西门子模块6ES231-7PF22-0XA0大量现货

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.凝结水泵的运行工况

    在汽轮机低压缸内做功的蒸汽在空冷岛冷却凝结之后，集中在凝结水箱中，凝结水系统的作用是通过凝结水泵及时的把凝结水送至除氧器中，维持除氧器水位平衡。保证凝结水泵连续、稳定运行是保障电厂发电机组安全、经济生产的重要环节之一，凝结水系统如图1所示。

图1：凝结水系统图

    凝结水泵电机为6kV/1120kW电机，设计时有一定裕量，每台机组配备二台凝结水泵，一台运行，一台备用。通过对机组凝结水系统和凝结水泵运行方式、动力系统结构的研究分析，提出一拖二自动工/变频切换控制方案。由于凝结水泵属一用一备运行方式，因此采用一拖二方案可以tigao变频设备的利用率，保证系统具有良好的节能效果。另一方面，凝结水泵具有定期设备轮换的制度，为降低系统操作的难度，系统采用高压开关等自动切换装置，从而，使得系统操作简便、安全可靠。具体系统结构原理如图2所示：

图2：系统结构原理图

    凝结水泵变频改造前，除氧器水位是通过改变凝结水泵出口调整门的开度进行的，调节线性度差，调整门存在较大的节流损失。同时由于频繁的对调整门进行操作，导致阀门的可靠性下降，影响机组的稳定运行（我公司1#机组曾发生三次调整门机械故障）。

    改造为高压变频器后，凝结水泵出口阀门处于全开位置（同时根据现场实际情况可将旁路门打开，可进一步降低凝结水系统的节流损失），仅在倒泵过程中由凝结水母管调整门来控制除氧器水位，正常运行时通过调节变频器的输出频率改变凝结水泵转速，达到调节出口liuliang控制除氧器水位的目的，满足运行工况的要求，图3为凝结水控制方案。

图3：凝结水控制系统图

    在图3中，采用双回路控制，主要是考虑调整门调节特性与变频器存在较大差异，单一控制回路的调节效果不好；通过变频运行后的实际效果，这种控制回路设计调节特性很好，两套回路切换平稳。

3  改造中遇到的问题和解决的办法

    （1）高压变频调速凝结水泵运行时上水调整门打开，利用改变凝结水泵的转速调节除氧器水位造成凝结水压力较低，大不超过2.8MPa。运行中凝结水压力随负荷降低而下降，为了保证其它设备所需凝结水的压力，设定变频调速系统的低转速为30Hz，对应凝结水泵的出口压力为1.2Mpa，修改减温水压力低保护关低旁逻辑。

    （2）由于变频凝结水泵用改变转速调节使得凝结水压力低，而定速凝结水泵仍为上水门调整、凝结水压力很高，运行一旦发生变频凝结水泵跳闸备用定速凝结水泵启动后凝结水压力、liuliang突然增大对除氧器水位造成很大的影响。针对此问题将控制逻辑修改为当变频泵或者变频泵高压开关事故跳闸，且发出联启定速泵的指令时，程序发出一个与汽轮机调速级压力具有函数关系的预置指令加到除氧器上水调整门，立即将上水调整门关至一定位置并且程序强制将调整门投入“自动”进行调节除氧器水位，图4为#21凝结水泵变频跳闸后，#22备用工频凝结水泵联锁启动后水位与除氧器水位调整门的变化趋势图，在切换过程中，除氧器水位波动在正负20mm以内。

    （3）运行变频凝结水泵跳闸备用定速凝结水泵联锁启动后凝结水压力突然升高对凝结水供其它辅助设备影响很大，特别是给水泵机械密封冷却水系统，由于给水泵机械密封冷却水差压一般维持在0.1MPa。针对此问题在给水泵机械密封冷却水调整门上预置一个与汽轮机调速级压力具有函数关系的指令，当备用工频凝结水泵联锁启动后将该指令输出至给水泵机械密封冷却水调整门，延时一段时间后系统切换至给水泵机械密封水差压自动调整回路。

    （4）凝结水泵再循环调整门是为了保证凝结水系统在低liuliang时凝结水泵在安全工作区内运行的，该控制回路的被调量是凝结水泵出口母管压力，当凝结水泵采用变频调速系统后，转速越低，出口压力越低，为了保证凝结水泵的安全，防止泵体汽蚀，在再循环调整门的控制指令输出上叠加一个与除氧器水位调整门具有函数关系的指令，当在变频运行时，控制再循环调整门开度。

