威頓達(dá)州化工有限責(zé)任公司 魏 來

1 概述

威頓達(dá)州化工有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱威頓達(dá)州）一期800 kt/a硫磺制酸裝置建于四川省達(dá)州市天然氣能源化工園區(qū)甕福達(dá)州磷硫化工基地（以下簡(jiǎn)稱甕福達(dá)州基地）內(nèi)，該裝置采用“3+1”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，配套有孟莫克HRS低溫余熱回收系統(tǒng)，云南亞泰氨法尾氣吸收脫硫裝置、德國(guó)西門子KKK風(fēng)機(jī)和路易期酸泵。一期裝置共采用變頻器16臺(tái)，（原設(shè)計(jì)12臺(tái)）酸循環(huán)泵、3臺(tái)精硫泵、2臺(tái)地槽泵，成品酸泵、裝置除年度計(jì)劃性檢修外常年不間斷運(yùn)行，對(duì)電氣連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求，項(xiàng)目建成后根據(jù)生產(chǎn)工藝情況決定對(duì)HRS鍋爐給水泵，脫鹽水泵將原工頻運(yùn)行泵改為變頻運(yùn)行，方便于脫鹽水箱和HRS鍋爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水調(diào)節(jié)，以前采用人工啟泵手動(dòng)打開出口閥的開度調(diào)節(jié)，經(jīng)常要往返于控制室和裝置現(xiàn)場(chǎng)，效率低下，裝置現(xiàn)場(chǎng)大，人員緊張。精硫泵、地槽泵5臺(tái)由于原設(shè)計(jì)為施耐德實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)為ABB550，廠家也只對(duì)變頻器接了主回路電源，由于每個(gè)廠家對(duì)控制回路端子定義不一樣，所以需要重新按照ABB變頻器的說明書進(jìn)行接線并調(diào)試。對(duì)在調(diào)試和試運(yùn)行過程中出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行整理和分析。

2 變頻器安裝存在的問題

達(dá)州公司原配電室占地面積小，在基地內(nèi)場(chǎng)地受限，設(shè)計(jì)緊湊、備用回路不足，高低壓配電設(shè)備設(shè)計(jì)在一個(gè)房間，且由于有腐蝕性氣體未設(shè)計(jì)相關(guān)通風(fēng)設(shè)施，這就導(dǎo)致余變頻器在技改中受到很大的限制，試生產(chǎn)過程中出現(xiàn)頻繁跳閘、造成誤動(dòng)作、誤報(bào)警。為解決在生產(chǎn)中遇到過流、雷擊、晃電對(duì)生產(chǎn)造成的影響對(duì)變頻器在安裝和運(yùn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行整改。

2.1 變頻器安裝不當(dāng)造成的影響

（1）變頻器的安裝環(huán)境和位置至關(guān)重要。由于內(nèi)部采用的大功率板、整流模塊、逆變模塊、電阻、電容等大功率的電子元件易受到環(huán)境溫度的影響，溫度過高會(huì)導(dǎo)致于電阻值和元器件性能變化從而造成誤動(dòng)作。電阻阻值、電壓不穩(wěn)定，光耦和電容容量下降加快，遠(yuǎn)離帶發(fā)熱體的設(shè)備（如變壓器，蓄電池）顯得至關(guān)重要，因?yàn)樽儔浩骱托铍姵卦谶\(yùn)行時(shí)溫度較高，蓄電池有爆炸燃燒和漏液，如果靠的過近會(huì)減少變頻器的壽命，在裝配時(shí)要在配電柜門裝2臺(tái)對(duì)稱軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。配電室常年保持在25度環(huán)境溫度為宜，戶外安裝環(huán)境要考慮防雨防嗮及周圍排放的冷凝水汽對(duì)變頻器絕緣的影響。蒸汽冷凝水散落在控制柜的上方進(jìn)入變頻器后其絕緣性能就會(huì)下降，在運(yùn)行時(shí)可導(dǎo)致變頻器燒毀事故，如鍋爐加藥泵采取一拖二，由于控制柜門密封性不好，蒸汽冷凝水流進(jìn)變頻器會(huì)將其短路燒毀。如若在潮濕的環(huán)境下和北方氣溫較低的地區(qū)必要時(shí)在箱中增加干燥劑和加熱器以維持正常工作需要溫度，后來在配電柜的周圍加了一圈防水墊和防雨帽后效果大大的得到了改善，安裝室內(nèi)環(huán)境溫度過高還需增加空調(diào)和降溫設(shè)施以保持良好的運(yùn)行條件，可見環(huán)境溫度對(duì)變頻器影響較大。

