一、前言 包鋼焦化廠7#、8#焦爐干熄焦工程是包鋼集團為實現(xiàn)“十一•五”計劃1500萬噸產(chǎn)鋼目標而興建的2006年重點工程。7#、8#干熄焦工程采用了較先進的干法熄焦技術(shù)。 干法熄焦是目前國外較為廣泛應(yīng)用的一項節(jié)能技術(shù)，其英文名稱為CDQ。干熄焦技術(shù)是利用冷的惰性氣體，在干熄爐中與赤熱紅焦換熱，從而冷卻紅焦，吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐，產(chǎn)生蒸汽。被冷卻的惰性氣體再由循環(huán)風機鼓入干熄爐冷卻紅焦，干熄焦鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送去發(fā)電。 干熄焦爐是焦炭熱量交換的重要設(shè)備，因此干熄焦爐密封的好壞，將直接影響焦炭質(zhì)量和熱量交換。 二、問題的發(fā)生 在干熄焦系統(tǒng)中, 干熄焦爐蓋控制裝置的作用舉足輕重，由于爐蓋的結(jié)構(gòu)特殊（見下圖），不僅要對位準確，而且要保證快速性及無沖擊接觸的穩(wěn)定性。在干熄焦工藝的設(shè)計中，爐蓋控制系統(tǒng)――即干熄焦裝入裝置的設(shè)計也被定為重中之重，不僅有PLC控制，還有手動控制等諸多連鎖。但試車過程中，裝入裝置的驅(qū)動走行機構(gòu)工作一直不正常, 表現(xiàn)在系統(tǒng)配重嚴重失調(diào)，不是爐蓋對位不準，就是沖擊太大，影響了整個系統(tǒng)的試車運行工期及其他工藝工序的負荷試車。而且在試車過程中，由于過大的沖擊負荷造成了連接裝入裝置電機與機構(gòu)的一根長7米的連桿也發(fā)生形變而被損壞。 這套裝置一旦損壞, 干熄焦爐將立刻停產(chǎn)，影響巨大。由于該設(shè)備的重要性, 電氣公司非常重視，組織自動化公司的技術(shù)人員成立了干熄焦課題攻關(guān)小組。 三、 問題的解決 經(jīng)過反復(fù)試驗和對比其他冶金企業(yè)干熄焦爐的爐蓋密封機構(gòu)，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)配重的多少可以影響爐蓋密封的好壞。但也發(fā)現(xiàn)配重幾乎沒有合適的工作點。配重多了，裝入裝置密封性能非常好，但爐蓋閉合到爐體時的沖擊最大，電動推桿幾乎不能獨立承擔運動中爐蓋的重量和沖擊；配重少了，裝入裝置密封性能非常不好，有時甚至不能保證爐蓋閉合到位。但爐蓋閉合到爐體時的沖擊最小，電動推桿完全可以獨立承擔運動過程中爐蓋的重量和沖擊。 由于裝入裝置采用的是西門子公司生產(chǎn)的6SE70系列矢量控制變頻器作為驅(qū)動器，而且設(shè)計院在作系統(tǒng)設(shè)計時，也留有足夠的裕量。因此，驅(qū)動器驅(qū)動能力不夠的懷疑被否定。 但配重只要增加一塊，系統(tǒng)就會出現(xiàn)失控，而導(dǎo)致爐蓋重重的砸擊在干熄焦爐的爐體上。為什么呢？驅(qū)動器還有很大的裕量，而且工作中也沒有任何故障或報警停機的現(xiàn)象。自動化公司攻關(guān)小組的技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)推敲和現(xiàn)場實際觀察，發(fā)現(xiàn)每一次系統(tǒng)失控時，變頻器的顯示均為從－5Hz～－35Hz變化。到－35Hz附近時，變頻器斷電。而變頻器斷電時，正是爐蓋撞擊爐體的時刻。為什么變頻器會在這一時刻斷電呢？會不會是系統(tǒng)設(shè)計時沒有考慮該問題呢？帶著這些問題，攻關(guān)小組的技術(shù)人員開始從系統(tǒng)設(shè)計的角度入手，仔細閱讀原理圖，分析系統(tǒng)工藝。 系統(tǒng)簡圖 系統(tǒng)工作過程如下： 當系統(tǒng)接到“關(guān)”的命令時, 系統(tǒng)開始執(zhí)行“關(guān)”操作。變頻器輸出反轉(zhuǎn)頻率，執(zhí)行機構(gòu)按照反轉(zhuǎn)給定頻率運行。當?shù)綔p速位時系統(tǒng)開始減速, 執(zhí)行機構(gòu)按照規(guī)定的減速頻率運行。當?shù)竭_關(guān)限位時，系統(tǒng)結(jié)束“關(guān)”操作，執(zhí)行機構(gòu)停止運行。當系統(tǒng)接到打開爐蓋的命令時，系統(tǒng)開始執(zhí)行“開”命令, 電機開始正轉(zhuǎn), 到減速位時系統(tǒng)開始減速, 電機降低頻率運行, 到達開到位時系統(tǒng)停止運行, 爐蓋打開。 當PLC輸出 “關(guān)”信號且各聯(lián)鎖都正常時，KA18吸合，變頻器接到反向信號后開始按預(yù)先設(shè)定的頻率運行, 電動機反向運轉(zhuǎn), 當接到“關(guān)”減速信號時, KA24吸合且KA19吸合, 變頻器開始降低頻率運行(設(shè)定為5Hz), 電動機減速運轉(zhuǎn), 當接到“關(guān)”到位信號時, KA21吸合且KA18斷開, 變頻器由于接不到命令而停止運行。 通過對系統(tǒng)原理的分析，技術(shù)人員一致認為：是原理設(shè)計的失誤導(dǎo)致了裝入裝置失控的問題。當爐蓋下放過程中，在爐蓋運行到爐體的正上方時，需要將爐蓋的水平移動改為垂直移動，機械上在這里設(shè)置了一個極限點。電氣設(shè)計時，將這個點作為變頻器的停車信號，而此時，正是移動方向發(fā)生變化的時刻，這時變頻器如果停車，就會導(dǎo)致爐蓋的自然下落，我們看到的就是爐蓋重重的撞擊在爐體上。這時，應(yīng)該由變頻器吸收系統(tǒng)中的再生能量，也就是說，變頻器不能有停車信號。 為了進一步確定是否是這個原因，我們把“關(guān)”到位極限拆下，重新試車，故障現(xiàn)象 消失，爐蓋穩(wěn)穩(wěn)地落在爐體上。 經(jīng)過與甲方協(xié)商，決定把原理圖做如下改動。加入一臺時間繼電器，使得系統(tǒng)停止發(fā)出“關(guān)”指令后，變頻器延時5S后，才接到停車信號。因此，在爐蓋下放的全過程中，系統(tǒng)完全處于再生發(fā)電制動狀態(tài)，制動產(chǎn)生的大量再生能量經(jīng)過變頻器的制動單元，完全消耗在制動電阻上。爐蓋緩慢而準確地落在爐體上。 四、總結(jié) 包鋼焦化廠7#、8#焦爐干熄焦工程現(xiàn)已交付使用, 干熄焦裝入裝置的走行機構(gòu)也正常運行了。狀況良好沒有出現(xiàn)任何問題, 這次調(diào)試為我們今后在變頻器的應(yīng)運上積累了寶貴的經(jīng)驗，自動化公司也因此得到了焦化廠和監(jiān)理公司的高度評價。