【文章內(nèi)容簡介】 23 配套蓄能器主要閥組 序號 名稱 型號及規(guī)格 數(shù)量 備注 1 最低液面閥 DN=150mm PN=32MPa 1套 氣動控制，關(guān)閉迅速 2 氣動閘閥 DN=150mm PN=32MPa 1套 氣動控制，關(guān)閉迅速 3 低壓球閥 DN=15mm PN= 1套 4 氣閘閥 VTQZF25/320SS1F 4套 5 氣閘閥 VTQZF100320SS1FDN=100mm PN=32MPa 3套 6 安全閥 SA42Y320 公稱壓力 32MPa 公稱通徑 32mm 4套 7 安全閥 A21H16C(公稱壓力 ) 1套 8 手動閘閥 D341SH16Q200 1套 9 氣動閘閥 D671X16C200 1套 10 磁浮子液位計 UHZ10AK4YP 1套 11 液位計三通閥 DN=20mm PN=32MPa 4套 12 磁浮子液位計 UHZ20AK7YP L=4000 3套 第五節(jié) 主要設(shè)備布置及安裝 高壓蓄能器罐布置 高壓泵站布置在主軋跨內(nèi)地下室。 蓄能器（一個氣罐）布置在現(xiàn)在地下室高壓泵站右邊隔墻外側(cè)。其上方原設(shè)計留有檢修吊裝孔。新加高壓氣罐同原系統(tǒng)間相關(guān)管線穿現(xiàn)有高壓泵站隔墻。 蓄能器（兩個氣罐一個氣水罐）布置在現(xiàn)在地下室高壓泵站左邊隔墻外側(cè)，其上方原設(shè)計留有檢修吊裝孔。新加高壓氣水罐同原系統(tǒng)間相關(guān)管線穿現(xiàn)有高壓泵站隔墻。 低壓緩沖水罐布置 低壓緩沖水罐布置在現(xiàn)有高壓泵站 2高壓泵組的高壓泵旁，其上方原設(shè)計留有吊裝孔。該吊裝孔為高壓泵站內(nèi)唯一檢修維護孔洞。 安裝 蓄能器氣罐及氣水罐本體單重 41 噸，本體外形約Φ 1800 9000，吊裝設(shè)備起重量須大于 50 噸，吊裝孔尺寸須大于Φ 3000。 罐體在廠房內(nèi)吊運宜和使用狀態(tài)一致，由于物件重量關(guān)系吊運過程，宜從地下層的地面至高壓泵站地下室上檢修孔一次完成。期間須避讓主軋跨內(nèi)吊運路線上地面已有設(shè)備及構(gòu)件。 在地下室由于無合適吊運設(shè)施，且受地下室層高及內(nèi)部設(shè)施及管線限制，移動困難。 第六節(jié) 實施難點 由于原建設(shè)施工期間大型設(shè)備一次性吊裝孔均已封閉，本次改造蓄能器罐只能從現(xiàn)有檢修孔吊入地下室。 蓄能器布置在主軋跨地下室原泵站隔墻兩端，一個氣水罐及兩個氣罐布置于高壓泵站左端，另一氣罐布置于高壓泵站右端。 新增蓄能器組罐體安裝困難。 1 罐體先從檢修孔洞吊放到地下室地面； 2 新增設(shè)備從入口處搬運至目標位置；其過程為 :設(shè)備本體需要從入口處先平移、然后旋轉(zhuǎn)（本體的安裝螺栓孔和預(yù)埋腳螺栓對位）本體底座板面再下降至基礎(chǔ)面。 由于現(xiàn)地下室無可用吊運設(shè)施，需要采用其他可靠的臨時移動手段和裝置以完成安裝過程。該裝置可能需要自配動力裝置，功能上需要能完成罐體的平移，旋轉(zhuǎn)及下降功能。因該部分施工難度較大，應(yīng)由有同類施工經(jīng)驗的專 業(yè)安裝企業(yè)完成。 第七節(jié) 擴展及再挖潛 由于多數(shù)鋼種情況下，高壓水泵開兩臺流量不足開三臺流量富余，在保證系統(tǒng)最低工作壓力條件下，這時可以對三臺泵電機同時同步降頻運行，以最大限度地發(fā)揮節(jié)能效果。但由于無現(xiàn)使用的泵的調(diào)速狀態(tài)下的壓力及流量特性數(shù)據(jù)，所以三開一備工作制度下的降速運行只可在生產(chǎn)實踐中摸索。 第三章 熱力設(shè)施 第一節(jié) 概述 概述 由于高壓水除鱗系統(tǒng)新增了 1 個高壓水罐和 3 個高壓氣罐，為了保證充氣效率，對其中新增蓄能器用戶提供一臺壓縮空氣機。 主要設(shè)計依據(jù) 《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》 GB503162021 《動力管道手冊》 《動力工程師手冊》 第二節(jié) 壓縮空氣系統(tǒng) 壓縮空氣設(shè)計要求 壓力： 21～ 27Mpa；用氣量：～ 3Nm179。