加热风机（精选3篇）
加热风机 篇1
1. 故障现象
新钢特钢公司型钢厂蓄热式加热炉Y9-38.NO.11.2D型引风机配备HM2315L1-4、160kW电机, 采用西安启功电气有限公司CGR系列1000型软启动器控制, 电气接线见图1。引风机启动、旋转约10s后, 软启动器显示代码E102 (电流超限故障) , 跳闸, 引风机启动失败。
2. 故障处理
E102主要原因是负载过重, 加热炉引风系统见图2, 脱开电机与风机联轴器, 启动电机, 十几秒后, 电机启动成功, 判断故障原因是机械负荷过重。检查风机进风电动阀已经关闭, 风叶未吸附灰尘、无明显变形, 手盘风机感觉阻力小且运转灵活。考虑风机轴承手盘虽然正常, 但高速时性能可能变坏, 调换风机轴承, 接好联轴器, 启动引风机, 软启动器仍报E102, 判断是电气故障引起跳闸。
脱开风机联轴器可启动成功, 表明引风机线路、动力线路和电机正常, 最有可能是软启动器问题。软启动器电气控制正常, 但带轻、重负载结果不同, 功率部分带重载时, 可能软击穿产生大电流。用万用表检测R、S、T和U、V、W接线端子以及U1、V1、W1的绝缘电阻, 比较电阻阻值相差较小排除软击穿。怀疑是软启动器参数设置不合理, 将启动限流值由小调至最大 (500%) , 限流启动限制时间由短调至最长 (120s) , 改变启动模式选择, 启动引风机, 故障依旧, 而且多开几次, 偶尔还显示代码E103 (软启动器过热) , 表明确实存在大电流。换上新软启动器, 现象依旧。改用自耦降压启动箱启动引风机, 以彻底查清启动电流值, 接好线路, 确认进气电动阀关闭, 启动引风机, 风机旋转, 电流高达约1169A, 电控室照明变暗, 实测受电空气开关上桩头, 未启动时420V, 刚启动约300V, 电压逐渐上升, 电流逐渐减小, 直至启动成功。
根据启动时照明灯变暗, 检查供电线路, 由于双拼VLV3×95+1×35铝芯电缆线距离电机系统较远 (约450m) 、线径小及线路电阻大, 加上启动电流大, 因此线路压降ΔU大 (ΔU=I×R′, R′为线路等效电阻) , 电压越低, 电流越大。自耦启动箱采用热金属过电流保护, 保护不灵敏故能启动, 而软启动器保护较灵敏, 导致跳闸保护。
在停产时增加双拼VLV3×95+1×35电缆线 (图1虚线) , 每次软启动器均能正常启动引风机且实测启动电压变化不大 (约389V) 。
加热风机 篇2
在加热炉的正常工作过程中, 风机要连续的供给燃烧器燃烧所需要的适量空气, 并将燃烧后生成的烟气及时排出。如果风机的选型不当, 会对加热炉燃烧器的燃烧和排烟造成影响, 如可能会造成燃烧不完全冒黑烟、火焰供风不足而导致熄灭、火焰舔炉管、炉内压力过高等现象。所以, 在高海拔地区, 要根据当地空气及烟气的密度, 计算出燃烧所需的空气量和排放出的烟气量, 再加上烟风道所产生的阻力, 从而确定风机的流量和全压。
下面就管式加热炉所用风机的选型做简单的论述。
1 常规风机选型要点
风机的选型主要遵循以下几点:
1) 计算管道阻力, 包括管道长度、变径管、弯头、进风口、出风口的阻力;
2) 根据管道阻力, 加上设备阻力, 再加上一定的裕量 (鼓风机一般取10%, 引风机一般取20%) 则统称为风机的全压;
3) 根据风机的全压、风量来考虑风机的转速, 在同等参数条件下, 选择转速低的风机;
4) 根据风机所处的环境, 选择风机材质。
由于目前管式加热炉大都选用G/Y4-73型离心式通/引风机, 所以文中所述的风机即采用此型号风机。通常风机样本上所列的性能参数为标准大气压下的风机工况。即在标准状态下输送空气的性能:引风机的性能按气体温度200℃, 大气压力101325Pa, 气体密度0.743kg/m3的烟气介质进行计算。鼓风机的性能按温度20℃, 大气压力101325Pa, 气体密度1.293kg/m3的空气介质进行计算, 风机性能均指调节叶片为全开0°时。
2 西部地区的特点
我国西部地区的很多省份由于地处高原, 大气压力低, 空气相对稀薄, 所以风机的选型方法与平原相比具有其特殊性。如采用常规地区的风机选型方法, 会造成空气量不够, 无法满足管式加热炉燃料的正常燃烧要求。
根据大气压力和空气密度计算公式, 可得出大气压、空气密度与海拔高度的关系, 见表1。
注:标准状态下大气压力为1, 相对空气密度为1。
从表1中可以看出, 海拔高度每升高1000m, 相对大气压力大约降低12%, 空气密度降低约10%。
