第38卷第5期化工設(shè)計通訊2012年10月Chemical Engineering Design Communications氣化沉降槽底流泵節(jié)能改造顏景鑾[新能鳳凰(滕州)能源有限公司，山東滕州277527]摘要:介紹了德士古氣化渣水系統(tǒng)沉降槽底流泵運行狀況，節(jié)能改造方案，以及改造后的效果。關(guān)鍵詞:底流泵;節(jié)能;變頻器;調(diào)速控制中圈分類號: TQ113. 25+1文獻標志碼: B文章編號: 1003-6490<2012)05-0031-04Energy-Saving Revamping for Underflow Pump of Gasification Sedimentation TankYAN Jing-luan[Xinneng Phoenix( Tengzhou) Energy Co., Ltd., Tengzhou Shandong 277527. China]Abstract:Describe the operation conditions of underflow pump of sedimentation tank in Texacogasification slag water system, the energy- saving revamping programme and the effects afterrevamping.Key words: underflow pump ;energy-saving;frequency converter ;speed control德士古氣化沉降槽的作用是收集真空閃蒸處大，介質(zhì)顆粒硬，泵內(nèi)件磨蝕嚴重，泵軸向力不理后的黑水。黑水含固量約為1%，經(jīng)澄清槽沉平衡，葉輪鎖緊螺栓經(jīng)常斷裂，并且由于泵腔內(nèi)降細渣，最終沉降物為含固量約20%的渣水，流速高，軸向推力大，泵內(nèi)件磨蝕嚴重，閥體幾從沉降槽底部排出，澄清槽底部的細渣漿經(jīng)底流乎每周都會磨穿，設(shè)備經(jīng)常性故障維修。由于設(shè)泵抽出，通過管道運輸，送往過濾機給料槽，經(jīng)備的選擇都是按最大負荷情況來選型，在實際運由過濾機給料泵加壓后送至真空過濾機脫水，渣行中設(shè)備留有很大的裕量，利用出口閥門開度大餅外送。底流泵的穩(wěn)定運行，決定著氣化系統(tǒng)渣小來控制黑水流量和管網(wǎng)壓力，造成電動機運行水的可靠排出，影響著整個氣化系統(tǒng)生產(chǎn)的穩(wěn)定，效率較低，電能浪費大。黑水到處溢流，污染了運行。現(xiàn)場環(huán)境。同時現(xiàn)場操作人員的勞動強度較大，不能有效避免事故的擴大，故而威脅著生產(chǎn)的安1現(xiàn)狀及改造原 因全穩(wěn)定運行。為解決上述問題，降低節(jié)流損失，我公司氣化渣水沉降槽底流泵共兩臺，型號根據(jù)工藝需求，實現(xiàn)任意調(diào)節(jié)流量，減輕現(xiàn)場操GLZ60-400，功率22 kW,流量為40m2/h,揚作人員勞動強度，保障今后雙爐運行時能夠達到程43m，轉(zhuǎn)速1 450 r/min。配置電機型號為設(shè)計負荷輸出，經(jīng)論證，決定對氣化沉降槽底流YB2-180L-4，功率22 kW，額定電流43.1 A，泵電 氣部分進行節(jié)能改造。轉(zhuǎn)速740r/min，功率因素0.85。底流泵控制方2改造方案式為現(xiàn)場操作柱控制開、停車，閥門開度由現(xiàn)場操作工手動操作控制，單臺底流泵設(shè)計為滿足雙2.1改造 模擬驗證爐負荷運行。在氣化303變電所內(nèi)改造安裝兩套額定容量由于開車以來一直是單爐運行，流量控制較為22kW的變頻調(diào)速系統(tǒng)，與現(xiàn)場底流泵及電小，- -般為15m3/h左右，致使泵出口閥長期處機相匹配，流量控制由原來的節(jié)流控制改為變頻于小開度狀態(tài)，節(jié)流損失嚴重，能耗大，實際揚調(diào)速控制。程遠遠大于設(shè)計揚程。泵內(nèi)顆粒介質(zhì)循環(huán)量較根據(jù)工藝現(xiàn)狀和現(xiàn)場實際情況，對氣化配電收稿日期: 2012-07-17作者簡介:顏景鑾(1971-). 