淺談大型H型鋼生產(chǎn)線高壓水除鱗控制系統(tǒng)改造

鄒元甲

【摘 要】高壓水除鱗系統(tǒng)安裝在加熱爐到BD軋機(jī)之間，主要的作用為去除經(jīng)過(guò)加熱爐加熱后的軋件表面氧化鐵皮，使得軋件進(jìn)入軋機(jī)軋制時(shí)表面光潔，減少軋制時(shí)氧化鐵皮壓入、輥印等軋制質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)減少軋機(jī)軋制負(fù)荷，提升軋件表面質(zhì)量，滿足用戶對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量的要求，以提升H型鋼產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力。

【關(guān)鍵詞】大型H型鋼生產(chǎn)線；高壓水除鱗控制系統(tǒng)；改造

1.前言

高壓水除鱗系統(tǒng)原設(shè)計(jì)噴淋能力為200bar，正常運(yùn)行能力只能維持在180bar左右，對(duì)軋件表面除鱗效果只能滿足很少規(guī)格的需要。而隨著產(chǎn)品表面質(zhì)量要求的越發(fā)嚴(yán)格，以及現(xiàn)形勢(shì)下特殊鋼種軋制的數(shù)量增加，高壓水除鱗能力不足以及運(yùn)行不穩(wěn)定就成為保證產(chǎn)品質(zhì)量的瓶頸，因此對(duì)除鱗系統(tǒng)的改造勢(shì)在必行。為了提升H型鋼表面質(zhì)量，需要保證BD前軋制時(shí)的除鱗效果。高壓水除鱗現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)不同規(guī)格鋼種需要，需要壓力不同，壓力范圍在180bar～320bar之間，現(xiàn)場(chǎng)采用的泵組由于設(shè)計(jì)壓力低只有200bar，且泵組及管路極易出現(xiàn)問(wèn)題，無(wú)法保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)軋制的除鱗需要無(wú)法滿足，因此需要對(duì)除鱗系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

2.方案的設(shè)計(jì)

2.1除鱗泵

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)除鱗壓力需求，為了提升泵組運(yùn)行效率及減少泵組運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷，采用多臺(tái)除鱗泵共同工作，并最終匯總于一個(gè)輸出總管內(nèi)，這樣通過(guò)多個(gè)除鱗泵壓力的合計(jì)提供現(xiàn)場(chǎng)需要的除鱗壓力。

2.2電機(jī)控制

由于除鱗泵工作為平時(shí)空載運(yùn)行，除鱗時(shí)帶載輸出，根據(jù)除鱗泵的負(fù)荷要求，電機(jī)選擇為YVP 355L3-4 355KW，因此對(duì)除鱗泵電機(jī)的控制采用變頻控制為最合理，且最節(jié)能。

2.3控制系統(tǒng)

電機(jī)采用變頻控制，且現(xiàn)場(chǎng)位置、壓力、溫度、液位等檢測(cè)點(diǎn)很多，并且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作的需要，需要將操作柜分別安裝在不同位置，因此對(duì)于控制系統(tǒng)需要使用S7300PLC控制。

3.方案實(shí)施

3.1通過(guò)對(duì)高壓變頻器和低壓變頻器的比較，可以看出使用低壓變頻器能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)需要，并且安裝和控制都較為方便，因此可以確定使用低壓變頻器。

3.2為了在1#主電室內(nèi)騰出空間來(lái)安裝變頻器柜，需要在主電室內(nèi)移動(dòng)部分控制柜，牽涉到的主要移動(dòng)內(nèi)容如下：

（1）東面1p12電源柜（內(nèi)為自動(dòng)化及工業(yè)電視，變壓器風(fēng)機(jī)電源）進(jìn)線電源（兩路），改到出鋼機(jī)柜1p10內(nèi)原上料機(jī)處，增加兩斷路器（100A）。由26T母線改為25T母線。

（2）東側(cè)柜兩臺(tái)變壓器風(fēng)機(jī)柜拆除，拆除時(shí)需停加熱爐26T變壓器，及分?jǐn)嗄嘎?lián)，?；厮梅總溆秒娫?。兩個(gè)電源分別接自原上料機(jī)隔離上火及回水泵房電源下火。

（3）拆除西側(cè)四臺(tái)制動(dòng)電阻柜，移位到西邊后蓋小屋內(nèi)。其中最南邊電阻柜為上料機(jī)電阻柜，移位后將高壓水除磷1#泵控制柜（東側(cè)南邊第一臺(tái)）；另外三臺(tái)制動(dòng)電阻柜為上出料輥道及出料機(jī)，移位需重新敷設(shè)電阻電纜及柜內(nèi)風(fēng)扇220v電源。

備用上出料變頻器制動(dòng)電阻考慮安裝到一臺(tái)柜內(nèi)，與移位的電阻柜放置在一起，可利用回水泵房替換下的軟啟動(dòng)柜。

（4）26T進(jìn)線斷路器現(xiàn)為2000A，需要進(jìn)行更換為2500A。

（5）東側(cè)柜新加三臺(tái)變頻器柜，需要拆除兩臺(tái)風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)柜，變頻器上部母排需要與26t二段母排連接，連接時(shí)需將上料機(jī)柜內(nèi)增加母排進(jìn)行連接。同時(shí)由于空間不夠需要向南延伸，擋住電纜溝欄桿，欄桿需要處理。

