的成熟,電廠現(xiàn)已經(jīng)用到pH表、Si表、Na表、電導儀、酸堿濃度、濁度儀、聯(lián)氨表等。在聯(lián)氨、氨、磷酸鹽、二甲基酮肟、混凝計等自動加藥系統(tǒng)均可采用變頻調(diào)速。

3.加藥變頻調(diào)速系統(tǒng)方案
電氣接線:可采用如"一拖一"方案,不帶工頻旁路方案,此方案應用多,如在井岡山化學水加藥系統(tǒng)、德州化學水加藥系統(tǒng)的應用?;螂姍C和泵采用一備二冗余方案,以節(jié)約投資。
控制原理:由于化學水系統(tǒng)現(xiàn)在一般采用PLC程控系統(tǒng),隨著PLC技術(shù)的發(fā)展,化學水自動加藥系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制,一般在PLC內(nèi)完成常規(guī)PID運算或高級控制規(guī)律,如模糊協(xié)調(diào)控制。
        利用熱工一次測量元件,在化學水PLC程控系統(tǒng)中,將采集工藝系統(tǒng)的溫度、壓力、pH值以及溶解氧、Na+、Si02+等參數(shù)的變化值,轉(zhuǎn)換成4-20mA的速度給定指令信號,反饋給變頻器。變頻器通過比較轉(zhuǎn)速輸出量與PLC程控速度給定之間的大小,自動調(diào)節(jié)加藥泵電動機的轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)加藥計量的轉(zhuǎn)速自動控制,達到保證系統(tǒng)工藝參數(shù)在正常范圍內(nèi)變化的目的。變頻器輸出的模擬量、于接點信號全部進入PLC系統(tǒng),形成閉環(huán)控制,同時實現(xiàn)相關(guān)聯(lián)鎖功能。
        系統(tǒng)設有就地和遠方兩種控制途徑。就地控制是在變頻器處通過變頻器面板進行操作或應急處理。遠方控制是在控制室內(nèi)進行。
遠方控制方式分為;兩種工作方式:一種方式為遠方手動方式,在這種工作方式下,操作員通過化學水程控PLC系統(tǒng)的CRT手動給定信號,調(diào)節(jié)變頻器。另一種方式為遠方自動方式,在這種工作方式下,轉(zhuǎn)速給定是在PLC系統(tǒng)中進行調(diào)節(jié)運算的,輸出給變頻器,調(diào)節(jié)加藥泵的速度,使系統(tǒng)參數(shù)跟隨給定值變化。
保護配置:變頻器內(nèi)保護齊全,有運行中開門、冷卻風扇停運、變頻器過熱、輸入電壓過低、負載超速、功率單元異常(過壓、過負荷等)、接地等各種類型保護,完全具備對自身及電動機的保護功能。因此,變頻器電源開關(guān)保護裝置可以不變(電流速斷及接地保護)。
信號接口:變頻器送給PLG的模擬量為電動機轉(zhuǎn)速;干接點有變頻器運行、故障、控制電源消失、功率單元旁路運行共4個量。PLC系統(tǒng)送到變頻器的模擬量為轉(zhuǎn)速給定指令;接點為遠方啟停。
變頻器送到控制室操作臺有變頻器緊急停機、復位兩個干接點。
保護行為:當變頻器故障,控制電源消失或按下緊急停機按鈕時,變頻器輸入電源開關(guān)跳閘,切斷電源,同時參與化學水程控大聯(lián)鎖。機組運行過程中,由于各種原因發(fā)生電源切換,會造成控制電源消失。為了避免因此將變頻器停電,在變頻器內(nèi)部增加了控制電源消失保護,經(jīng)過短時間(1MIN)內(nèi)延時動作跳開電源開關(guān)的邏輯。
自檢閉鎖:電源開關(guān)合閘初期,變頻器存在10秒以內(nèi)的自檢查過程,此時變頻器自認為處于故障狀態(tài),發(fā)出電源開關(guān)跳閘指令。因此,需要在變頻器或PLC系統(tǒng)控制邏輯中增加一段延時(10秒),躲開自檢查過程,確保電源開關(guān)合閘。

4.變頻調(diào)速系統(tǒng)的特殊性
         由于加藥泵為往復式容積泵,不同于一般泵。泵電機帶偏心輪運轉(zhuǎn),電機的負載變化較大。一旦變頻器輸出頻率上升到一定值后。由于電機轉(zhuǎn)速的增加,其工作電流也增加,偏心輪慣性也在增加。

5.變頻調(diào)速項目實施建議
根據(jù)實際需要,選擇變頻調(diào)速方案。
        自動加藥變頻器的應用,需要注意:諧波成分引起的線纜集膚電阻、泵系統(tǒng)共振、電機絕緣、高低壓隔離、控制信號傳遞以及往復式泵特殊性等問題。積極利用變頻器集成的網(wǎng)絡技術(shù),盡量減少電纜。自動加藥泵利用變頻調(diào)速技術(shù)將極大地改變化學水生產(chǎn)的面貌。大力推廣變頻調(diào)速技術(shù)將加快化學水生產(chǎn)現(xiàn)代化的發(fā)展,有利于化學水生產(chǎn)管理上一個新臺階。
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本文標簽:電廠化學水自動加藥變頻調(diào)速應用探討
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