焦炉高压氨水泵变频器基于PID恒压控制方式的改造

摘要：存在问题 我公司焦炉上高压氨水泵变频运行向焦炉送出氨水，其压力在2.8~3.0MPa左右，由于频繁出炉，致使变频频率波动较大导致高压氨水泵压力波动较大，难以保证焦炉对氨水压力的需求，影响氨水的喷洒效果，间接影响变频器的使用寿命。电机功率为55KW，耗电量大，经济性差。

关键词：PID 恒压控制

中图分类号：V216文献标识码： A

基于以上问题，我公司对高压氨水泵变频器进行改造，即外加智能PID调节型仪表，采集压力信号，通过PID模块调节变频器频率，使压力保持在设定值。

我公司使用两台55kw高压氨水泵（一开一备）对焦炉桥管进行喷洒高压氨水来实现无烟装煤的生产工艺，氨水压力的大小直接影响消烟的的效果。由于原系统没有采用自动的控制方式，在每次装煤过程中，高压氨水压力下降幅度较大，造成频繁出现装煤时冒烟跑火情况，溢出的荒煤气及尘埃对大气环境造成严重污染，同时工人劳动环境也遭到不必要的破坏。为了减少上述状况的发生，只能将高压氨水压力调节在较高值（2.8~3.0Mpa）下工作，由于每次装煤时间仅3min左右，其余15min均不需要喷洒高压氨水，满负荷工作的高压氨水泵不仅将大量的电能消耗在无用功上，而且经常出现如下问题：1、设备故障率偏高，机器负载沉重，管道损伤严重，设备维修周期变短，维护量增大；2、高压氨水泵电机长期处于重负荷运行，机体振动加大，电机接线端子发热松动情况时有发生，严重会损坏电机；3、高压下的氨水泵及管道易出现损伤故障，更加加重了污染环境情况的发生。

为了解决以上问题将原有高压氨水泵控制柜进行改装，通过智能PID调节型仪表采集高压氨水管道压力来闭环控制变频器的输出频率，达到自动调节高压氨水泵的输出功率，实现高压氨水恒压控制的目的。系统具有手动、自动控制可自由转换的功能，压力参数值可根据需要任意设定。接线图如下：

经采取恒压控制喷洒投用后，改造效果十分明显：仪表显示高压氨水的压力始终稳定在设定值（2.60Mpa）基本不变，电机功耗有效降低、装煤时的荒煤气溢出量大大减少，使用改造后的系统至今已有两年多，高压氨水泵和管道没再损坏，氨水的泄漏量减少、荒煤气回收量增加，经济效益、社会效益、环保效益同时大幅度提高。改造前后高压氨水压力曲线对比如下：

改造前高压氨水压力曲线 改造后高压氨水压力曲线

效益计算：

1、改造前用电量：变频器显示改造前电机电流在70-85安之间波动，按平均80A计算， 原月度电费=(80A×380V×√3/1000)×0.68元/KWh×24h×30天=2.6万元，

2、改造后用电量：压力设定值在2.48Mpa时，变频器显示电机电流为55A基本不变， 现月度电费=(55A×380V×√3/1000)×0.68元/KWh×24h×30天=1.8万元

3、年度节约电费=改造前用电－改造后用电量=（2.6-1.8）×12月=9.6万元