变频调速器在立磨分离器中的应用

 
   

1　原系统情况 

　　我厂1996年投产的2000t/d生产线原料制备采用了MPS3450立磨(或称辊式磨)，粗、细粉分离采用的是油马达驱动分离器。分离器调速原理是采用55kW油泵供油，通过调节油路中阀门开度达到调节油量大小，最终达到控制油马达的转速。原系统复杂，需要一个大油箱，油箱中装有热交换器、加热器和过滤器，还装有电接点温度计用来控制加热器的启停。有时由于热交换器损坏导致冷却水渗透到油箱中，造成油水混合，每年光更换油就需几万元。阀门调节通过控制一台单相电动机正、反转来调节开度。由于需要经常调节阀门开度，接触器长期点动，容易损坏，又由于剩磁影响不能准确调节阀门。总之，原系统存在着能耗高，维护难，工艺操作不方便等缺点。

2　采用变频器进行改造

　　
2.1　设计选型
　　

经过对其它水泥厂调查及辊式磨生产厂家建议，决定采用变频器进行调速。利用原有减速齿轮箱，去掉油马达、油泵、油箱及其它附件，增加1台电动机，通过电动机带动减速齿轮箱直接驱动分离器，齿轮箱减速比为18，而分离器正常转速为25～35r/min，如选用6极电动机，分离器最大转速可达到54r/min，满足工艺要求，结合机械力矩计算，决定采用Y180L-6，18.5kW电动机，变频器采用Siemens的MDV 2200/3。为了满足现场调试与中央控制室组开要求，在开关柜上装有一个转换开关，当转换开关在本控位置时，可以利用现场开停按钮进行起停，并利用电位器进行转速调节，当转换开关切换到中控位置时，由中控进行顺序组开，并可以根据工艺要求进行转速调节。


2.2　系统调试
　　

在调试过程中，变频器工作正常，但正式投入生产后，变频器不能正常工作，产生F001(直流过电压)、F002(过电流)、F016(矢量控制方式不稳定)故障报警，经过分析发现，由于分离器处在一个大的气路系统中，当该气路系统中的1台1600kW风机运行后，分离器由于气流带动也运转起来。这时如果变频器电动机不工作或当变频器给定速度比较低，电动机处于发电状态，变频器内部直流电压高于正常整流电压，这时观察参数P134(DC直流电压)，正常情况下直流电压约为560V，此值与三相交流输入电压有关，也可用万用表测量变频器DC+和DC-端子的两端。如果此时电动机处于发电状态，这时直流电压超过560V，如内部直流电压升至800V，就会产生直流过电压F001故障。另外，如果减速太快，由于分离器惯性大，电动机也会处于发电状态，也有可能引起F001故障。原因找到后，采用Siemens的电子制动单元，型号为6SE3190-ODX87-2DA0，根据手册介绍配以要求的20Ω的制动电阻，制动电阻采用的是国产ZX2型，瞬时最大制动功率可达30kW，参数P003减速时间由默认值10s逐渐增加到200s，这样解决了F001过电压故障。
　　

对于F002过电流故障，分析是由于系统惯量大，所需要加速时间长，于是逐渐增加P002加速时间，由默认值10s逐渐增加到180s，问题得以解决。
　　

对于F016矢量控制方式不稳定故障，分析是由于气流不稳或物料变化引起分离器负载变化，即引起系统惯量变化，把参数P77控制方式由矢量控制改为线性电压/频率方式，即把P007参数值设定由3改为0，工作正常。

3　使用效果

　　从1999年8月改造后，每年故障停机时间由原来100多小时降为零，立磨产量约为160t/h，每年增加生料产量16000t。每年节约油品损耗3万元，原油泵电动机功耗为46kW，现分离器电动机功耗为13kW，每小时节电约33kWh，每年节省10万多元电费、油料费用。改造共花3万多元，不到3个月就收回投资。
　　

改造后，操作员反映操作简便，转速稳定；原料细度波动小，化验室4900孔筛余量由8%～15%降至11%～12%，产品质量稳定，效果显著。