4．改造后的运行措施
 
    改造后变频凝结水泵长期运行，定速凝结水泵只作备用。为了保证变频凝结水泵安全的运行，定速凝结水泵处于良好的备用，以及凝结水供给其它辅助设备的安全运行，制定以下运行措施。

    （1）正常运行时变频凝结水泵运行、定速凝结水泵投入备用，上水调整门开度控制在90%—97%，利用变频凝结水泵的变频器对除氧器水位进行自动调节。低负荷时可以关小上水调整门维持凝结水压力不低于1.2 Mpa，凝结水泵转速不低于900r/min，确保变频凝结水泵和凝结水供给其它辅助设备的安全运行。

    （2）每月定期对凝结水泵进行切换运行，以保证备用凝结水泵处于良好状态。

    （3）机组启动、停止过程中可以将变频凝结水泵转速控制在某一值，采用除氧器水位调整门调节，不但使除氧器水位稳定而且可以保证其他辅助设备有足够压力的冷却水，如低压旁路减温水、疏水扩容器减温喷水、低压缸减温喷水等。

5、节能效果（变频器运行后检测）

    （1）、节约厂用电效果显著

    现场截取变频改造前后的2＃机组实际运行数据记录，对本机改造前后的电流进行比较，可以比较直观的反映进行变频改造后节能情况，如表1所示。

    表2是某半个月的电能统计，做一个同类机组的横向比较，可以看出凝泵用电减少许多。

表2：节电统计

    以每台机组年运行300天计算，使用变频器可节约厂用电242万kW·h，按照0.25元/kW·h计算,折合人民币60.5万元。

    （2）、减少电机启动时的电流冲击

    电机直接启动时的大启动电流为额定电流的7倍；星角启动为4－5倍；电机软启动器也要达到2.5倍。观察变频器启动的负荷曲线，可以发现它启动时基本没有冲击，电流从零开始，仅是随着转速增加而上升，不管怎样都不会超过额定电流。因此凝泵变频运行解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，大大降低日常的维护保养费用，图6为凝结水泵变频启动电流趋势图（初始转速900r/min）。

图6：凝结水泵变频启动电流趋势图

    （3）、延长设备寿命

    使用变频器可使电机转速变化沿凝泵的加减速特性曲线变化，没有应力负载作用于轴承上，延长了轴承的寿命。同时有关数据说明，机械寿命与转速的倒数成正比，降低凝泵转速可成倍地tigao凝泵寿命，凝泵使用费用自然就降低了。

    （4）、降低噪音

    我公司凝结水泵改用变频器后，降低水泵转速运行的同时，噪音大幅度地降低，当转速降低60%时，凝结水泵附近1.5m噪音水平测试85dB,比工频运行时的110dB减少25dB。同时消除了停车和启动时的打滑和尖啸声，克服了由于调整门线性度不好，调节品质差，引起管道锤击和共振，造成凝结水系统上水管道强烈震动的缺陷，凝结水泵的运行工况得到明显改善。

6、总结

    高压变频调速系统在凝结水系统中的成功应用，以其显著的节能效果和良好的系统响应和控制品质，充分说明在火电厂发电机组主辅机设备中采用高压变频调速技术具有广阔的应用前景和拓展空间，对tigao企业竞争力、降低发电成本具有积极意义。

引言：近年来国产二次仪表的发展非常迅速，涌现出了许多的生产厂家，而我对宇电仪表AI人工智能调节器情有独钟，特别是它先进的模块化结构，丰富的输出规格，使我在现场中遇到的问题迎刃而解，特别是在兰州交大暧通实验室空调机组实验系统的数据采集、监控系统及锅炉电控柜中的改造中的应用更加深了我对宇电AI人工智能调节器及工控组态软件AIFCS产品的了解，受益非浅。
 
1、系统概述  
    兰州交大暧通实验室新购一套模拟空调机组试验装置，在此空调机组试验装置上分别设有13个温度、4路liuliang及一路压差测试点，以便于试验采集数据，另有一套散热器散热器测试台，设有24个温度测试点，要求对试验采集的数据实时浏览及在线监控，实时数据及历史报表在上位PC机上集中统一管理，处理。
 
