清凈水泵是燃煤電廠廢水處理重要設(shè)備之一，該設(shè)備的可靠投入和穩(wěn)定工作，對保證電廠廢水處理系統(tǒng)高效、經(jīng)濟運行及廢水處理后環(huán)保參數(shù)達標和循環(huán)再利用有著重要作用。  

1設(shè)備狀況  

某2×300MW燃煤電廠廢水處理系統(tǒng)清凈水泵共2臺，其配套電動機均采用就地控制、手動操作、工頻定速運行方式，無遠方控制、自動操作和調(diào)速運行功能。這使得值班人員不能實時監(jiān)視設(shè)備運行工況，不能迅速發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和采取相應(yīng)措施，不能根據(jù)水池液位高低變化及時自動起停水泵，不能實時調(diào)整電動機運轉(zhuǎn)速度和水泵出力。單泵運行時，池內(nèi)積水經(jīng)常發(fā)生溢流。雙泵運行時，池內(nèi)積水經(jīng)常被抽空。上述異常情況的存在，嚴重影響了廢水處理系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。為此，考慮對清凈水泵電動機控制方式予以改進。  

2設(shè)備改進方案  

清凈水泵就地控制和工頻運行功能保留，增加遠方控制、自動操作和變頻調(diào)速功能，使水泵電動機實現(xiàn)具有可相互切換的就地、遠方兩種控制方式，手動、自動兩種操作形式，以及工頻、變頻兩種運行模式。可在PLC(可編程序控制器)程控畫面上遠方操作水泵并監(jiān)視其運行狀態(tài)，可根據(jù)水池液位高、低變化自動起停水泵，可根據(jù)系統(tǒng)工況實時調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速和出力。  

3設(shè)備改進措施

(1)重新設(shè)計清凈水泵電動機一、二次電氣控制電路，增加空氣斷路器、接觸器、變頻器、調(diào)速旋鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制按鈕、指示燈、電流互感器、電流表等電氣元件。  

(2)按水泵電動機容量選配相應(yīng)規(guī)格的調(diào)速變頻器，按廢水處理系統(tǒng)運行要求設(shè)置變頻器工作參數(shù)。  

(3)清凈水池就地加裝超聲波液位計，液位信號送至廢水處理系統(tǒng)PLC，高低液位定值設(shè)置在PLC邏輯程序中，PLC程控畫面設(shè)水泵電動機“起動”“停止”“頻率給定”“液位聯(lián)鎖”等功能鍵，編寫水泵電動機控制邏輯，并下載到廢水處理PLC程控系統(tǒng)中。  

(4)更換和敷設(shè)水泵電動機動力電纜、遠方控制電纜并接入相應(yīng)盤柜(水泵電動機就地控制柜和廢水處理系統(tǒng)PLC程控柜)。  

(5)清凈水泵電動機變頻主運行、工頻備用，變頻回路與工頻回路之間相互閉鎖。  

(6)清凈水泵本體擴容改進，配套電動機功率由15kW升至75kW。4設(shè)備改進后的電氣控制原理改進后的清凈水泵電氣控制電路實現(xiàn)如下功能:在遠方控制方式下，可從PLC程控畫面工頻起動和變頻起動水泵;在自動操作形式下，水泵的起停受水池高、低液位自動控制，水池液位達到高水位定值(3m)時，PLC程控高水位接點閉合自動起動水泵，水池液位降至低水位定值(1.5m)后，程控低水位接點閉合自動停運水泵;在變頻運行模式下，可從水泵就地控制柜和PLC程控畫面調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率。  

除上述功能外，還具有其他多項功能:工頻就地(水泵就地控制柜)起動、變頻就地起動、就地手動調(diào)頻、工頻就地停止、變頻就地停止、動力電源就地指示、工頻起動就地指示、變頻起動就地指示、工頻故障就地指示、變頻故障就地指示、電動機電流就地顯示、電動機遠方(集控室PLC程控畫面)起動、電動機遠方停止、電動機起動遠方顯示、電動機停止遠方顯示、頻率遠方給定、頻率反饋遠方顯示、就地和遠方控制方式顯示等。改進后的清凈水泵電氣控制原理如圖1所示。  