男，山東滕州人，助理工程師，主要從事化工電氣設(shè)備的技術(shù)管理工作?！?2●化工設(shè)計通訊第38卷室以及底流泵設(shè)備原回路安裝配置情況逐一核設(shè)定不同的啟動轉(zhuǎn)矩，這樣可以滿足沉降槽底流對，從變頻設(shè)備安裝位置的安全可靠性、電氣元泵無論是單臺氣化爐運行或者雙氣化爐運行都能器件選型與配置的合理性以及每一處二次回路增順利啟動和控制。在開環(huán)和閉環(huán)時的轉(zhuǎn)矩響應時減的必要性都進行認真分析，制訂出改造方案，間均小于 5 ms，速度的靜態(tài)精度可以達到繪制改造施工圖紙。改造之前，聯(lián)系工藝，在不0.01%，動態(tài)精度可以到0. 1%，其力矩階躍上影響渣水穩(wěn)定運行的情況下，先單獨用一臺升時間小于5ms，比FVC控制方式至少少一.22 kW變頻器連接到底流泵的熱備用回路上，用半，動態(tài)控制精度比FVC高出一個數(shù)量級，即變頻器的面板控制和操作，在氣化配電室進行實ACS510-01-046A-4變頻器完全能滿足底流泵工際帶負荷開、停車及調(diào)速試驗。實驗結(jié)果證明,藝控制的要求。變頻器安裝在配電室內(nèi)，變頻器產(chǎn)生的高次諧波3傳動配置與驗證不會對周圍正在運行的生產(chǎn)設(shè)備及整個氣化系統(tǒng)造成干擾，同時變頻器與現(xiàn)場沉降槽底流泵電機3.1 主要設(shè)備一覽表(表1)的遠距離設(shè)置不影響沉降槽底流泵模擬量與控制表1主要設(shè)備一覽表量信號的傳輸與調(diào)節(jié)。品名規(guī)格/型號數(shù)量2.2傳動 系統(tǒng)組成及工作原理傳動系統(tǒng)電氣部分主要由1臺變頻器柜(內(nèi)低壓配電柜GDG-02/G. 2200X840X650mm 1 面ABB變頻器ACS510-01-046A-42臺置2臺ABB ACS510-01-046A-4變頻器)、2臺前后護板及泵殼GL.265-4002套現(xiàn)場就地控制操作柱(改造)和2臺4極22kW鼠籠式三相異步電機組成。對底流泵運轉(zhuǎn)速度的控3.2配電柜改造制改造后，可實現(xiàn)自動和手動兩種方式，手動調(diào)對兩臺煤漿槽底流泵，在保障氣化渣水系統(tǒng)速由人工通過配電室內(nèi)變頻器面板的操作完成;正常運行的情況下逐臺改造，聯(lián)系工藝，一臺監(jiān)自動調(diào)速由DCS控制室操作人員通過對渣水整控運行，一臺實施改造。按照改造方案，制作配體工藝指標的監(jiān)控，給定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)命令，通過4電柜槽鋼基礎(chǔ)，安裝變頻器配電柜，在柜內(nèi)配置~20mA模擬信號完成。操作工發(fā)出啟動指令，ACS510-01 -046A-4變頻器和隔離開關(guān)、斷路器、變頻器由0 Hz開始加速，通過后臺調(diào)速后，轉(zhuǎn)控制開關(guān)、電流互感器、繼電器等電器元件。優(yōu)速達到符合工藝要求的速度運行。底流泵設(shè)備的化原配電柜配置，拆除原回路的靜態(tài)中間繼電器開、停車操作，也能實現(xiàn)現(xiàn)場就地和DCS中控KA1~KA7、接觸器、低壓電動機綜合保護器，室遠程控制操作?？紤]到沉降槽底流泵控制的安在原配電柜上實現(xiàn)主、控回路的電纜跨接。依據(jù)全性問題，采用電纜- -對一信號傳輸控制，正向改造圖紙對變頻器柜內(nèi)繼電器及現(xiàn)場操作柱開停運行信號連接到變頻器的DI1輸入點，完成變頻車按鈕、 指示燈、轉(zhuǎn)換開關(guān)、電流表等重新配器的啟動、停車控制。線。2.3變頻器 的選型3.3 變頻器接線當前，交流變頻調(diào)速系統(tǒng)主要為矢量控制和正確連接變頻器主回路和控制回路的電纜線直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)。DTC交流調(diào)速系統(tǒng)可以非常重要。如果主回路和控制回路接線錯誤，可獲得比矢量控制快得多的轉(zhuǎn)矩響應，DTC動態(tài)能不能完成所設(shè)計的工作，甚至燒毀變頻器。尤控制精度比矢量控制精度高出五個數(shù)量級，即便其是主回路，對主回路電源輸人端(U、V、在低速運行、電網(wǎng)供電質(zhì)量不好、波形發(fā)生畸變W,)和主回路輸出端(U2、V2、W2)要非常慎重，時，DTC仍然能保持較高的控制精度。目前，必須確認，不能接錯。主回路輸人端(U、V1、市面上各種品牌的變頻器控制方式多數(shù)采用矢量W.)