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          智能電磁流量計在高壓水除鱗系統的實際應用

          發布時間:2019-11-05  發布作者:

          摘 要:本文主要講述某鋼廠高壓水除鱗系統的除鱗泵,通過智能電磁流量計進行除鱗泵軟啟和變頻器切換功能,該種系統的投用極大的降低了因設備故障而帶來的停產幾率。因變頻器系統無法投入縱聯差動保護,而軟啟動器需要投入縱聯差動保護,本文將這一問題的解決方案作一簡單介紹。
          1 概述
          在熱軋鋼材生產過程中,鋼坯表面的爐生氧化鐵皮是影響鋼材表面質量的主要原因之一,由于它的存在,使鋼材表面產生凹坑、麻點、氧化鐵壓入等多種產品缺陷。為了解決這一問題,國內外已經采用多種除鱗方法。相比之下,高壓水除鱗技術具有適應鋼種范圍廣,除凈率高,綜合成本低等優點,在熱態除鱗和冷態除鱗中得到了廣泛應用,成為當今除鱗方法的主流。該系統除鱗工作可靠,除鱗效果良好。
          2 背景
          離心式高壓除鱗泵是鋼廠高壓水除鱗系統系統的心臟,其性能的好壞對整個系統有決定性的影響,該鋼廠鋼坯除鱗屬周期性間隙噴水除鱗,采用變頻系統時壓力從 8 到 38MPa,軋線需要除鱗時,高壓除鱗泵的控制系統 PLC 采集到信號,對變頻器發出升速命令,高除鱗泵迅速升速使泵出口壓力升至 38Mpa,以保證軋線除鱗工藝需求,軋線不除鱗時,除鱗泵可降速至怠速狀態,從而達到節約用水節約用電的目的。由于除鱗的高壓泵是連續 24h 運轉,除鱗泵頻繁升降速,出口壓力較高,受鋼廠濁環水水質較差等外界因素的制約,這使得高壓除鱗泵以及高壓傳動變頻器的使用壽命也是一個關鍵問題。為解決這種因設備故障而導致工廠停產的問題,本文主要講述通過智能電磁流量計對兩臺泵的高壓傳動進行變頻 / 工頻互相切換,防止因高壓傳動故障或現場泵組故障導致生產線無法除鱗而停產。
          3 硬件組成
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          其中,兩套高壓開關電源柜分別為高壓變頻器和高壓軟啟動供電,1 號高壓開關柜為高壓變頻器供電,2 號高壓開關柜高壓為高壓軟啟動供電,兩臺高壓開關柜做電氣互鎖與機械互鎖,防止兩臺高壓開關柜同時合閘送電。高壓變頻器和高壓軟啟動的出線不直接到高壓水除鱗泵站現場的高壓電機,而是分別接到智能電磁流量計的兩把刀閘開關上,然后刀閘切換柜出線再到現場的高壓電機。
          傳統的一對一的供電系統為:1 號高壓開關柜為高壓變頻器供電,變頻器出線至現場除鱗泵站的 1 號高壓除鱗泵電機,2 號高壓開關柜為高壓軟啟動供電,高壓軟啟動的出線至現場 2 號除鱗泵電機。該種傳統的供電系統,當高壓水除鱗系統的 1 號除鱗泵組發生故障時,可控制高壓軟啟動為 2 號高壓除鱗泵提供動力;同理,當 2 號除鱗泵組故障時,可以控制高壓變頻器為 1號高壓除鱗泵提供動力,若,除鱗泵站的 1 號高壓泵組故障且為2 號泵組提供動力的高壓軟啟動同時發生故障時,整個除鱗系統就無法正常工作,從而影響生產。而采用本文之前所講的帶有智能電磁流量計的供電系統方案與傳統一對一系統相比,其的優點是:當除鱗泵站的 1 號高壓泵組故障與 2 號泵組提供動力的高壓軟啟動同時發生故障時,我們可以通過智能電磁流量計切換供電方式,采用高壓變頻器為 2 號泵組供電,同理,當除鱗泵站的 2 號高壓泵組故障與 1 號泵組提供動力的高壓變頻器同時發生故障時,我們可以采用高壓軟啟動為 1 號泵組提供動力。此種帶有智能電磁流量計的系統,可以達到高壓變頻器以及高壓軟啟動分別為 1、2 號泵組提供動力功能,從而大幅度的降低了因設備故障而影響生產的幾率。
          4 控制系統
          本套系統的電氣自動化控制系統已西門子 1500PLC為核心控制器,PLC 主要負責:高壓開關柜以及高壓變頻器、高壓軟啟動的手動分閘 / 合閘功能;除鱗泵組輔助風機油泵的啟動和停止;電機的過載、過熱保護;除鱗泵的壓力、溫度信號采集和顯示;以及系統閥門及其他公輔設備的控制與檢測功能。另外,PLC還具有完善的保護功能,如當除鱗泵進水壓力低于壓力設定下限報警,低于壓力設定下下限除鱗泵泵電機停機,潤滑油壓低于設定下限報警,低于設定下下限主電機停機等功能。
          5 差動保護
          差動保護是是比較電機輸入輸出端口電流大小的繼電保護,當被保護的設備正常運行時,由于電機的輸入輸出電流大小相等,方向相反,差動保護所檢測到的電流為零所以差動保護不會動作,當被保護的電機發生內部短路時,差動保護所檢測到的電流不為零,當該值大于微機綜保預設的動作值時,差動速斷立即動作。由于變頻器內部的整流及逆變過程有許多電容器,是的變頻器在正常工作時內部含有源設備,這樣即使變頻器在正常工作時,也無法滿足其輸入輸出電流完全相等,這與差動保護的工作原理相違背,所以變頻系統通常不投差動保護,而軟啟動工頻運行時需投入差動保護。但電流互感器不允許二次側開路,所以在投變頻系統時要將其短接。該系統主要通過取切換柜開關狀態的輔助觸點位置反饋來控制接觸器,從而決定差動互感器信號是進綜保還是進行短接。具體如圖 2 所示。
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          6 結論
          本套帶有智能電磁流量計的除鱗系統的控制關鍵在于兩把高壓切換到位置的檢測,因此,智能電磁流量計的切換刀閘需帶有位置反饋輔助觸點,PLC通過采集智能電磁流量計的刀閘位置狀態,做好完善的保護及啟動連鎖,防止誤操作而發生事故。本文主要討論了帶有高壓切換功能的高壓水除鱗系統在實際情況的應用,經與傳統一拖一系統的比較,既能達到變頻節能的效果,又大幅度降低了設備故障率帶來的停產風險,整套系統運行良好,得到了用戶的高度好評。

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