2、系统硬件配置 
    
监控系统结构如下图所示：
 

整个空调数据采集、监控系统由一台上位PC机、1个宇电RS232/RS485转换器、7台AI人工智能高精度6路巡检仪、37个铂热电阻Pt100、4个liuliang传感器及一个压差变送器组成。利用具有通讯功能的AI－706M6路巡检仪对现场数据进行采集，测量精度为0.2级。在巡检仪上可直接显示采集的数据，并通过RS-485串行通讯和上位机进行通讯，实现37个通道温度、4个通道liuliang及1个通道压差的集中监控。AI调节器上的所有参数可以在上位机中显示，也可用上位机设定下载。 

3、软件组成 
    
组态软件采用了宇电工控组态软件AIFCS产品，该软件与宇电仪表配套使用共同构成智能仪表现场总线系统，通讯方式为RS485；仪表采用AIBUS通讯协议，8个数据位，1个或2个停止位，无校验位，完成通用工作站的数据采集和加工、实时和历史数据处理，系统稳定可靠，方便的代替了大量的现场工作人员的劳动和完成对现场的自动监控，可随时或定时打印各种报表。按客户的工艺流程在画面上显示虚拟的现场设备的布置情况，动态的显示了设备的在线状态，在传感器及其他相关设备实际安装的位置标上相应的标号和数据，更直观的让用户了解画面上的数据的实际来源，在事故发生时更能tigao解决事故的效率。系统按照客户的要求设置了报警产生时间、形式、长短和解除方式，实时快速准确的进行报警。并保存每一次报警的报警类型、报警时间、应答时间、结束时间、报警时报警后的实时数据、操作人员等，客户需要的信息，对报警数据的查询更可方便可靠。实时曲线、历史曲线的切换和强大曲线查询功能使曲线的使用更简便灵活。系统登录方式分为系统启动登录、系统运行期间登录、退出系统时登录。权限按照客户要求进行多重分级，防止不相关的操作员误操作，造成事故。设置管理员权限使用户能够在系统运行时增加、删除用户、分配权限、修改密码。也可通过控制柜上的巡检仪方便地读取各个通道的现场数据，只需设定巡检仪上的通讯地址和上位机的地址对应即可实现通讯。调试后使用至今，稳定可靠。 

4、特殊功能 
    
在使用中尤其是对巡检仪自带的引线电阻补偿功能给我的调试工作带来极大方便，由于在现场采用的是两线制铂热电阻Pt100，再加上引线较长，出现测量误差大的情况，按照说明书上自动设置偏移值的方法进行操作，消除了引线电阻带来的测量误差，tigao了测量精度。
    
另外在热水加热器温度控制系统及蒸汽发生器压力控制系统的电气控制柜的改造过程中也体验到了宇电仪表模块化结构的妙处，因原锅炉电控柜使用的是宇电AI-708仪表，用户要求自动控温，并增加超温报警。温控系统由AI调节器、铂电阻PT100、SSR固态继电器、电加热管组成。蒸汽发生器压力控制系统由AI调节器、压力变送器、SSR固态继电器、电加热管组成。在检查中发现两块AI-708调节器均无报警输出模块，且压力变送器工作电源为DC24V，要满足用户的要求，则需重新购买调节器及DC24V开关电源，需增加成本一千多元，后来咨询宇电的技术工程师，购买了宇电两块L2输出模块及1块DC24V模块，三个模块总共才一百多元，大大节省了成本，使用安全可靠。 

5、结束语 
    
温控仪表我选用宇电仪表的原因是其理想的控制效果和方便的自整定功能，该仪表采用AI人工智能调节方式，是利用模糊规则进行PID调节的一种新型算法，在误差大时，运用模糊算法进行调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用改进后的PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果优化，具有无超调，高精度，参数确定简单，对复杂对象也能获得较好的控制效果等特点。其整体调节效果比一般PID算法及模糊调节算法均更优越。

做为OEM客户，宇电产品在我公司干燥设备上得到了广泛应用，AI智能调节器不仅具有故障自检和参数锁定功能，而且选用了高抗干扰和高可靠性结构，在系统出现故障时，能及时查出故障，予以排除，大大tigao了控制系统的可靠性和安全性。稳定可靠，能够满足用户的要求，受到了用户的好评。  

   1. 引言  

    在矿山企业的生产中，矿井tisheng机担负着提煤、运料的繁重任务，在整个生产中占据着比较重要的位置。我们山东新风光电子科技发展有限公司应煤矿的要求，在研制tisheng机变频器方面作了相当大的努力。通过不断的进行技术革新，成功地开发了矿山tisheng机专用变频器。 