用于接受從原沉降槽底流泵配電柜回路引人控制，而ABB變頻器采用獨特的直接轉(zhuǎn)矩方式的電源進線，為三相交流電源;主回路輸出端控制，因此我們在改造中選用電壓等級為400 V(U2、V2、W2)用于輸出沉降槽底流泵現(xiàn)場三相的ABB ACS800系列ACS510-01-046A-4型變頻交流異步電動機接線盒的信號，通過變頻調(diào)速驅(qū)器。該變頻器具有以下功能:采用DTC，可以動底流泵設(shè)備; 接地端，PE為接地標記，用于第5期顏景鑾:氣化沉降槽底流泵節(jié)能改造●33.變頻器外殼與大地的連接。表2 ABB變頻器參數(shù)變頻器控制回路接線相對簡單，按照改造圖序號設(shè)定說明紙正確接線即可。變頻器控制回路至現(xiàn)場操作箱1001外部命令的控制線包括VREF+、Al1+ GDN, 是來自11011020控制盤給定外部控制選揮現(xiàn)場電位器的模擬輸人信號，DI1、 +24 V.11032給定選擇D112、D114為來自現(xiàn)場或DCS啟動/停機的模130120%Al1下限擬量輸入信號。當+24V和DI12打開，相應位100%Al1上限1304AI2下限置是EXTI,控制方式是“手動”。DI1、+24V.1305A12上限D(zhuǎn)I12為來自現(xiàn)場手動啟動/停機的模擬量輸入信15104mA輸出下限號。當關(guān)閉+24 V和DI12，控制方式是“自20 mA輸出上限1603358密碼動”，相應位置是EXT2, DI1、+24V. DI14為200343.1A定義電機電流的最大允許值來自DCS自動啟動/停機的模擬量輸人信號?？?205定義加速時間5s定義陂速時間制方式可以通過現(xiàn)場的控制面板上手動、自動轉(zhuǎn)3401102信號1參數(shù)換開關(guān)進行切換。變頻器至DCS控制室的模擬9901中文語言選擇信號包括調(diào)速信號、電流信號、速度信號。990手動/自動選擇應用宏程序380 V定義電機額定電壓值3.4 變頻器的檢查、調(diào)試9906定義電機額定電流值核對接線是否正確，尤其注意主回路端子的990750Hz定義電機額定頻率接線要正確，檢查確認變頻器電源輸人端子經(jīng)過99081 470 r/min定義電機額定速度9909。22kW定義電機額定功率空氣開關(guān)接到電源上:檢查各端子間和各暴露的帶電部分有無短路和接地現(xiàn)象;確認端子連接、4考核描述插接式連接器和螺釘?shù)染o固無松動;確認各操作4.1 考核依據(jù)開關(guān)均處于斷開位置，保證電源投入時變頻器不.會啟動或發(fā)生異常動作;確認電機未接入。檢查(1)《沉降槽底流泵改造項目申報表》確認變頻器銘牌標簽的電壓、頻率等級是否與電(2) 2011 年8月~2011年10月運行數(shù)據(jù)網(wǎng)吻合。無誤后送電，依據(jù)底流泵本體、底流泵4.2考核說明電機數(shù)據(jù)以及變頻器說明書，結(jié)合實際狀況，制考核時間為2011年8月8日9時~2011年訂變頻器參數(shù)表，設(shè)置參數(shù)，具體參數(shù)如表2。10月11日9時。采集改造后數(shù)據(jù)，與2011年8然后再次通電，在氣化低壓配電室用變頻器月以前未改造數(shù)據(jù)進行比較，核算節(jié)電率及經(jīng)濟面板操作，將運行變頻器頻率升至50Hz，測試效益。變頻器輸出端U、V、W三相輸出電壓平衡;測4.3考 核數(shù)據(jù)試完畢，變頻器風扇停止工作，斷電后觀察控制(1)電機功率盤液晶顯示器數(shù)秒鐘后完全無顯示。繼而連接電電機功率P=UXIX√3X cos中機接線，聯(lián)系工藝對沉降槽底流泵進行正常開停節(jié)電率=(改造前電機功率-改造后電機功車操作和就地、遠控調(diào)速操作，設(shè)備帶負荷運行率)/改造前電機功率X 100%試驗。(2)考核數(shù)據(jù)計算結(jié)果(表3)表3考核數(shù)據(jù)計算結(jié)果日期進線電壓/V進 線電流/A功率因數(shù)cos中進線功率/kW節(jié) 電率/%2011年8月以前380350.92110月11日9.00~10月12日9.008. 8857. 6910月12日9:00~10月13日9:00807.1066. 1510月13日9,00~10月14日9.0016. 69.8353. 1772h考核平均值14. 878.6159.01