5清凈水泵電動機操作說明  

清凈水泵就地控制柜操作顯示面板如圖2所示。水泵工頻運行時“工頻起動指示燈”點亮，工頻故障時“工頻故障指示燈”點亮;水泵變頻運行時“變頻起動指示燈”點亮，變頻故障時“變頻故障指示燈”點亮。  

5.1水泵就地操作  

5.1.1就地工頻運行  

“遠控/就地”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“就地”位，“變頻/工頻”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“工頻”位，“自動/手動”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“手動”位。按下“工頻起動”按鈕，水泵工頻起動運行，按下“工頻停止”按鈕，水泵停止運行。  

5.1.2就地變頻運行

“遠控/就地”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“就地”位，“變頻/工頻”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“變頻”位，“自動/手動”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“手動”位。用“手動調(diào)速”旋鈕設(shè)置好變頻器運轉(zhuǎn)頻率。按下“變頻起動”按鈕，水泵變頻起動運行。按下“變頻停止”按鈕，水泵停止運行。  

5.1.3就地自動起停水泵  

“遠控/就地”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“就地”位，“自動/手動”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“自動”位。清凈水池液位達到高水位時，水泵自動起動，液位降至低水位后，水泵自動停止。如果“變頻/工頻”轉(zhuǎn)換開關(guān)在“變頻”位，就是自動變頻起動水泵。如果轉(zhuǎn)換開關(guān)在“工頻”位，就是自動工頻起動水泵。  

5.2水泵遠方PLC程控操作  

5.2.1遠控手動起動  

“遠控/就地”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“遠控”位，可在PLC程控畫面上手動起動水泵。如果“變頻/工頻”轉(zhuǎn)換開關(guān)在“工頻”位，就是遠控工頻起動水泵。如果轉(zhuǎn)換開關(guān)在“變頻”位，就是遠控變頻起動水泵。變頻器輸出頻率由程控畫面上的頻率調(diào)節(jié)滑塊決定，滑塊滑動值0～100，對應(yīng)頻率0～50Hz。  

5.2.2遠控自動起動  

“遠控/就地”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“遠控”位，程控“清凈水池A泵(B泵)液位聯(lián)鎖”置投入狀態(tài)。清凈水池液位達到高水位，水泵自動起動。液位降至低水位，水泵自動停止。如果“變頻/工頻”轉(zhuǎn)換開關(guān)在“變頻”位，就是自動變頻起動水泵。如果“變頻/工頻”轉(zhuǎn)換開關(guān)在“工頻”位，就是自動工頻起動水泵。遠控起動水泵，與就地控制柜盤面“自動/手動”轉(zhuǎn)換開關(guān)位置無關(guān)。程控“清凈水池A泵(B泵)液位聯(lián)鎖”投入就是自動起動水泵，程控“清凈水池A泵(B泵)液位聯(lián)鎖”退出就是手動起動水泵。  

6設(shè)備改進效果清凈水泵  

電氣控制電路改進設(shè)計合理，解決了水泵不能遠方控制和自動操作的問題;新增電動機調(diào)速裝置西門子MICROMASTER430型變頻器，具有調(diào)速性能優(yōu)越、參數(shù)設(shè)置范圍廣、控制信號響應(yīng)速度快、負載狀態(tài)信息詳細等一系列優(yōu)點，解決了水泵轉(zhuǎn)速和出力不能實時調(diào)整的問題，避免了清凈水池積水溢流和被打空現(xiàn)象的發(fā)生，保證了該電廠廢水處理系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運行，環(huán)保效益顯著。水泵電動機由工頻運行改為變頻運行后，工作電流和耗電量下降，經(jīng)濟效益良好。另外，變頻器還具有過電壓、欠電壓、過電流、短路故障、接地故障、電動機過熱、變頻器過熱等保護功能，電氣保護配置齊全且動作靈敏度高、速度快、可靠性強。當設(shè)備發(fā)生異常時，變頻器保護會及時動作，將設(shè)備斷電停運，避免電動機、電纜、電源斷路器、接觸器和變頻器本體等主要電氣設(shè)備過流發(fā)熱燒壞，降低了設(shè)備維護成本，經(jīng)濟效益明顯。  

7結(jié)語  

本次設(shè)備技術(shù)改進投入成本低，但效果良好，達到了預(yù)期目的。生產(chǎn)現(xiàn)場的其他類似設(shè)備，也可借鑒此方法進行改造。同時，在今后的工作中，要進一步完善其電控方式和工作模式，保證設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

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