某化肥厂变频器应用中出现的问题和解决措施

张文平

陕西省延长石油集团榆林能源化工有限公司 710000

某化肥厂变频器应用中出现的问题和解决措施

张文平

陕西省延长石油集团榆林能源化工有限公司 710000

建于上世纪九十年代，是一个大型现代化的化肥生产企业，变频器在该厂主要工艺设备上应用较多，使用中也遇到了各种问题和麻烦。本文重点阐述了变频器在该厂应用过程中出现的几个方面的问题和解决措施。

变频器；负荷类型；更新换代；拖动系统

变频器在上世纪六十年代问世，在我国的大量应用却是在最近的二十来年。变频器可以根据用电设备负荷的变化调整电机的运行，其主要优点是:节能;对电网冲击小;对电机有保护作用;能满足不同负荷下对电机功率变动的要求。某化肥厂是一个大型现代化的化肥生产厂（简称渭化厂），在主要生产工艺的各个环节上，普遍配置了变频器装置。

因渭化一期的化工工艺技术大量引进了国外先进技术，随之设备配套的变频器也很多，也代表了当时最先进的变频技术。但任何一种先进设备或技术，都不可能十全十美，我们在具体的工程实践中出现各种各样的问题。在此，仅把我们碰到的一些问题和解决措施总结出来，供业内同行们作参考。

1 空分液氧泵P01/02两台电机的改造和意外跳车问题的解决措施

1995年10月空分液氧泵变频器开始安装调试，配套电机是美国进口电机和变频器装置。空分液氧泵装置在生产装置中占据着举足轻重的地位，通常称为工艺的龙头，一旦空分装置出现跳车，后续工况全部瘫痪。而液氧泵的运行又是空分装置的关键设备。基于上述原因，为了更好的保证液氧泵机泵和变频器的安全稳定的运行。在1997年5月份，全厂大检修期间，对液氧泵电机进行了改造，加装了电机上下轴承的测温装置PT100，并将温度信号引至总控DCS室，通过微机对温度曲线进行显示，并设置有温度报警值，对电机轴承实施在线全程监控。当温度超过设定值(80℃)时，发出报警信号，以便通知电气人员及时检查。同时减小了维护人员的工作安全和强度。

根据工艺装置设计要求，两套液氧泵在正常运行期间，各按50%负荷运行，当一台出现意外跳车后，另一台液氧泵能够在10秒内，自动加负荷至100%且安全稳定运行。但在再试运行期间，多次没能实现本功能，当一台液氧泵跳车后，另一台紧随其后也跳车。经检查分析第二台液氧泵的跳车的原因为过负荷所引起。正常来看，按机泵专业和工艺连锁分析均不应出现第二台跳车事故，问题还需电气来解决。经分析研究此类跳车，均发生在第二台自动加负荷期间，初步认为是因变频器原设计加速时间太短，电机扭矩一时达不到工艺要求所致，也就是相当于二次启动时间不够引起的。于是我们电器工程师与工艺和机泵专业人员共同研究后，决定在保证设备和工艺安全的基础上，在电气方面做了延长第二台自动加负荷的时间的改进，由以前的8秒延长至15秒以内。经模拟实验，首先满足工艺连锁的安全运行，其后在恢复各带50%负荷条件运行，再也没出现类似事故发生，完全实现了两台液氧泵50%负荷正常运行。实现了“一旦某一台液氧泵意外跳车后，另一台液氧泵自动加负荷至100%运行”的设计理念。经过十几年的实际运行证明，解决这一问题的方法是正确的。这也为空分装置的安全运行提供了有力的保证。

