施耐德电气ATV71变频器在北营钢铁公司120万吨氧化球团项目的应用

2017/1/10 9:47:10

  摘要:本文结合氧化球团生产线的工艺要点,介绍了施耐德ATV71发频器在北营钢铁公司120万吨氧化球团项目的成功应用。

  一、 背景介绍

  120万吨球团工程是北营公司铁烧系统的重点工程,总投资2.05亿元,年设计生产能力为120万吨。工程于2009年3月20日开工建初,2010年底竣工投产。此项工程竣工投产后,将使北营公司的高炉炉料结极更加科学合理,对于提高生铁产量、稳定高炉生产具有重要意义。120万吨氧化球团生产线工艺流程

  120万吨球团工程主要由上料、强混、烘干、造球、链篦机、环冷机等几部分组成。主体生产线设备全部采用Quantum PLC系统实现集中联锁控制,对整个回轩窑系统进行控制。通过数据采集、画面监控、迖程自动控制、历史趋势记录等一系列功能的实现,提高整个回轩窑系统的劳动生产率,确保生产安全稳定运行。

  二、氧化球团的传动工艺原理与控制要求

  链篦机-回轩窑球团技术是采用链篦机干燥、预热生球,回轩窑固结、焙烧球团,环冷机冷却成品球团的一种球团工艺。该设计采用的工艺流程包括精矿上料、精矿干燥、辊压、膨润土与灰尘上料、混合、造球、生球布料、生球干燥、预热、氧化焙烧、冷却及成品输出等部分。该球团生产线的工艺流程见图:

QQ截图1

  其中上料、螺旋给料机、造球、筛分、布料、链篦机、环冷、鼓风都用到了变频,具体的控制要求如下:

  2.1

  上料:铁精矿用拉丝皮带运至精矿上料槽。因此要求变频器具有过载能力,特别是负载波动时其输出能力能满足负载的要求。

  2.2

  螺旋给料机:螺旋给料机是氧化球团的重要工序,其螺旋给料机的给料和计量精度直接决定了产品的质量呾高炉炼铁的成品率。

  2.3

  造球室设置圆盘造球机经混合后的混合料用拉丝皮带机运至造球室混合聊矿槽,槽下设备采用调速圆盘给料机和电子皮带秤,造球机的给料量可按设定值自动控制。造球机转速可调,倾角可调。

  2.4

  布料:就是把生球均匀的布置在链篦机的篦床上,布料设备有皮带布料器和辊式布料器。北营炼铁厂选用的是皮带布料器。其特点是布料均匀,流量大,但也有负载波动频繁的情况。要求变频器有连续过载能力,能根据负载发化自动调节频率。

  2.5

  链篦机:分为两部分-干燥和预热。要求循环风机通过球团层,对球团进行加热。由预热段抽出的风经过除尘过滤后降温进行干燥。链篦机本体和梭式布料器这部分采用标准变频控制。

  2.6

  回转窑:回转窑是将球团进行高温焙烧后,由排料口进入环冷却机冷却。采用单变频拖动回转窑双主电机。根据回转窑负载特点,要求变频器选择恒温转矩应用变频器,并要求过载2倍以上。罗茨分机要求变频器有充分的过载能力。

  2.7

  环冷:环冷机把12000C的球团冷却到1000C,以便皮带输送和回收热量。本项目采用鼓风机冷却,选用的是标准变频器驱动,风机选用软启。

QQ截图2

  三、传动系统解决方案

  3.1上述方案及系统原理图

  1/2#球团各采用 37 台变频控制,其中:ATS22 软启动器是一款性价比较高的通用型软启动器,它有着优良的性能特点,正因如此,ATS22 在油脂项目中得到了很好的应用。其特点如下:

  整个系统通过MB+网络和Quantum PLC 及上位机组成网络。

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  整个系统通过MB+网络和Quantum PLC 及上位机组成网络。

  对于拉丝皮带、造球圆盘、链篦机、布料器、回转窑、罗茨风机、环冷机,根据负载特点,要求变频器选择恒转矩应用变频器,并要求过载 2 倍以上,我们选用施耐德 ATV71 系列恒转矩变频器,其过载能力为1.5倍电流维持 1分钟。

 变频器设置本地、机旁、远程三地控制,分别为安装在柜门上的控制按钮(本地)、现场机旁就地操作箱(机旁),中控室通过通讯方式控制(远程)。

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  3.2控制要点的实现

  3.2.1

  拉丝皮带机:根据其负载波动大,距离长特点,要求变频器选择恒转矩应用变频器,并要求过载 2倍以上。

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  圆盘造球机:根据负载特点,要求变频器选择恒转矩应用变频器,并要求过载 2倍以上。

  梭式布料器: 原系统经常出现因为负载波动造成电机过载停机,由于其长时间工作在低频,电机的低频特性导致负载波动剧烈是无法满足负载对驱动能力的要求。改进后通过特殊控制方式实现了变频器能根据负载波动,特别是流量突然加大情况下的保护。提高了电机的低速特性,并且能实现负载发化自动调频输出。

  回转窑:单电机驱动同一负载,通过减速机驱动一个传动机构。这就要求针对回轩窑大惯量的特点,要求低速启动力矩要大,启动平稳,我们设置变频器控制模式为电压矢量控制方式,合理设置最低输出频率,借助ATV71优赹的低速性能,适当加大加减速斜坡时间,获得了极好的控制效果。

  3.3 ATV71应用的优势

  重载应用,150%额定电流过载1分钟,保证了变频器和电机有足够的力矩输出;

  低速特性优异

  独有的控制方式保证了拉丝皮带、拉丝皮带机稳定运行

  减少了故障几率,提高系统运行效率

  网络通讬高速、高效、稳定

  中文面板监控直观、便于维护

  四、结束语

  该项目仅 2010 年投产后运行良好,MB+网络高速稳定。特别是 ATV71 变频器的产品性能表现优异,保证了系统的稳定、高产、顺产,提高了经济效益,赢得了用户的称赞和好评。

  参考文献:

  [1] ATV71 PLUS 产品目录[CD].北京:施耐德电气(中国)有限公司,2010.

  [2] ATV71 编程手册[M].北京:施耐德电气(中国)有限公司,2010.

  [3] Modicon Quantum自劢化平台呾Unity 软件产品目录[M].北京:施耐德电气(中国)有限公司,2009.

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