（6）西側(cè)柜將三臺(tái)制動(dòng)電阻柜移走后新增三臺(tái)變頻器柜，需與25t二段母線連接，連接后可考慮同時(shí)將南側(cè)的兩臺(tái)水除磷軟啟動(dòng)柜、上出料機(jī)備用變頻器柜連接母排。

3.3現(xiàn)場(chǎng)安裝施工和調(diào)試

·預(yù)先敷設(shè)電纜橋架和敷設(shè)電纜，主要為電機(jī)主電纜和信號(hào)控制電纜，以及變頻器和PLC之間控制電纜。

·大修開(kāi)始時(shí)將加熱爐區(qū)域全面停電，實(shí)行變頻器母排和原低壓母排的并柜。

·現(xiàn)場(chǎng)電纜接線，并打點(diǎn)試車。

·電機(jī)設(shè)控制調(diào)試，并測(cè)試全面的連鎖信號(hào)。

·接好水源，帶水實(shí)際測(cè)試，測(cè)試不同泵組、不同轉(zhuǎn)速的壓力，并進(jìn)行記錄，作為今后啟用的基礎(chǔ)。

·調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)衛(wèi)控制。

·遠(yuǎn)程上位機(jī)控制調(diào)試，并編制操作說(shuō)明作為現(xiàn)場(chǎng)人員操作依據(jù)。

3.4除鱗控制系統(tǒng)通訊改造

通過(guò)對(duì)型鋼廠生產(chǎn)以來(lái)的PLC信號(hào)干擾問(wèn)題解決方案比較，在單獨(dú)制定接地、DP電纜全程穿管的情況下，干擾信號(hào)仍無(wú)法屏蔽，則證明DP通訊對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境無(wú)法保證通訊效果，應(yīng)考慮改用抗干擾能力強(qiáng)的光纖通訊方式。

3.5變頻器柜內(nèi)出線電抗器改造

變頻器柜內(nèi)出線電抗器在系統(tǒng)投入運(yùn)行后，表現(xiàn)出發(fā)熱嚴(yán)重及噪音極大的問(wèn)題，電抗器繞組發(fā)熱溫度最高達(dá)到120°c，已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大溫度允許，而正常情況下電抗器溫度應(yīng)在50度左右；且由于電抗器設(shè)計(jì)問(wèn)題，噪音極大，不論實(shí)在空載還是滿載情況下都發(fā)出尖銳的噪音。

3.5.1變頻器輸出側(cè)電抗器主要作用有：

·提高輸出高頻阻抗，減低高頻漏電流，保護(hù)變頻器。

·有效降低IGBT輸出的高dv/dt，延長(zhǎng)電機(jī)壽命。

·抑制變頻器輸出的諧波電流，

·補(bǔ)償長(zhǎng)線分布電容的影響，延長(zhǎng)輸出輸出距離

·降低電機(jī)的噪聲。

3.5.2電抗器換型改造

根據(jù)電機(jī)運(yùn)行需要，考慮電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流，電抗器額定電流按照大于電機(jī)額定電流選擇，定為800A。

按照電抗器制作要求，電抗器壓降按照4v考慮，參照下表選擇電感量為：0.0159mH

對(duì)于鋁線氧化和與銅端子連接部氧化都具有很好的固定作用，適用在在較惡劣環(huán)境。

4.更換后效果

電抗器更換后效果明顯：

5.經(jīng)濟(jì)效益分析報(bào)告

5.1通訊干擾問(wèn)題查找和處理都比較困難，處理時(shí)間不可控制，以3月份已經(jīng)發(fā)生過(guò)的一次90分鐘停軋為例，參考大型線PLC通訊曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的通訊故障，可按照每年減少停機(jī)時(shí)間360分鐘測(cè)算。減少停機(jī)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)量保證和杜絕電耗、煤耗的非正常消耗，每年能夠產(chǎn)生效益10萬(wàn)元。

5.2此次除鱗改造，主要效益在采用低壓電機(jī)代替高壓電機(jī)和利用舊主電室減少新上主電室兩方面。

變頻器電抗器由于發(fā)熱嚴(yán)重，已經(jīng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生了極為惡劣的影響，如果不更換的結(jié)局會(huì)是電抗器燒壞甚至是著火，對(duì)除鱗變頻器甚至是主電室內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。電抗器的更換解決了這些隱患，所避免的設(shè)備安全效益不可估量。

一年費(fèi)用節(jié)約小計(jì)：77萬(wàn)元

6.結(jié)語(yǔ)

高壓水除鱗除鱗壓力得到保證后，對(duì)軋制質(zhì)量、軋機(jī)負(fù)荷都有明顯的改善，產(chǎn)生的效益不可估量。

參考文獻(xiàn)：

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