焦化生产电气传动控制系统-交流变频调速与闭环控制

交流变频调速技术是当今节电，改善工艺流程，提高产品质量和改善环境，推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率，高功率因数和节能效果，广泛的适用范围及其他许多优点而被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。在焦化企业也应用变频调速系统代替过去笨大的液力耦合调速，并更多地使用变频调速代替阀门调节以达到节能降耗和工作更平稳的效果。焦化厂使用变频调速不单作为调速而且与PLC或DCS联合作为工艺参数闭环控制之用。

图1示出了煤气鼓风机（煤气输送排风机）的转速调节煤气流量和压力系统。煤气鼓风机是焦化企业的核心设备，其作用是将焦炉炭化室在炼焦过程中产生的粗煤气不断抽出，它一般由高压大容量异步电动机驱动。目前，国内多数焦化企业由于投资大等原因，煤气鼓风机由电机工频恒速驱动，靠节流，循环等传统手段来调节煤气流量和压力。在煤气鼓风机的运行过程中，由于焦炉粗煤气产量波动变化，鼓风机的负荷变化较大，而动力源电机由于是工频运行，其转速不变，也就是说输出功率不随负荷的变化而变化，这样，既浪费了大量的电能，同时又给调节增加了困难。更改成变频调速PLC闭环控制以后，工作平稳，节能近30%。

图1  焦化厂煤气鼓风机自动控制系统

系统通过PLC对初冷器前吸力信号变换和处理，为变频器提供频率给定，实现频率的自动调整，也就是说对鼓风机电机的转速进行控制，以达到根据负荷变化而调整输出功率，稳定初冷器前吸力和节能降耗的目的。变频调速装置是“高-低-高”式的（如瑞典ABB公司的ACS627型变频调速装置），由降压变压器，变频器和升压变压器构成，完成工频50Hz交流电到频率可变的交流电的转换，并具有自动和手动，就地和远程调速控制功能。有关自动控制系统的软件流程见图2。

图2  焦化厂煤气鼓风机自动控制软件流程

图3示出的高压氨水压力自动控制系统是焦化厂变频调速DCS联合系统的又一例子。高压氨水主要用于焦炉加煤时进行除尘处理，实现无烟加煤，提高环保效果，降低焦炉加煤时的环境污染。基压力大小控制在1.8MPa，高压氨水由回收车间冷凝工段供应，由于焦炉加煤是间歇式的，即每间隔一定的时间进行一次加煤，当未进行加煤时，焦炉上将把高压氨水关掉，这样使得高压氨水压力迅速增高，需要及时下调压力，另一方面在进行加煤时压力又迅速下降，此时又需要将压力升高。所以对于高压氨水泵，其输出压力需要根据焦炉集气管进行自动调节，以满足焦炉的需要。本系统将实现这一目的。

图3  高压氨水压力自动控制系统