在无热源、无遮护的情况下, 空气温度随海拔高度的增高而降低。一般研究所采集的温度与海拔高度的关系, 见表2。
从表2中可以看出, 空气温度在一般情况下, 海拔高度每升高1000m, 最高温度会降低5℃, 平均温度也会降低5℃。
从表1, 2中可以看出, 随着海拔的升高, 大气压力、空气密度、空气温度都会随之降低。
3 风机选型的计算
根据风机样本可知, 风机自身的流量公式为:
式中:Q1———风机自身流量, m3/h;
D2———叶轮叶片外缘直径, m;
U2———叶轮叶片外缘线速度, m/s;
φ———流量系数。
由公式可知, 风机自身产生的流量仅与叶轮外径和叶片外缘线速度有关。而针对管式加热炉烟风道系统选择风机时, 除了要满足自身的流量外, 还需要考虑整个烟风道部分的流速和压降。
对于鼓风机来说, 当海拔升高时, 空气中的含氧量降低, 为保证燃料的正常燃烧, 所需的空气量也要增加。对于引风机来说, 随着海拔的升高, 密度随之降低, 根据烟气沿直管道流动的压降公式:△PA=2f L/de· (Gg2/ρg) 可知, 在保证烟气的质量流速不变的前提下, 随着烟气密度ρg的降低, 烟气压降△PA随之增加, 风机的全压也随之增加。
因此, 风机的流量需要用 (101325/b) 和[ (273+t) /273]来进行修正。风机的全压需要用 (101325/b) 、 (1.293/ρ) 和[ (273+t) / (273+tg) ]来进行修正。
风机的流量:
风机的全压:
式中:Q———风机的流量, m3/h;
β1———流量储备系数, 一般鼓风机取1.1, 引风机取1.2;
β2———风压储备系数, 一般鼓风机取1.1, 引风机取1.2;
V———额定负荷下进入风机的烟气量或空气量, Nm3/h;
b———风机安装地区的大气压力, Pa;
t———输送气体的温度, ℃;
P———风机的全压, Pa;
△P———风道或烟道总压降, Pa;
tg———标况下的气体温度, 鼓风机为20℃, 引风机为200℃;
ρ———风机安装地区空气或烟气的密度, kg/m3;
ρ0———标况下空气或烟气的密度, kg/m3。
由式 (1) 、 (2) 可知, 随着海拔的升高, 大气压力、温度、密度的降低, 风机的流量和全压都会随之改变。
在高海拔地区选择风机时, 先通过式 (1) 和式 (2) 计算风机的流量和全压, 然后根据所计算出的流量和全压从风机样本的性能表中选择相应的风机号和电机。
4 工程实例
河南方圆工业炉设计制造有限公司为中国石油宁夏石化公司设计了500万t/a炼油改扩建工程500万t/a常压蒸馏装置中一套常压炉余热回收系统, 该项目位于宁夏回族自治区首府银川市西郊兴泾镇境内, 北距银西铁路干线5km, 东距包兰铁路约1km, 厂区专用线与银西干线相接, 海拔高度约1116m左右, 属于原厂址改扩建工程, 该项目在现有场地内改扩建, 新建500万t/a常压蒸馏、260万t/a催化裂化、60万t/a连续重整等11套装置, 以及改扩建相应的公用工程和系统配套设施。
该项目的计算条件如下:
海拔:1115.47~1118.59m;
年平均气压:89060Pa;
年平均气温:8.5℃;
烟气温度:145℃;
空气量:64837 Nm3/h;
烟气量:65820 Nm3/h;
风道总压降:2000Pa;
烟道总压降:600Pa;
由式 (1) 计算出鼓风机的流量:
由式 (2) 计算出鼓风机的全压:
根据以上计算结果从风机样本的性能表中选择鼓风机型号如下:
G4-73-No.14D, n=960r/min, 流量:57326~109970m3/h, 全压:1883~2789Pa, 电机型号:Y315M-6, 功率:90k W, 电压:380V。
由式 (1) 计算出引风机的流量:
由式 (2) 计算出引风机的全压:
根据以上计算结果从风机样本的性能表中选择引风机型号如下:
G4-73-No.18D, n=960r/min, 流量:121836~233738 m3/h, 全压:1915~2880Pa, 电机型号:Y335M-6, 功率:175k W, 电压:380V。
加热风机 篇3
特殊钢厂轧钢车间加热炉风机变频器通过安装在加热炉操作室里的模拟电位计进行调速,从而调节风压。由于加热炉在加热钢坯过程中对风压及风量有严格要求,现场各种因素使得供给轧钢区域的煤气质量不稳定,而加热过程中风量和煤气量又要达到一定配比,因此,需要根据煤气质量经常调节风量,每个班次都要通过旋转模拟电位计调节5～8次,这样易导致电位计损坏,对加热炉稳定运行及安全产生了重大影响。
