戴紅琳，曲良宏

（中國鋁業(yè)中州分公司檢修廠，河南 焦作 454174）

一、存在問題

中國鋁業(yè)中州分公司鍋爐供油系統(tǒng)以往采用兩臺供油泵定速運行的方式，通過回油調(diào)節(jié)閥門來控制供油壓力，常發(fā)生閥門漏油現(xiàn)象，在鍋爐滅火時投油助燃調(diào)節(jié)速度慢，壓力不易控制，長期大量回油循環(huán)造成油罐內(nèi)油溫升高，存在安全隱患，不得不增加噴淋水降溫，造成腐蝕加劇。供油泵的長期定速運行，使系統(tǒng)運行電耗高，嚴(yán)重影響了正常的運行秩序，加大了維修管理費用及檢修工作量。為此，對鍋爐供油系統(tǒng)進行了變頻改造。

二、系統(tǒng)設(shè)計方案

1.變頻系統(tǒng)功能

減少回油使用，能實現(xiàn)油系統(tǒng)定壓手動及自動控制，手動時變頻器受控于指令信號調(diào)節(jié)供油泵轉(zhuǎn)速；自動時接受4～20mA油壓信號，通過就地PLC和PID調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)供油泵電機轉(zhuǎn)速，維持供油壓力恒定。

1#泵作變頻運行，2#泵作工頻備用。2#泵作變頻運行，1#泵作工頻準(zhǔn)備。雙泵單獨工頻運行時互相聯(lián)鎖。

當(dāng)任一泵有故障時，能斷開電源檢修，具有就地聯(lián)動選擇及啟停功能，以及具有過流、過載、過熱、欠壓、短路、缺相等多種保護功能。

2.系統(tǒng)構(gòu)成

使用原有三相異步電機：380V/55kW、額定轉(zhuǎn)速2970 r/min。

調(diào)節(jié)系統(tǒng)在現(xiàn)場安裝有一個變頻調(diào)速柜，柜內(nèi)安裝ABB-ACS600-55kW變頻器、PLC控制器、PID調(diào)節(jié)器和相應(yīng)的開關(guān)、接觸器等輔助設(shè)備。變頻由電氣主回路和控制回路兩部分構(gòu)成。

現(xiàn)場控制柜面板上安裝1#、2#泵啟停按鈕、遠(yuǎn)方及現(xiàn)場切換開關(guān)、聯(lián)鎖切換開關(guān)、變工頻切換開關(guān)、系統(tǒng)復(fù)位按鈕及狀態(tài)指示燈等控制設(shè)備。

三、系統(tǒng)調(diào)試

置控制柜面板上遠(yuǎn)方及現(xiàn)場開關(guān)為現(xiàn)場，通過控制柜面板可現(xiàn)場實現(xiàn)供油泵的啟停、工頻及變頻切換、1#、2#泵聯(lián)鎖。各種設(shè)備狀態(tài)指示正確。

置控制柜面板上遠(yuǎn)方及現(xiàn)場開關(guān)為遠(yuǎn)方，面板上還設(shè)有聯(lián)鎖切換開關(guān)，實現(xiàn)DCS遠(yuǎn)方控制。DCS系統(tǒng)能控制供油泵的啟停、1#和2#泵的聯(lián)鎖，手動與自動的切換。操作到位，動作正確。

1#泵作變頻運行，2#泵作工頻備用，啟動2#泵，工頻正常運行；2#泵作變頻運行，1#泵作工頻備用，啟動1#泵，工頻正常運行。

1#泵作工頻運行，2#泵作變頻備用，啟動2#泵，變頻正常運行；2#泵作工頻運行，1#泵作變頻備用，啟動1#泵，變頻正常運行。

當(dāng)PLC發(fā)出故障信號后，停運行泵，聯(lián)動備用泵。設(shè)置PID調(diào)節(jié)器參數(shù)比例帶為120%、積分時間60s，設(shè)置轉(zhuǎn)速的高低限。DCS手動與自動切換為自動，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)油壓，油壓在設(shè)定值2.4±0.05MPa。

四、特點

供油泵自動控制系統(tǒng)改造后，采用閉環(huán)負(fù)反饋控制原理，系統(tǒng)中自帶PID對油壓自動進行調(diào)節(jié)。系統(tǒng)中設(shè)計有手動與自動控制，手動控制時，變頻調(diào)速器通過外界的給定信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；自動控制時，通過PID運算后輸出信號給變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。改造后主要有如下特點：通過改變電機電源的頻率，來改變電機的轉(zhuǎn)速，從而改變泵的出力以控制油壓；對原系統(tǒng)改變不大，泵和電機不更換；可實現(xiàn)泵的軟啟動，延長電機壽命，電機轉(zhuǎn)速平穩(wěn)；減小了泵軸承磨損及發(fā)熱，延長泵的壽命；具有過流、過載、過熱、欠壓、短路、缺相等多種保護功能，提高了設(shè)備安全系數(shù)；調(diào)節(jié)精度高；既能就地自動控制，又可以和DCS系統(tǒng)連接，實現(xiàn)遠(yuǎn)方操作及監(jiān)控；設(shè)備簡潔，維護工作量少。

五、效果

供油泵變頻調(diào)速系統(tǒng)改造后，各項技術(shù)指標(biāo)達到了較高水平，既解決了生產(chǎn)難題，又取得了很好的經(jīng)濟效益，油罐溫度由原來的42℃降到37℃。

由于采用變頻技術(shù)直接控制油壓，自動性能良好，油壓穩(wěn)定，響應(yīng)迅速，有利于鍋爐油槍點火。由于減小了回油，壓力穩(wěn)定，降低了耗電量，供油泵電流由83A降為48A。年節(jié)約電費約6.7萬元，不到1年即收回投資。

由于減少了回油量、降低了油溫，取消了油罐噴淋，減少了維護，減緩了腐蝕，并節(jié)約水費約5.2萬元/年。電機實現(xiàn)軟啟動，延長了運行周期。控制系統(tǒng)的完善、穩(wěn)定，熱工維護工作量也相應(yīng)減少。

[1]張力.電站鍋爐原理 [M].重慶大學(xué)出版社，2009.