變頻調(diào)速器在立磨分離器中的應(yīng)用

1　原系統(tǒng)情況

　　我廠1996年投產(chǎn)的2000t/d生產(chǎn)線原料制備采用了MPS3450立磨(或稱輥式磨)，粗、細(xì)粉分離采用的是油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)分離器。分離器調(diào)速原理是采用55kW油泵供油，通過(guò)調(diào)節(jié)油路中閥門開(kāi)度達(dá)到調(diào)節(jié)油量大小，最終達(dá)到控制油馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。原系統(tǒng)復(fù)雜，需要一個(gè)大油箱，油箱中裝有熱交換器、加熱器和過(guò)濾器，還裝有電接點(diǎn)溫度計(jì)用來(lái)控制加熱器的啟停。有時(shí)由于熱交換器損壞導(dǎo)致冷卻水滲透到油箱中，造成油水混合，每年光更換油就需幾萬(wàn)元。閥門調(diào)節(jié)通過(guò)控制一臺(tái)單相電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)開(kāi)度。由于需要經(jīng)常調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度，接觸器長(zhǎng)期點(diǎn)動(dòng)，容易損壞，又由于剩磁影響不能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)閥門。總之，原系統(tǒng)存在著能耗高，維護(hù)難，工藝操作不方便等缺點(diǎn)。

2　采用變頻器進(jìn)行改造

　　
2.1　設(shè)計(jì)選型
　　

經(jīng)過(guò)對(duì)其它水泥廠調(diào)查及輥式磨生產(chǎn)廠家建議，決定采用變頻器進(jìn)行調(diào)速。利用原有減速齒輪箱，去掉油馬達(dá)、油泵、油箱及其它附件，增加1臺(tái)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速齒輪箱直接驅(qū)動(dòng)分離器，齒輪箱減速比為18，而分離器正常轉(zhuǎn)速為25～35r/min，如選用6極電動(dòng)機(jī)，分離器最大轉(zhuǎn)速可達(dá)到54r/min，滿足工藝要求，結(jié)合機(jī)械力矩計(jì)算，決定采用Y180L-6，18.5kW電動(dòng)機(jī)，變頻器采用Siemens的MDV 2200/3。為了滿足現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與中央控制室組開(kāi)要求，在開(kāi)關(guān)柜上裝有一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在本控位置時(shí)，可以利用現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)停按鈕進(jìn)行起停，并利用電位器進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換到中控位置時(shí)，由中控進(jìn)行順序組開(kāi)，并可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

2.2　系統(tǒng)調(diào)試
　　

在調(diào)試過(guò)程中，變頻器工作正常，但正式投入生產(chǎn)后，變頻器不能正常工作，產(chǎn)生F001(直流過(guò)電壓)、F002(過(guò)電流)、F016(矢量控制方式不穩(wěn)定)故障報(bào)警，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，由于分離器處在一個(gè)大的氣路系統(tǒng)中，當(dāng)該氣路系統(tǒng)中的1臺(tái)1600kW風(fēng)機(jī)運(yùn)行后，分離器由于氣流帶動(dòng)也運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。這時(shí)如果變頻器電動(dòng)機(jī)不工作或當(dāng)變頻器給定速度比較低，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，變頻器內(nèi)部直流電壓高于正常整流電壓，這時(shí)觀察參數(shù)P134(DC直流電壓)，正常情況下直流電壓約為560V，此值與三相交流輸入電壓有關(guān)，也可用萬(wàn)用表測(cè)量變頻器DC+和DC-端子的兩端。如果此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，這時(shí)直流電壓超過(guò)560V，如內(nèi)部直流電壓升至800V，就會(huì)產(chǎn)生直流過(guò)電壓F001故障。另外，如果減速太快，由于分離器慣性大，電動(dòng)機(jī)也會(huì)處于發(fā)電狀態(tài)，也有可能引起F001故障。原因找到后，采用Siemens的電子制動(dòng)單元，型號(hào)為6SE3190-ODX87-2DA0，根據(jù)手冊(cè)介紹配以要求的20Ω的制動(dòng)電阻，制動(dòng)電阻采用的是國(guó)產(chǎn)ZX2型，瞬時(shí)最大制動(dòng)功率可達(dá)30kW，參數(shù)P003減速時(shí)間由默認(rèn)值10s逐漸增加到200s，這樣解決了F001過(guò)電壓故障。
　　

對(duì)于F002過(guò)電流故障，分析是由于系統(tǒng)慣量大，所需要加速時(shí)間長(zhǎng)，于是逐漸增加P002加速時(shí)間，由默認(rèn)值10s逐漸增加到180s，問(wèn)題得以解決。
　　

對(duì)于F016矢量控制方式不穩(wěn)定故障，分析是由于氣流不穩(wěn)或物料變化引起分離器負(fù)載變化，即引起系統(tǒng)慣量變化，把參數(shù)P77控制方式由矢量控制改為線性電壓/頻率方式，即把P007參數(shù)值設(shè)定由3改為0，工作正常。

3　使用效果

　　從1999年8月改造后，每年故障停機(jī)時(shí)間由原來(lái)100多小時(shí)降為零，立磨產(chǎn)量約為160t/h，每年增加生料產(chǎn)量16000t。每年節(jié)約油品損耗3萬(wàn)元，原油泵電動(dòng)機(jī)功耗為46kW，現(xiàn)分離器電動(dòng)機(jī)功耗為13kW，每小時(shí)節(jié)電約33kWh，每年節(jié)省10萬(wàn)多元電費(fèi)、油料費(fèi)用。改造共花3萬(wàn)多元，不到3個(gè)月就收回投資。
　　

改造后，操作員反映操作簡(jiǎn)便，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定；原料細(xì)度波動(dòng)小，化驗(yàn)室4900孔篩余量由8%～15%降至11%～12%，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，效果顯著。