1 改造方案
加热炉对风机的稳定运行有非常高的要求,因此经多方面综合考虑,决定用增量式编码器替代旋转模拟电位计来改造加热炉风机调速系统。编码器首先接到PLC的高速计数端,经PLC内部软件编程,通过PLC的模拟量输出模块输出0～20mA的电流信号,此信号作为变频器的主速度给定,对应0～50Hz。另风机由2台变频器控制,采取—用—备的工作方式,由PLC实现切换。
2 设计内容
2.1 硬件部分
编码器安装在操作室加热工易旋转操作的部位,通过屏蔽控制电缆与配电室内的PLC相连。配电室内安放1#、2#变频器柜,在1#变频器的背面下部安装CPU224,此PLC控制2台变频器。增量式编码器的A、B脉冲接入PLC的高速计数端子10.1、10.0(此接法可使编码器顺时针旋转时计数增加),通过高速计数器HSC0进行计数。扩展模块EM232为两通道模拟量输出,既可输出电压也可输出电流。模拟量输出通道1的电流信号经1只电流分配器输出两路电流信号,分别接入到2台变频器的速度给定端子。输出通道2的电压信号(0～10V)直接接到操作室的电压表上,供调试及检修时使用。
2.2 软件部分
CPU224通过高速计数器HSC0对编码器进行脉冲计数,HSC0操作模式定义为9(A/B相正交计数器,A相超前B相90°,顺时针转动),实际接线中,A脉冲接I0.1,B脉冲接I0.0,使加热工操作时能顺时针增加速度给定,逆时针减小速度给定。编码器工作模式定义程序如图1所示。
通过定时中断0对高速计数器的变化量进行采集计数,每隔100ms扫描一次中断子程序INT0,变量存储器对采集到的变化量进行累加,最终传递给模拟量输出通道1作为变频器的频率给定。当编码器计数变化量大于20时,每扫描一次中断程序,变量存储器加20或减20。脉冲计数30000对应输出最高频率50Hz,当计数超过30000时,通过主程序高速计数器直接赋值30000使模拟量输出值锁定在20mA。当编码器计数变化量小于20时,计数值不再累加,对应原输出频率不变。定时中断可保证频率按给定的斜率变化,根据公式计算有:
由此可知,即使操作人员旋转编码器较快,频率给定还是按0.3Hz/s的变化率递增或递减,使速度按照斜坡缓慢增加,风机才能够缓慢平滑启动。定时中断子程序如图2所示。
当高速计数器的变化量小于2时,即认为编码器处于不操作状态,对HSC0进行清零,但高速计数器传递到变量存储器的值保持不变。即使拆除编码器,PLC仍按最后的设定频率值输出给变频器,避免了编码器的干扰导致误计数。
PLC对编程中用到的变量存储器及位存储器设置了断电保持功能。当PLC由于检修等原因需要停电,重新上电以后,变量存储器中的值保持为停电前的值,即对应的模拟量输出通道值和变频器的频率给定不变。
2.3 远近控及备用系统设计
2.3.1 硬件设计
加热炉操作室内设启动、停止、复位按钮,运行指示灯。加热炉配电室内1#变频柜面板安装远/近控切换、1#/2#变频器切换、近控启动、近控停止、近控复位、1#变频运行/停止指示灯、1#变频故障指示灯及近控1#变频模拟电位计频率给定。2#变频柜面板安装有2#变频器运行指示灯、2#变频器故障指示灯及2#变频器近控模拟电位计频率给定。
2.3.2 软件设计
通过配电室内远近控转换开关进行远近控切换。当转换开关在远控位置时,加热炉操作室内的编码器、启动按钮有效;在近控位置时,配电室内模拟电位计、启动按钮有效。无论是远控还是近控,操作室及配电室内的停止按钮及复位按钮都有效。在运行中远近控可切换不影响变频器的运行。
(1)启动条件:变频器正常运转1min后可自动重合闸,自重合闸执行起,10min内无自动重合闸。
重合闸操作:PLC收到变频器故障信号后,延时ls,送复位脉冲ls,变频器停下,再延时ls启动变频器,若启动不正常则报故障,不再重合闸。
(2)PLC速度给定切换输出继电器触点接到变频器的主辅频率切换端子处,使电流信号作为主频率信号(远控状态),模拟电位计作为辅助频率(近控状态)。
(3)备用系统的主回路通过变频器柜背板上的电源及负载断路器进行切换。主回路电源合分闸不进PLC,单独进行控制。
3 结束语
采用编码器调速以来,系统运行稳定可靠。此项控制系统设计应用于局部设备升级改造的场合,投资少、收益大,具有推广应用价值。
摘要：分析编码器在加热炉风机调速系统中的实际应用,介绍了编码器实现调速的软硬件设计方法,同时对远近控及备用系统进行了说明。
关键词：编码器,调速,风机,备用系统
参考文献