/min； 氣質(zhì)要求：干燥、潔凈；用氣制度：間斷。 熱力設(shè)計 現(xiàn)有扎線系統(tǒng)配有 4 臺 35MPa、 Nm179。/min 高壓空壓機供生產(chǎn)使用，改造后需要增設(shè)一臺 35MPa、 Nm179。/min 高壓空壓機與現(xiàn)有系統(tǒng)并網(wǎng)供用戶用壓縮空氣。 新增機組出氣管道與現(xiàn)有主管 DN25 連接，接至新增 4 臺蓄能器處（～ 100 米），并分別設(shè)置支路閥門及并網(wǎng)連接處閥門。 存在問題 該機組及管路壓力為高壓級別，應(yīng)委托具有此設(shè)計資質(zhì)及相關(guān)技術(shù)的單位來完成后續(xù)施工圖設(shè)計任務(wù)。 第四章 電氣專業(yè) 第一節(jié) 概述 概述 熱連軋廠共 4 臺高壓水除鱗泵，設(shè)計 3 開 1 備，電機采用降壓軟啟動、工頻運行模式，電機額定參數(shù)如下表 41： 表 41 電機額定參數(shù) 設(shè)備代號 額定功率 （ kW） 額定電壓 （ kV） 電流 （ A） 功率因數(shù) 數(shù)量 （臺） 高壓水除鱗電機 3550 10 248 3 開 1 備 根據(jù)工藝要求，本次改造工程將增設(shè) 3 套高壓變頻器成套裝置，通過變頻調(diào)速控制，在除鱗間隙、軋線檢修或換輥時除鱗泵電機降速運行，達到節(jié)能目的。 現(xiàn)場條件 電源 除鱗泵動力電源： 10kVAC 50HZ 功率 :3*3550kW 低壓配電電壓： 380/220V；功率 :300KW 照明電壓： 220V； 36V； 控制電壓：直流 220V；交流 220V。 設(shè)備布置 原高壓水除 鱗電氣室已沒有擺放新增變頻器柜的位置，須新建一22 米（長） X14 米（寬） X5 米（高）電氣室，用于擺放 3 套新增高壓變頻器成套裝置。在熱連軋廠粗軋電氣室旁有一空地可以新建高壓變頻器室。 第二節(jié) 設(shè)計依據(jù) 工藝專業(yè)委托的設(shè)計委托任務(wù)書。 相關(guān)的考察報告。 有關(guān)的設(shè)計規(guī)程、規(guī)定、標準、規(guī)范。 第三節(jié) 設(shè)計原則 采用成熟、可靠、先進、實用的技術(shù)和設(shè)備，滿足生產(chǎn)工藝及節(jié)能要求。 第四節(jié) 改造項目的內(nèi)容 新增 3 套高壓變頻成套控制柜。 由原除鱗泵電機控制柜高配室引 3 路 10kV 供電電源至新建高壓變頻器室 3 套變頻器成套柜，另引高壓柜控制小母線至高壓變頻器室新增高壓開關(guān)柜，由粗軋電氣室低壓配電室引 至高壓 變頻器室；并重新整理、敷設(shè)變頻器柜、原電機控制柜至除鱗泵電機的電纜線路。 新建高壓變頻器室及部分電纜溝、電纜橋架等電纜敷設(shè)通道。 增補完善自動控制系統(tǒng)及新增設(shè)備的低壓配電系統(tǒng)。 新建高壓變頻器室低壓配電、空調(diào)配電、照明、防雷接地等。 第五節(jié) 高壓除鱗變頻自動控制系統(tǒng) 熱連軋廠生產(chǎn)線除鱗特點：多點、往復式除鱗。共設(shè)置三段除鱗，即爐后除鱗，粗軋除鱗，精軋前除鱗。粗軋除鱗為往復除鱗，奇數(shù)道次進粗軋前除鱗。除鱗系統(tǒng)分除鱗工作和待除鱗保壓等待兩個階段，在待除鱗階段只好通過溢流閥旁通釋放熱量，保持系統(tǒng)平衡、穩(wěn)定，但有很大的能量浪費。所以，熱連軋廠除鱗系統(tǒng)適宜于作變頻調(diào)速節(jié)能改造。 、高壓變頻器技術(shù)原理和相關(guān)性能介紹 高壓變頻器每相由若干個低壓 pwm 功率單元串聯(lián)組成，各功率單元由一個多繞組的隔離 變壓器 供電，采用高速微處理器實現(xiàn)控制而以光導纖維隔離驅(qū)動，這就是高壓變頻器領(lǐng)域常采用的多重化技術(shù)，其在根本上解決了 6 脈沖和 12 脈沖變頻器所產(chǎn)生的諧波問題。