    矿山tisheng机专用变频器，是我公司根据煤矿机电设备的改造要求，结合tisheng机的运行特点，在普通变频器基础上研制生产的一种新型专用产品。该类变频器显著的特点是要求四象限运行，能够正确合理地处理重物下放及急停情况下地能量回馈问题，这也是该类变频器地重点及难点。公司的技术人员根据这一特点，采用回馈制动、能耗制动或超级电容吸收技术，成功地解决了这一难题，是国产变频器中目前能将再生发电能量回送电网的唯一厂家。该产品自投放市场以后，在无级平滑调速、运行平稳可靠及节能方面都取得了良好的经济效益与社会效益，深受广大用户的青眯与好评。 

    单沟tisheng机变频器是在双沟tisheng机变频器的基础上，开发的另一tisheng机系列产品之一。单沟tisheng机的一个显著的特点就是回馈能量大，在下放过程中只要离开井口，矿车即拖着电动机靠重力下放，从而超过同步转速而发电，因而整个下放过程都是处于发电状态，其能量的回馈是相当大的，这也是做好单沟tisheng机变频器的难点所在，如何处理好这部分能量，以保证变频器可靠的工作，是该类变频器的关键。 

    我公司利用自己在双沟变频器中积累的经验，采用独立的回馈单元，用同步信号 PWM 控制的方式，较好的实现了发电的能量回送电网的目的，使变频器运行平稳，安全可靠，并已有数十台在现场获得了应用。从应用效果看，变频器运行稳定，节能显著，从而为做好tisheng机变频器提供了实践经验。 

    2 . 单沟tisheng机应用变频调速技术的优点 

    单沟tisheng机应用变频调速技术，较原控制系统优越性体现在以下几个方面： 

    （ 1）实现了软启动、软停车，减少了机械冲击，使运行更加平稳可靠。 

    （ 2）调速连续方便，可分段予置，连续调节。 

    （ 3）起动及加速换挡时冲击电流很小，减轻了对电网的冲击，简化了操作、降低了工人的劳动强度。 

    （ 4）运行速度曲线成S形，使加减速平滑、无撞击感。 

    （ 5）安全保护功能齐全，除一般的过压、欠压、过载、短路、温升等保护外，还设有连锁保护、自动限速保护功能等。 

    （ 6）甩掉了原系统加速用的转子串电阻、交流接触器及时间继电器等，tigao了系统的可靠性，操作人员的工作环境也大为改善。 

    （ 7）设有直流制动、能耗制动、及回馈制动等多种制动方式，使安全性更加可靠。 

    （ 8）该系统四象限运行，回馈能量直接回送电网，且不受回馈能量大小的限制，适应范围广，节能效果更加明显。 

    3.单沟tisheng机变频调速系统的工作原理 

    我们针对单沟tisheng机的运行工作特点，按照严格的工业标准设计，制造单沟tisheng机变频器，把制动电路、回馈电路、滤波器、线路电抗器和 PLC等集成到变频器中，增强了整机的可靠性。 

    单沟tisheng机变频器 为交－直－交电压型变频调速系统，原理图如下图所示。

图　单沟tisheng机变频调速系统原理图

    该系统的运行过程主要分为两个过程： 

    （ 1） 绞车电机作为电动机的过程，即正常的逆变过程。该过程主要由整流、滤波和正常逆变三大部分组成，如上图1所示。其中正常逆变过程是其核心部分，它改变电机定子的供电频率，从而改变输出电压，起到调速作用。 

    （ 2） 绞车电机作为发电机的过程，即能量回馈过程。该过程主要由整流、回馈逆变和输出滤波三部分组成，如上图1所示。其中该部分的整流是由正常逆变部分中IGBT的续流二极管完成。二极管D1和D2为隔离二极管，其主要作用是隔离正常逆变部分和回馈逆变部分。电解电容E2的主要作用是为回馈逆变部分提供一个稳定的电压源，保证逆变部分运行更可靠。回馈逆变部分是整个回馈过程的核心部分，该部分实现回馈逆变输出电压相位与电网电压相位的一致。因为回馈逆变输出的是调制波，为保证逆变的正常工作以及减少对电网的污染，我们加了一个输出滤波部分，使该系统的可靠性更加稳定。 

