随着节能技术的推广应用,变频技术广泛应用于工业生产,它具有调速范围宽,调速精度高,启、制动平稳,可实现无极调速等优点。变频器用于风机、水泵等领域取得了显著的经济效益,在化工行业也发挥了重要作用。下面介绍我们将变频技术用于多喷嘴水煤浆气化高压煤浆泵中的情况。
1 工艺流程
多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工艺流程是,气化炉运行时,原料煤经过输送带、称量给料机精确计量与水及添加剂混合后进入磨煤机,制成合格的煤浆(质量百分比浓度不低于61%)。煤浆经过过滤,贮存在煤浆槽内,煤浆槽内的煤浆经高压煤浆泵加压后,通过新型气化炉的4个工艺烧嘴与空分来的氧气(纯度不低于99.6%)混合进入气化炉,在气化炉内完成高温高压的气化反应过程,生成合成气(主要成分是CO和H2)。在此工艺中,高压煤浆泵是新型水煤浆加压气化炉工艺系统的关键设备,它的运行好坏,运行可靠性直接影响整个气化工艺系统的长周期稳定运行,进而直接影响到整个化工装置的生产,影响到企业的生产效率及经济效益。
2 变频控制方案
2.1 方案的确定
在设计时,根据生产工艺负载的需要,计算出拖动负载电机的容量为200 kW。如果采用单电机拖动,电机直接启动,在启动和运行过程中,电机电流大,对电气设备、电缆要求等级高,这些都将增加投资成本。高压煤浆泵负载基本恒定、转速恒定,其最大的特点是要求速度长期稳定,同时要求动态恢复时间尽可能短,因此,高压煤浆泵传动系统要求的是高稳定性和快速动态响应。由于存在以上这些要求,通过多种方案论证、比较,同时为尽可能降低启动和运行过程中的电流,最后决定采用“一拖一传动”控制方案,即采用1台容量为200 kW的电机拖动负载,在传动控制系统中,由1台与电机额定功率相匹配的变频器拖动这台电动机。
2.2 传动系统组成及工作原理
传动系统电气部分主要由1台变频器柜(内置ABB ACS800-07-0400-3变频器)、1台电源配电柜、1台现场就地控制操作箱和1台4极200 kW鼠笼式三相异步电机组成。
操作工发出启动指令,选定变频器的固定频率50 Hz,变频器由0 Hz开始加速,通过调速后,转速达到符合工艺要求的速度运行。对高压煤浆泵运转速度的控制有自动和手动两种方式,手动调速由人工通过现场操作箱上的电位器完成;自动调速由自控DCS DC4~20 mA模拟信号完成。考虑到控制的安全性问题,采用电缆一对一信号传输控制,正向运行信号连接到变频器的DI1输入点,完成变频器的启动、停车控制。
3 变频器的选型
当前,交流变频调速系统主要为矢量控制和直接转矩控制(DTC)。DTC交流调速系....