河钢邯钢邯宝炼钢厂，河北 邯郸 056000
摘要：针对连铸旋流池高压电机启停频繁的故障缺陷，分析旋流池水循环系统的运行现状，并提出了相应的优化改造方案。
关键词：旋流池；高压电机；频繁启停
一、引言
邯宝炼钢的连铸水循环系统中，采用的是立式长轴泵配10KV高压电机，在以往的生产过程中存在一定的缺陷，故障率高，维修量大，维修费用高。为确保连铸机高效稳定运行，成立专项科研小组对其进行分析改进，调整后台程序，查找高压电机频繁启停的故障原因，减少异常的发生率，降低停浇次数，使高压电机安全稳定、可靠运行，发挥出最大的经济效益。下面就炼钢厂旋流池高压电机现状做出分析，并提出相应的改造方案。
二、炼钢厂旋流池高压电机运行现状分析
炼钢厂旋流池主要作用是收集连铸设备冷却过程中的漏水及冲淋氧化铁皮的用水。这些水通过沟渠进入旋流池内部，经沉淀后除去大部分氧化铁皮，然后一部分经供水泵，送往轧制线用来冲淋氧化铁皮，另一部分经回水提升泵，提升至平流沉淀池进行处理。再用位于旋流池上方的抓斗吊将池底的氧化铁皮清理出池，并装车运走（见图１)。
当旋流池水位达到一定高度时，把多余的水抽到平流沉淀池，以确保旋流池在水位突然增大时，不会被淹没。该泵组有三台高压电机，工作方式为用二备一。在PLC程序中将液位设为低低、低、高、高高、超高五个档，当液位到达高液位时，一台高压电机开启，当水位继续上升到高高液位时，第二台高压电机开启。在连铸拉钢过程中，超声波检测到的水位波动较大，液位经常在高与高高之间变化，导致高压电机频繁启停，高压电机损坏频率大约4个月更换一次。所以说液位的高低直接影响到电机的运行频率。
三、旋流池高压电机频繁启停的优化方案
高压电机的频繁启动直接影响其使用寿命。这是因为启动时电动机要承受大电流（4-7倍）的冲击，为了防止电机温度持续升高，保护电机绕组绝缘，应该尽量减少高压电动机的启动次数。其具体措施从以下四个方面展开。
（一）高压电机改造成低压电机
根据连铸旋流池水循环系统的实际运行状况，将原设计中的三台高压电机，用二备一的运行模式进行改造，把10KV高压电机更换成380V低压电机。当水位到达高液位时，将原设计开启的第一台高压电机，改造成低压电机启动。由于低压电机较之前高压电机大大降低了做功效率，从而延长水位的下降时间。当水位上升到高高液位时，开启第二台高压电机。当水位达到超高液位时，再开启第三台高压电机，并在切割室主控台发出声光报警信号，提醒操作人员注意旋流池水位状况，随时准备人工干预调节。
改造的低压电机为全新设备，在1#出坯动力变压器低压配电室中分配电源开关。根据供水泵的电缆走向，设计并铺放低压提升泵的电缆，以及本地操作箱内控制线。再将原高压电机的温度测量线改造成低压电机轴承和绕组温度测量线。
（二）制作WINCC画面
旋流池回水提升泵以及出口电动阀的故障点较多，为了便于操作工更加直观的发现故障，在WINCC监控画面添加“提升泵组综合故障”对话框，特别增加了“泵运行超时”和“泵保护跳闸需高压确认复位”两个报警点。当提升泵自动状态下需要停泵，却无法停止时，“泵运行超时”报警点闪烁，此时应该通知电气人员检查电气回路，或者查看真空断路器的执行机构是否卡阻。当提升泵在运行过程中报警“泵保护跳闸需高压确认复位”，说明高压电机可能存在故障，通知电气人员检查现场高压电机的绝缘情况。若故障排除，需要主控操作工点击“复位”按钮，待报警信息消除后，设备才能正常运行。
（三）修改PLC程序
利用回水电动阀的自动调节装置，高、低压电机采用软启动并持续运行。提升泵、出口电动阀以及旋流池水位进行联锁。当水位达到启泵条件时，先启动高压电机，再开出口电动阀；停泵时，先关出口电动阀，再停高压电机。回流电动阀根据旋流池水位的变化自动开闭，根据操作工艺、电气改造的要求，以及旋流池中提升泵组及各出口电动阀之间的连锁关系。修改PLC程序段。
当水位到达高液位时，将低压泵替代高压泵，同时提高水位的控制范围，特别是增大高水位的数值。原程序中高压泵程序段用低压泵替代。程序在手动状态下工作泵和备用泵可任意选择。当某台工作泵出故障时，监控画面报警的同时备用泵自动投入使用。添加监控画面“提升泵组综合故障”对话框中的连锁点，在PLC中建立新的程序段。
（四）改造后效果显著
旋流池水位的波动是导致高压电机频繁启动的直接原因。改造后的低压电机有效延缓了水位在高与高高之间变化，从而减少了第二台高压电机的开启次数。从连铸10KV综保后台电流曲线图中可以看出，改造前，2号回水提升泵在拉钢过程中每小时启动4-5次左右。改造后，2号回水提升泵每小时启动次数降低到1-2次左右，电流变化明显。由此可见，通过对旋流池硬件设备和程序后台方面的改造，有效降低了高压电机的启停次数，效果显著。
四、经济效益和间接效益
原1#回水提升泵安装单独的电度表，但改造后的低压泵未安装电度表，低压泵电源来自1#出坯动力变压器。因此综合考虑，将该1#回水提升泵和1#出坯动力变压器改造前后的计量数据做比较。（见表1）。
从表中可以看出，改造后每年可以节省电量：（146680-106080）*12=487200(kWh/t），由于炼钢厂采取了有效的避峰就谷措施，各时段平均消耗电费较低，按照0.58元/kWh计算，每年节约电费：487200*0.58≈28（万元）。
改造后，不但提高了旋流池水循环系统的自动化水平，而且有效降低了高压电机的启停次数，节省更换真空断路器备件费用8万元，减少维修损坏高压电机费用近12万元。每年累计创效约48万元。
五、结束语
通过对连铸高压电机启停频繁的故障分析，发现了在实际生产过程中旋流池液位存在的诸多问题，提出了用低压电机代替高压电机的改进措施，不但取得了理想的效果，而且节省了能耗，带来了一定的经济效益。
参考文献：
[1]纪轩.废水处理技术问答[M].中国石化出版社,2003年
[2]贺伦英.无机与分析化学[M].国防科技大学出版社,2002年
论文作者:张伟
论文发表刊物:《城镇建设》2019年13期
论文发表时间:2019/9/17
标签：电机论文; 高压论文; 水位论文; 低压论文; 回水论文; 池水论文; 液位论文; 《城镇建设》2019年13期论文;