由于采用功率單元串聯(lián)而不是用傳統(tǒng)的器件簡單串聯(lián)實現(xiàn)高壓輸出，所以不存在器件均壓的問題。每個功率單元承受全部的輸出電流，但僅承受1/5 的輸出相電壓和 1/15 的輸出功率，其輸入功率因數(shù)可達 以上，且不必設(shè)置輸入濾 波器和功率因數(shù)補償裝置，從而使整個變頻器系統(tǒng)的效率在 以上。 、除鱗系統(tǒng)改造的實施 技術(shù)原理 除鱗系統(tǒng)使用的是高壓離心泵，空轉(zhuǎn)時電能消耗較大，一般除鱗工作時間只占 40~50%，因此如果讓高壓離心泵在整個生產(chǎn)周期中都工作，其大部分時間都會處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，有較多的的電能被浪費掉。采用高壓變頻調(diào)速控制除鱗水泵轉(zhuǎn)速，即根據(jù)除鱗系統(tǒng)蓄能器液位 (或壓力 )調(diào)節(jié)高壓離心泵的轉(zhuǎn)速，當蓄能器液位達到上工作液位或壓力達到上限時，離心泵降速運行；當蓄能器液位達到下工作液位壓力達到下限時，離心泵升速運行，達到穩(wěn)定控制輸出壓力，保證輸出流量，并達到節(jié)能的效果，這是帶鋼高壓除鱗系統(tǒng)最佳的節(jié)能控制模式。 性能指標 (1)以多點不間斷連續(xù)測控實時參數(shù)為依據(jù)的恒壓閉環(huán)運行控制方式，實際壓力信號來自于現(xiàn)場信號，變頻器通過調(diào)節(jié)速度，使實際壓力逼近壓力設(shè)置值，以保證系統(tǒng)的壓力恒定。 (2)避免高壓水除鱗系統(tǒng)突然泄壓和突然增壓。 (3)變頻器上下限頻率的設(shè)定，一定要確保的出水 輸出壓力能達到工藝要求的除鱗壓力。 （ 4）同工況自動識別并控制： 1 點噴時； 2 點噴時； 3 點及以上噴時；生產(chǎn)暫停時。 (5)控制軟件能有效克服了系統(tǒng)溫度增加等技術(shù)難題。 (6)新改造的控制系統(tǒng)和原系統(tǒng)能有很好的兼容性。 (7)人機界面適合原操作人員的操作習慣，操作非常方便。 項目改造中解決的技術(shù)難點 (1)系統(tǒng)兼容問題 在保證現(xiàn)場正常軋鋼的前提下，新技術(shù)改造的高壓變頻系統(tǒng) (包括控制回路和主回路 )要和原有工頻運行的水泵系統(tǒng)兼容問題。 通過相關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場大量的實地勘測和技術(shù)論證，可實現(xiàn) 新技改的高壓變頻系統(tǒng)與原系統(tǒng)之間的兼容問題，系統(tǒng)可操作性非常高，能在原有的的操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上對高壓變頻器方便快捷地進行相關(guān)起停操作，使操作人員和 設(shè)備 維護人員不需要重新進行培訓的情況下就能熟練正常操作。 (2)高壓變頻器改造后所產(chǎn)生的諧波源問題 設(shè)備選用不當會產(chǎn)生大量的高次諧波，污染配電網(wǎng)絡(luò)，對該系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾和設(shè)備誤動，同時過多的諧波不但會增大上一級電源的容量，污染電網(wǎng)，而且會使其它用電設(shè)備的無功負荷增大，加大了設(shè)備的發(fā)熱量，同時變頻器所產(chǎn)生的高次諧波還會使所帶的電機，產(chǎn)生過熱現(xiàn)象和過大的噪聲，對高壓電機的絕緣也有相當大的影響，容易產(chǎn)生絕緣擊穿事故；通過選好的無諧波高壓變頻器，避免了上述問題的發(fā)生，提高了單臺高壓電機的功率因數(shù)，降低了啟動時的電壓降過大的問題，更好的保護了電機和高壓水泵的使用壽命和使用安全。 (3)原系統(tǒng)的恒壓力控制 問題 既要保證高壓變頻系統(tǒng)能可靠的進行運行，又要保證高壓變頻器在使用過程中的快速響應(yīng)問題，還要避免經(jīng)常性的快速切換，加速對電機和高壓水泵的不利影響，通過與相關(guān)專業(yè)技術(shù)工程公司技術(shù)人員到現(xiàn)場調(diào)研、協(xié)商，若蓄能器的液位達到最低設(shè)定值時，高壓液位計 (或高壓差壓計 )傳出信號給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)就會自動關(guān)閉最低液面閥，以防止高壓氣體竄入管路系統(tǒng)，此時最低液面閥有單向閥的功能，即高壓水只能進入蓄能器；當蓄能器水位恢復正常狀態(tài)時，最低液面閥也恢復正常狀態(tài)；若蓄能器的的液位到達最高設(shè)定值且壓力值達到規(guī)定范圍下限時， 控制系統(tǒng)自動啟動空壓機向蓄能器補氣。同時，在蓄能器上設(shè)有安全閥，以防止誤操作而造成除鱗系統(tǒng)超壓現(xiàn)象的發(fā)生，保障系統(tǒng)安全運行。 當鋼坯到達除鱗箱，系統(tǒng)自動打開噴射閥，除鱗泵和蓄能器同時供水除鱗，除鱗完畢，噴射閥自動關(guān)閉，泵向蓄能器補水，蓄能器的壓力達到泵的關(guān)死壓力，泵無流量輸出，蓄能器補水完畢。 在除鱗泵向蓄能器補水完畢后，泵運行過程中會產(chǎn)生一定的熱量，當溫度升高到設(shè)定值時，系統(tǒng)自動打開除鱗泵的最小流量閥，排放掉一定流量的水，被排放掉的水就帶走一定的熱量，達到降低除鱗泵殼體溫度的目的；當溫度低 于一定值時，系統(tǒng)又自動關(guān)閉最小流量閥，此時，電機耗費功率最小，即可以大大節(jié)約電能。 通過了解，日鋼1580 熱軋板帶除鱗系統(tǒng)實際工況是：在三段除鱗過程中，由于是連軋，有兩鋼坯前面精軋還未完成正在除鱗，后面的鋼坯同時在爐后除磷位或粗軋除鱗位也同時需要除鱗；這樣開 3 臺除鱗泵才能滿足正常工藝除鱗需要。當都不在除鱗位時，控制系統(tǒng)自動關(guān)閉了所有的除鱗閥，且該時間段較長，系統(tǒng)蓄能器又非足夠大，達到最高壓力時，能量也會過剩，從而導致高壓管路及泵殼體溫度升高。目前采用的辦法是：人為使 2除鱗系統(tǒng)最小流量一直處于導通狀態(tài)，以排放 多余流量，帶走一定的熱量，保證系統(tǒng)滿足正常工況需求。若在 1除鱗系統(tǒng)或 3除鱗系統(tǒng)，采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)和根據(jù)壓力自動跟蹤調(diào)節(jié)控制，可使不除鱗時段少排或不排高能量值的多余水，既能達到很好的節(jié)電效果，又能使高壓管網(wǎng)壓力相對穩(wěn)定，提高除鱗效果和提高系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命。 通常最小流量閥的后面，設(shè)置有節(jié)流孔板及擴散管，即使最小流量閥打開，泵排量也不大。因此，合理的設(shè)計和控制除鱗泵的殼體溫度，調(diào)節(jié)排放流量，才能達到工頻狀態(tài)下的節(jié)電效果，延長除鱗泵的使用壽命。而目前的工況是一直旁通，未能調(diào)節(jié)，即使是除鱗狀態(tài)，也 一直在旁通排放，為保證生產(chǎn)正常進行，減少較大的電能浪費，變頻器除鱗系統(tǒng)就能很好的解決以上問題。 系統(tǒng)的工況現(xiàn)狀 除鱗狀態(tài)要求系統(tǒng)工作壓力 。通過對系統(tǒng)的長時間觀察，除了極少數(shù)時間系統(tǒng)工作壓力低于 ，大多數(shù)時間系統(tǒng)都工作在 以上。 需要的數(shù)據(jù)采集 通過 profibusdp 現(xiàn)場總線讀取原系統(tǒng)的控制溫度、壓力等信號，現(xiàn)場所采用的監(jiān)控軟件通過現(xiàn)場總線 profibusdp 通訊，把原除鱗泵系統(tǒng)的溫度、壓力以及其它監(jiān)控點等信號傳送給 S7300PLC，通過控制程序?qū)?jié)電系統(tǒng)進行控制。 改造后除鱗系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu) 改造后的系統(tǒng)采用能量優(yōu)化控制程