（2）腐蝕性氣體。由于威頓達(dá)州裝置主要生產(chǎn)硫酸，是化工生產(chǎn)企業(yè)，具有腐蝕性的二氧化硫，三氧化硫氣體容易對(duì)變頻器元器件的引出線、印刷電路板、電阻、電容、芯片、等破壞，使其無法工作，破壞的絕緣將會(huì)導(dǎo)致變頻器可能會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)等，所以腐蝕性氣體的危害性也不可忽視。

（3）振動(dòng)。變頻器在安裝時(shí)要充分的考慮運(yùn)行工程中振動(dòng)帶來的危害性，固定配電盤的基礎(chǔ)必須牢固在電纜溝的基礎(chǔ)上并用螺桿連接在相鄰的配電盤，使其不能晃動(dòng)，遠(yuǎn)離較大啟動(dòng)設(shè)備的接觸器等，周圍振動(dòng)過大會(huì)造成變頻器控制回路輔助觸點(diǎn)異常斷開。

（4）電磁波干擾。變頻器在正常運(yùn)行時(shí)對(duì)周圍產(chǎn)生電磁波干擾附近其它的儀器儀表設(shè)備，使其工作不穩(wěn)定，脫鹽水泵在運(yùn)行時(shí)就出現(xiàn)過一合閘后馬上跳閘，最后排查到變頻器啟動(dòng)時(shí)干擾到未整改之前的電機(jī)馬達(dá)控制保護(hù)器，使其合閘的瞬間出現(xiàn)一次CT過流后將常閉觸點(diǎn)斷開從而使變頻得電后受干擾斷開控制回路電源，由于變頻器本身具有各種保護(hù)，因其是整改的回路，后來將馬達(dá)保護(hù)的點(diǎn)短接采用變頻器的保護(hù)后問題得到解決，要消除干擾必需選用正確的拼搏電纜。

（5）千萬不要將進(jìn)線電源連接到傳動(dòng)單元的輸出端：U2、V2、W2上。進(jìn)線連接到到變頻器輸出端將導(dǎo)致變頻器損壞。如果有旁路切換回路，需使用機(jī)械開關(guān)和接觸器互鎖，調(diào)試前在對(duì)電機(jī)進(jìn)行耐壓和絕緣電阻之前要斷開電機(jī)電纜。

（6）電機(jī)電纜要求使用導(dǎo)線管、鎧裝或屏蔽電纜，導(dǎo)管之間要安裝一個(gè)接地導(dǎo)體橋接，動(dòng)力線和控制線與變頻器有關(guān)的模擬信號(hào)線選用屏蔽雙絞線，動(dòng)力電纜選用對(duì)稱的三芯電纜，帶同軸的PE導(dǎo)體，或帶同軸四芯電纜。

2.2 變頻器選型

（1）變頻器選型不對(duì)將會(huì)導(dǎo)致于變頻器不匹配，不能進(jìn)行很好的調(diào)節(jié)和達(dá)到節(jié)能的目的，有的加變頻器是為了生產(chǎn)上好調(diào)節(jié)，有的是為了節(jié)能，不管哪種根據(jù)實(shí)際負(fù)載類型選用合適的變頻器至關(guān)重要，采用變頻的目的，達(dá)州裝置只有水泵和酸泵所以選用輕載的變頻器就能滿足生產(chǎn)需要。

（2）在同一個(gè)電壓范圍內(nèi)不管供電電壓是多少，其額定輸出電流相同。為了達(dá)到給電機(jī)額定功率，變頻器輸出電流必須大于電機(jī)額定電流，在多個(gè)電機(jī)系統(tǒng)中，變頻器輸出電流要大于所有電機(jī)輸入電流總和。

（3）威頓達(dá)州裝置酸泵和地槽泵電纜最遠(yuǎn)超過300米，為避免變頻器出力不足，在變頻器的出線端加裝電抗器，選用變頻器的時(shí)候容量也要大一檔。