2 液氧泵P01/02变频器柜内冷却风机因故障停机问题的解决措施

经过近十年的连续运行，在2004年12月份，P02号液氧泵变频器柜内冷却风机因故障停机，柜体出现温度偏高报警信号，P01号变频器风机也出现杂音。但为完成全年生产任务根本不能有半天的停车时间，设备还要继续运行。由于变频器冷却风机是内置式，柜门带有机械连锁，要更换必须停电打开柜门，而打开柜门就意味着必须停产，这种原设计不够合理。为了保证全年生产任务的顺利完成，我们经对变频器柜体结构的研究，对变频器柜的柜顶稍加改造，即用一台质量可靠的抽油烟机扣在柜顶，并作适当的密封措施，外接220V交流电源，利用抽油烟机的运行，把柜内热量排在柜外，降低柜内温度。此种措施虽然不是长久之计，但也是液氧泵变频器稳定运行的缓兵之计。事实是不但完成了2004年度的生产任务，也坚持到全厂2005年4月份的大检修。总之，只要我们肯动脑筋，很多困难都能迎刃而解。

3 气化大煤浆泵P1301-1/2/3变频器的改造措施

气化装置内的原有11台变频器，在以后的实际运行中，因设备改造又增加了3台气化炉捞渣机变频器。

对气化大煤浆泵所配套的变频器的技术改造缘由是，在1995年试运行期间，不是很顺利，既有工艺的问题又有设备的问题，其中电气方面的最大的问题是当煤浆泵发生跳车后不能及时再启动，二次启动都是以失败而告终。反应的故障均为过负荷而保护动作，因停车时间过长，输煤管道需要重新冲洗，煤气管线需要排空后重新置换。延长了再开车的时间和开车程序的复杂性，同时造成大量的煤浆浪费和经济损失。

为了克服这一难题，通过大量的技术探讨和技术资料的查阅，最后形成一个尝试性方案。就是在变频器上加装制动电阻，选择合适的制动电阻，缩短煤浆泵停车时间，减少跳车后煤浆在管道内的残余量。但因变频器原有结构上的限制，制动电阻器无法安装在变频器内，只能采取外置加装制动电阻器的方式。同时尽量减少工艺连锁跳车后与变频器停运的响应时间。通过一系列的改造后，实际上已基本解决了煤浆泵变频器二次启动不成功的事故。这一大难题的解决，避免了煤浆不必要的浪费，同时缩短了再开车时间和减少了开车程序的复杂性。通过十几年的运行证明这三台大煤浆泵变频器的技术改造非常成功。

4 对气化炉捞渣机Q1401-1/2/3配备变频器的更新改造措施

在生产运行期间，气化炉需要把煤渣暂存在锁渣罐内定期排渣。原来装置是直接排在斗式皮带上，通过皮带传输到地面上的另一条皮带里装车运走。但在实际运行中，渣池这条皮带经常发生故障，不是烧毁电机，就是皮带撕裂。

本条拖动系统，设计报警转矩为85%、停车转矩为100%，正常工作转矩在35%～55%之间。在不改变设计条件下，停车之后，若气化炉继续运行，就要需重新启动，但启动电机就更困难了，过分调大过载电流，将会使电机保护功能失效，电机发热严重、甚至烧毁电机；若更换大容量的电机，很容易引起皮带撕裂。全厂三台气化炉对应的捞渣池，都存在着这同样的问题，严重制约了生产的满负荷、连续的、平稳运行。

为了解决这一难题，我们提出了改造捞渣机输送系统的构想。经过充分的技术论证和调研工作。最终选用了安装变频器这套方案。同时把皮带拖动更换成链条带刮板拖动，既增加了拖动系统的耐力强度，又能维持捞渣拖动系统负荷变化不大；当链条拖动刮板超量时，都会把多余的渣量从刮板上部或两端漏掉。使用了变频器后，排渣机实现了根据渣量进行调速。当排渣量大时，加快电机拖动的速度，加大捞渣量；当出现捞渣系统跳车后，通过变频器具有的软启动性能，满足工艺设计条件下，使得电机重新启动更为容易。充分利用变频器的有利功能，实现了捞渣机连续、稳定、满负荷的生产要求，使三台气化炉不因捞渣系统的故障而停车。实践证明捞渣机输运系统的改造也非常成功。

[1]乐渝宁,冯志刚,陈水平.变频器在使用中存在的问题及技术创新研究[j]. 硅谷,2011 (9)

[2]盛昌达,张国权.异步电动机运行节能[M].水利电力出版社，1989年

[3] 陈伯时,陈敏逊.交流调速系统[M].机械工业出版社，1997年

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.21.031