    4．单沟tisheng机变频器的特点 

    与双沟tisheng机相比，单沟tisheng机具有回馈能量大的特点，我们采用独立的回馈单元，按重车满负荷下放的大限度来选取制动模块和回馈模块。 

    当电机发电母线电压升高时，启动回馈单元向电网回馈或启动刹车单元，将能量泄放掉。由于单沟回馈能量大，为保证器件的安全，可同时启动回馈单元或刹车单元。 

    这里要注意几点： 

    （1）刹车界限要调整适当，该电路应主要以回馈为主，若刹车过早，刹车电阻会长期工作，造成不必要的能耗浪费，刹车电阻也会因长期过热而损坏，一旦损坏，则后果严重，将造成整个变频器工作的不安全。 

    （2）由于回馈输出的是经过调制的PWM波形，为了与电网尽量一致，其相位控制相当重要，要保证输出的波形与电网严格同步。另外，必要的LC滤波也是十分重要的，不然，将对电网造成污染，回馈量越大，其滤波系数也越大。 

    （3）在回馈控制板上有一个显示接口，从此端接入一个显示板，可监测基准电压和母线电压，对安装调试比较方便。 

    5．单沟tisheng机变频器的基本控制要求

    （1）运行速度的控制 

    为了减少运行过程中的机械冲击，在tisheng机启动和停止过程中，做到加速度连续，因不同的频率，对应不同的加减速速率，在本装置的控制中，将不同频率时的加减速速率规划成一个表格，运行中用查表的方法确定对应频率时的加减速速率，使tisheng机平滑运行，减少机械冲击。 

    （2）自动限速保护 

    在运行到终点时，由限速开关给出减速信号， PLC 检测到减速信号后发送给控制器，由控制器启动自动减速程序，使工作频率按设定要求逐步变为低速运行。tisheng机带有测速发电机，当测速发电机给出超速信号， PLC 检测该信号发送给控制器，进入自动减速运行。 

    （3）直流制动 

    主令控制器给出“正转”或“反转”命令后，如果没有给出“松闸”信号，变频器会在电机上施加直流制动转矩，确保松开制动闸过程中重车不下滑。在给 出“松闸”信号后，变频器开始运行。 

    制动油泵启动后，若不小心松开制动闸触动“松闸”行程开关，变频器接收到“松闸”信号，同时在电机上施加直流制动转矩，确保重车不下滑。 

    当重车在井筒中间停车时，变频器由高速至停机后，随之施加直流制动转矩使电机停止转动，当机械制动起作用后，方去掉直流制动，使重车靠机械抱闸的作用停止。 

    6 . 现场应用 

    我们在新疆玛纳斯永安煤业有限公司及内蒙古鄂可托旗乌仁都西煤焦有限公司分别安装了一台 75KW 和 160KW 的单沟tisheng机变频器。 75KW 的是新井安装， 160KW 的是老井改造，从现场应用看： 

    （1） 75KW 变频器回馈时可达到 40A 左右的电流， 160KW 变频器回馈时可达到 80A 左右。变频器采用回馈方式，即母线电压比基准电压高出多少即回馈多少。当高于 700V 左右时启动刹车单元，让多余的能量在通过能耗电阻消耗掉，从而保证了主器件的安全。经过检测母线电压，看不到有较大的电压波动。 

    （2 ）回馈波形较好。采用适当的 LC 滤波后，用示波器检测输入端的波形，比较接近于正弦波，对电网基本造成不了污染，滤波效果较好。 

    （3）节能效果显著。与工频比较，就 160KW tisheng机而言，原无功电流与有功电流之和大约在 180A 左右。而变频运行时，基本上测不出无功电流，只有有功电流 80A 左右，单单从电流看即减少了 100A 左右，综合节电率可达 30% 左右。 

    （4）减少了投资费用。 75KW tisheng机由于是新井，直接选用普通的鼠笼式电机，采用变频即可以平滑的进行调速，而不用绕线式电机即可。鼠笼式电机比绕线式电机价格便宜 1/3 左右。因此降低了用户的投资费用，维护起来也比较方便。 

    （5）采用变频调速后，甩掉了原工频用的速度段切换交流接触器及调速电阻，使工人的操作环境大为改善，调速平滑，减轻了对电网及换挡的冲击，电流变化平稳，这是原工频状态所无法比拟的。 

    7 . 结束语 

    矿用tisheng机采用变频改造，尤其是单沟tisheng机的成功实践，为变频器在起重设备上的应用提供了。据国内资料显示，在国产变频器中，真正使用回馈制动的寥寥无几。就是变频器在tisheng机上的应用也相当少，因此大面积的推广tisheng机变频器，对变频器的生产来说无疑将会是一个巨大的市场。