煤气鼓风机反转保护系统研究.docx

煤气鼓风机反转保护系统研究【摘要】针对系统压力存在情况下煤气鼓风机由于停电、供油系统故障及联锁停机而造成反转对鼓风机设备及对焦化生产带来很大隐患的问题设计以西门子公司的s7-300PLC作为控制单元驱动电动阀门自动关闭有效的实现了对鼓风机的反转保护。【关键词】鼓风机；电动阀门；反转；保护1.引言在焦化厂煤气鼓风机属于关键核心设备它不仅要将粗煤气从焦炉抽出压送出去而且与后续的生产有密切联系。我厂煤气输送系统由三台煤气鼓风机组成正常生产时两用一备鼓风机电机由PLC系统控制变频器自动调速与焦炉自动调节翻板阀共同作用稳定焦炉集气管压力。同时鼓风机室还有一台大循环电动阀参与调节煤气回流量。鼓风机的出入口各有三台煤气电动阀起切断煤气通路的作用由岗位值班人员现场操作进行开闭。在实际生产运行中发现存在以下一些隐患：（1）当外部突然停电时所有电动阀失去动力电源只能靠岗位值班人员手动操作来关闭进出口煤气阀（DN1600mm）由于阀门行程长手动操作慢每个电动阀从全开到关闭操作时间长达二十多分钟此时由于鼓风机后煤气管道内压力还高达10KPA左右（煤气管道联网系统压力）造成鼓风机反转而此时鼓风机供油系统因停电不能供油极易使鼓风机轴瓦发热烧毁同时煤气反顶回焦炉也容易发生严重事故。（2）当鼓风机如因供油系统出现问题而联锁停机时也同样出现鼓风机反转如果岗位值班人员未能及时发现或操作不及时也会出现烧毁鼓风机轴瓦的现象。（3）当运行的鼓风机虽不是由于供油系统故障停机而是由于温高或轴振动大而联锁停机时虽然不会烧毁轴瓦但由于鼓风机反转。带压煤气返回焦炉也容易发生严重事故。以上隐患如不能及时得到解决都将会严重制约焦化厂的正常生产。本文将阐述如何通过电气自动化改造使隐患得到有效控制。2.研究基础针对有可能发生的各种由于鼓风机阀门得不到及时关闭而造成鼓风机反转受损及造成生产事故的因数需要逐条分析并提出相应的解决方案使鼓风机得到最有效的保护。2.1技术现状（1）煤气电动阀门只能由岗位操作人员去电动阀门现场操作开闭。（2）无不间断EPS动力电源停电时只能靠岗位值班人员手动操作来关闭进出口阀门。（3）电动闸阀行程长手动关闭耗时较长。（4）无电气联锁装置鼓风机停机如操作人员未能及时发现并采取关闭阀门的措施系统压力将使鼓风机长时间反转对鼓风机造成严重损害。2.2研究内容（1）真实获取鼓风机停机信号。（2）当系统停电时鼓风机进出口阀门仍能及时有效的关闭。（3）当获取停机信号后怎样改造电气控制系统从而快速有效的关闭阀门。（4）鼓风机操作员应能够方便快捷的对联锁进行投入和解除。3.实施方案利用现有的鼓风机PLC控制保护系统我们可以提取停机信号。PLC系统采用德国西门子S7-300的CPU315-2DP为主机上位机软件采用的是WINCC。PLC采集鼓风机本体的温度、润滑油压、轴位移、轴震动值与设定值进行比较实现对鼓风机本体的联锁停机保护。同时可以驱动高压变频器对鼓风机6KV电机进行调速从而稳定焦炉集气管压力。取用联锁停机I/O输出点能够全面真实的反应各种意外停机状况。首先当低压380V电网停电时油泵电机失去动力电鼓风机润滑油压力快速下降PLC联锁变频器停机。高压6KV电网停电时高压变频器失电由于其控制系统是由UPS供电停电时控制系统发出故障接点信号到PLC系统PLC联锁停机信号同样发出。其次由机械及其它原因导致鼓风机温度、轴位移、轴震动信号值超出联锁设定值联锁停机信号也由同一接点输出。PLC联锁停机程序如图1、图2所示。程序说明如下：任何一个联锁条件满足都将触发变量M71.0使Q2.2置位常开点接通联锁高压变频器停机。Q0.3复位常闭点接通Q1.3线圈得电将联锁电动阀门自动关闭。变量M24及M26由WINCC调用在画面做联锁停机状态指示及声音报警。要有不间断的三相供电的380V电源在外部突然停电时电动阀门不会失去动力电源。因此采用EPS三相不间断电源考虑到当外部停电时有可能三台出口电动阀门同时动作每台功率为4KW所以选用EPS功率为15KW。同时考虑到鼓风低压配电室是双电源供电分段运行EPS因此采用双电源输入自动切换；三路输出分别到三台出口煤气电动阀作为主动力电源。对电动阀门的控制回路进行改造使煤气出口电动阀门接收到PLC的联锁停机信号后能够立即自动关闭改动后的电气阀门控制原理图如附图3所示。同时考虑到电动阀门控制回路电源为低压交流220V当低压配电室失电时电动阀门的正反转接触器线圈由于没用控制电源不能正常动作电动阀门还