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“十一•五”計劃1500萬噸產鋼目標而興建的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。 干法熄焦是目前國外較為廣泛應用的一項節(jié)能技術，其英文名稱為CDQ。干熄焦技術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，干熄焦鍋爐產生的蒸汽送去發(fā)電。 干熄焦爐是焦炭熱量交換的重要設備，因此干熄焦爐密封的好壞，將直接影響焦炭質量和熱量交換。 二、問題的發(fā)生 在干熄焦系統中, 干熄焦爐蓋控制裝置的作用舉足輕重，由于爐蓋的結構特殊（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。在干熄焦工藝的設計中，爐蓋控制系統――即干熄焦裝入裝置的設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，裝入裝置的驅動走行機構工作一直不正常, 表現在系統配重嚴重失調，不是爐蓋對位不準，就是沖擊太大，影響了整個系統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，影響巨大。由于該設備的重要性, 電氣公司非常重視，組織自動化公司的技術人員成立了干熄焦課題攻關小組。 三、 問題的解決 經過反復試驗和對比其他冶金企業(yè)干熄焦爐的爐蓋密封機構，技術人員發(fā)現配重的多少可以影響爐蓋密封的好壞。但也發(fā)現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的6SE70系列矢量控制變頻器作為驅動器，而且設計院在作系統設計時，也留有足夠的裕量。因此，驅動器驅動能力不夠的懷疑被否定。 但配重只要增加一塊，系統就會出現失控，而導致爐蓋重重的砸擊在干熄焦爐的爐體上。為什么呢？驅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象。自動化公司攻關小組的技術人員經過反復推敲和現場實際觀察，發(fā)現每一次系統失控時，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？會不會是系統設計時沒有考慮該問題呢？帶著這些問題，攻關小組的技術人員開始從系統設計的角度入手，仔細閱讀原理圖，分析系統工藝。 系統簡圖 系統工作過程如下： 當系統接到“關”的命令時, 系統開始執(zhí)行“關”操作。變頻器輸出反轉頻率，執(zhí)行機構按照反轉給定頻率運行。當到減速位時系統開始減速, 執(zhí)行機構按照規(guī)定的減速頻率運行。當到達關限位時，系統結束“關”操作，執(zhí)行機構停止運行。當系統接到打開爐蓋的命令時，系統開始執(zhí)行“開”命令, 電機開始正轉, 到減速位時系統開始減速, 電機降低頻率運行, 到達開到位時系統停止運行, 爐蓋打開。 當PLC輸出 “關”信號且各聯鎖都正常時，KA18吸合，變頻器接到反向信號后開始按預先設定的頻率運行, 電動機反向運轉, 當接到“關”減速信號時, KA24吸合且KA19吸合, 變頻器開始降低頻率運行(設定為5Hz), 電動機減速運轉, 當接到“關”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。 通過對系統原理的分析，技術人員一致認為：是原理設計的失誤導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，機械上在這里設置了一個極限點。電氣設計時，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，應該由變頻器吸收系統中的再生能量，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”到位極限拆下，重新試車，故障現象 消失，爐蓋穩(wěn)穩(wěn)地落在爐體上。 經過與甲方協商，決定把原理圖做如下改動。加入一臺時間繼電器，使得系統停止發(fā)出“關”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，系統完全處于再生發(fā)電制動狀態(tài)，制動產生的大量再生能量經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 包鋼焦化廠7#、8#焦爐干熄焦工程現已交付使用, 干熄焦裝入裝置的走行機構也正常運行了。狀況良好沒有出現任何問題, 這次調試為我們今后在變頻器的應運上積累了寶貴的經驗，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。