（4）酸循環(huán)泵夏天運(yùn)行時(shí)時(shí)外殼溫度近80度，由于泵端的介質(zhì)是高溫濃硫酸，酸槽液位較高時(shí)從泵端的溫升傳到電機(jī)端再加之一期裝置很多變頻器都沒選專用變頻電機(jī)和獨(dú)立電源的風(fēng)扇，在調(diào)頻時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低影響電機(jī)散熱，在某些情況下，要求變頻器降容使用，如果電機(jī)滿功率運(yùn)行時(shí)要選擇大一檔以便提供足夠的負(fù)載能力。

3 變頻器在使用常見的幾個(gè)問題及對(duì)應(yīng)措施

（1）例如，威頓達(dá)州由于現(xiàn)場(chǎng)的安裝條件，一期脫鹽水泵和鍋爐給水泵變頻安裝在相鄰且其它負(fù)荷的柜內(nèi)，原電機(jī)出線不夠長(zhǎng)，2臺(tái)電抗器都裝置原來的出線柜內(nèi)。且安裝位置受限制，距離較近。調(diào)頻方式均為DCS和面板給定，所以兩臺(tái)在同時(shí)運(yùn)行時(shí)會(huì)形成相互之間的干擾。運(yùn)行其中一臺(tái)時(shí)工作正常，兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行互相干擾時(shí)會(huì)出現(xiàn)某些變頻器誤動(dòng)作，干擾變頻器霍爾傳感器使其報(bào)2310頻繁報(bào)過電流動(dòng)作，經(jīng)過盤車檢查，電機(jī)絕緣檢查，三相電流平衡檢查等正常后發(fā)現(xiàn)是變頻器誤報(bào)，后對(duì)變頻器控制板，施加15V直流電壓對(duì)電流采樣傳感器進(jìn)行判斷發(fā)現(xiàn)阻值其中一個(gè)與另兩個(gè)相差2歐姆，經(jīng)更換傳感器、做屏護(hù)措施后故障消除，現(xiàn)已連續(xù)正常運(yùn)行一年多。

（2）酸泵遇晃電，酸泵采用的西門子G130變頻器，對(duì)裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行要求更高，由于當(dāng)初基地內(nèi)只有一路電源供電且在雷雨季節(jié)時(shí)故出現(xiàn)晃電后酸泵跳閘導(dǎo)致公司停產(chǎn)。西門子變頻器相對(duì)ABB來講保護(hù)多，且配置的模塊多，對(duì)電源質(zhì)量要求更高。在同樣條件下ABB正常運(yùn)轉(zhuǎn)，西門子出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，為解決這一問題，后來和西門子技術(shù)人員溝通后對(duì)西門子3臺(tái)變頻器采取程序優(yōu)化，

1）將西門子變頻器改自動(dòng)重合閘啟動(dòng)，當(dāng)電網(wǎng)波動(dòng)瞬間失電再來電時(shí)可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自啟動(dòng)。

2）DCS相關(guān)聯(lián)鎖做5-10S延時(shí)動(dòng)作，當(dāng)變頻器或電源出現(xiàn)其它故障不能正常實(shí)現(xiàn)重合閘啟動(dòng)將延時(shí)動(dòng)作聯(lián)鎖，采取正常停車方式，如果重合閘成功投入正常運(yùn)行。

3）3臺(tái)變頻器若在同時(shí)自啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響。后分別做了10-20毫秒的延時(shí)（因變壓器選擇的余量較大，折算出同時(shí)啟動(dòng)的電流在600多A,變壓器額定1250A,因此對(duì)變壓器及電網(wǎng)的影響不大）

經(jīng)過整改后的方案使得現(xiàn)在變頻器得以良好的運(yùn)行，并每次利用計(jì)劃?rùn)z修機(jī)會(huì)對(duì)變頻器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，定期更換容易導(dǎo)致跳閘的中間繼電器進(jìn)行更換后現(xiàn)一直運(yùn)行正常。

4 結(jié)束語(yǔ)

電子技術(shù)在不斷的更新，只有嚴(yán)格遵守變頻器的說明和行業(yè)規(guī)范，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)才能正確的使用和維護(hù)變頻器。

[1]ABBAC550用戶手冊(cè)[S].P227,236,238.