磁悬浮风机_窑尾送煤空气悬浮风机电流波动

窑尾送煤空气悬浮风机电流波动：变频器选型原则和注意事项

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窑尾送煤空气悬浮风机电流波动：技术丨申克煤粉秤的改造升级实践

　　原标题：技术丨申克煤粉秤的改造升级实践

　　引 言

　　申克煤粉秤在水泥行业中有着广泛的应用，其以结构简单紧凑，性能稳定可靠的特点深受广大用户的喜爱。笔者根据多年现场使用经验，总结了一些实际使用中存在的问题，如电动机变频器一体化结构在高温季节容易出现过热的问题，电控系统因现场环境、振动引发的线路问题，输送管道阻力变化等引发的工艺系统问题，并对这些问题进行改造，本文对此做一总结。

　　申克煤粉秤使用现状

　　我公司二分公司一线4?000 t/d熟料生产线于2003年建成投产。回转窑规格为Φ4.8 m×72 m，煤粉秤为申克转子计量秤，型号为MULTICOR-K40，喂料能力为窑头0~15.3 t/h，窑尾0~23.5 t/h，计量精度为1%，已使用15年，电控系统、气路系统、工艺系统等方面的问题逐步出现。

　　1）电控系统的问题

　　DCS系统与现场秤体的控制采用点对点的方式，传入DCS系统的信号相对较少，基本信号为备妥、运行、驱动、综合故障、流量给定、反馈、故障复位等，而对于各台变频电动机的电流和实际运行频率等信号不能有效监控，当设备发生故障停车时，无法快速发现问题。特别是在夏季，环境温度达到40 ℃时，现场变频器电动机温度高达70 ℃，变频驱动电动机采用集成一体化结构的形式散热效果不佳，存在较大的运行隐患，控制系统也随设备安装于现场，出现临停故障后，需要通过申克仪表管理软件easyserver在线监测控制系统时，对于热工设备，不能快速地处理好故障，其带来的止料停窑损失是非常大的。

　　2）气路系统的问题

　　压缩空气压力波动，当压力低于设定值0.25 MPa后，对空气轴承的保护造成秤的保护停车。在压缩空气管网中，由于袋收器气缸漏气、管路泄压等引发的短时间压缩空气压力低的问题时有发生，从而造成秤的保护停机。

　　3）煤粉秤产生波动的问题

　　在生产运行中，受煤粉仓压变化、煤粉下料特性、管道输送阻力变化的影响，空气悬浮风机的电流存在约3~4 A的波动，从煅烧窑况分析也明显反映出了煤粉量的波动，特别是头煤的波动，给煅烧带来非常大的影响。

　　采取的措施

　　2.1　电控系统改造

　　将原来变频器、电动机和控制系统的一体化结构改为分体式结构，通过线路改造将申克秤的控制系统和变频器移至环境较好的电力室。增加两台外置的ABB变频器ACS550直接控制预给料机电动机和测量电动机。并修改相应的DCS程序，增加变频器直接驱动模式，在申克秤有问题或其他紧急情况下可实现中控“一键切换”为变频直接驱动模式，避免因秤的问题导致停窑事故的发生。修改后的系统框图见图1（图中只标识预给料机部分图纸）。改进后的现场照片见图2。

　　图1　修改后电控系统框图

　　图2　改进后电控系统现场照片

　　2.2　气路系统改造

　　为解决压缩空气压力波动造成秤保护停机的问题，在秤体所在压缩空气支路增加储气罐，通过储气罐的缓冲作用减少压力波动。同时在管网主要支路增加压力监测节点，并将此信号远程送到DCS系统并形成历史曲线，便于监测并迅速发现故障点，保障设备安全运行。

　　2.3　煤粉秤产生波动的分析与处理

　　煤粉称重输送系统是由煤粉称重仓、圆盘给料机、科里奥利秤、输送风机（空气悬浮风机）和煤粉输送管道等设备组成。每一个环节的设备都可能影响整个输送系统的稳定。另外，煤粉的属性（水分、残余、密度等）也会影响系统的稳定。煤粉秤产生波动的分析见表1。

　　表1　煤粉秤产生波动的分析

　　以上故障现象，我公司申克秤在运行过程中均有发生，下面以我公司近期发生的案例进行分析。A线窑头申克煤粉秤的给定与反馈流量跟踪效果显示较好，但是设定流量在8~12 t/h时，空气悬浮风机电流却存在较大的周期性波动，约3~4 A，见图3。

　　图3　空气悬浮风机电流波动

　　通过在线监测秤的称重负荷，曲线比较平稳。给料机转子测量稍有磨损，但根据空气悬浮风机电流周期波动的特点分析，判定为非主要原因。通过easyserver软件修改控制参数后有一定效果，但并未解决问题，判定为非主要原因。接下来重点分析管道阻力变化的情况，窑头煤粉输送管道为长约70 m的水平管道，煤粉的水平气力输送依照其在竖直方向上的浓度差异大致可以分为稀相输送（又称为稳流输送）和双相输送。随着煤粉浓度的进一步加大，当管道阻力发生变化后，在某个值时会使系统转变为脉冲输送且呈现周期性的振荡状态，引起空气悬浮风机电流周期性波动。随后现场检查发现，窑头燃烧器连接的圆形软管变形（见图4），更换后，空气悬浮风机电流波动由3~4 A降低到1~2 A，从煅烧窑况分析也明显反映出了煤粉量的稳定，周期性波动振荡的问题得以解决（见图5）。

　　图4　燃烧器连接软管变形

　　图5　更换软管后空气悬浮风机电流

　　应用效果

　　（1）在正常情况下，使用申克秤的流量控制模式，在申克秤有问题或其他紧急情况下可由中控一键切换到变频模式，避免因秤的问题导致停窑事故的发生。由于外置变频器具有直观的可视化参数界面，便于观测电动机的运行参数和状态，也可以修改变频器的参数，极锦工方便了对设备的操作和维护。同时由于电力室内配有空调设施，环境相对较好，大锦工降低了设备的故障率。

　　（2）压缩空气的管理，保证了煤粉秤安全运行的要求，减少了气路系统问题引起的停车事故。

　　（3）通过查找煤粉秤波动的原因，提高了处理问题的能力和效率，使煤粉秤运行平稳，为煅烧提供了一个稳定可靠的环境。

　　作者单位：河北金隅鼎鑫水泥有限公司

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