高爐主卷揚(yáng)沖頂故障分析及措施

1、高爐主卷揚(yáng)沖頂故障分析及措施 【摘要】 高爐主卷揚(yáng)系統(tǒng)在高爐生產(chǎn)中有著重要的作用,正常的上料才能保證高爐的正常生產(chǎn)。6號高爐采用的是simovert masterdrives 6se70系列變頻器,之間用用通訊板simolink通訊。料車卷揚(yáng)系統(tǒng)采用主從控制方式同步運(yùn)行,選用三臺變頻器,兩用一備。在出現(xiàn)沖頂故障后,對此類較為特殊的故障產(chǎn)生原因進(jìn)行了詳細(xì)的剖析以及給出了相應(yīng)的實(shí)際解決對策。從而達(dá)到可做供參考案例的結(jié)果。 【關(guān)鍵詞】 主從控制料車沖頂反向保護(hù) 高爐上料系統(tǒng)中,卷揚(yáng)系統(tǒng)最為復(fù)雜,而卷揚(yáng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行又是高爐正常生產(chǎn)的重要依托。韶關(guān)鋼鐵公司六號高爐主卷揚(yáng)系統(tǒng)采用雙電動機(jī)拖動一臺卷揚(yáng)機(jī),

2、來將按照料的批次稱重,配好的爐料從地面的儲料礦槽運(yùn)送到爐頂受料斗。而當(dāng)料車出現(xiàn)沖頂事故時(shí),高爐將暫停生產(chǎn)并休風(fēng),對高爐自身壽命和相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生很大影響。 1 主卷揚(yáng)的系統(tǒng)組成 韶關(guān)鋼鐵公司產(chǎn)用的simovert masterdrives 6se70系列變頻器,變頻器間用通訊板simolink通訊。通訊板simolink電源供電由一套冗余電源系統(tǒng)供電,已保證系統(tǒng)運(yùn)行的高可靠性。plc與交流調(diào)速系統(tǒng)通過profibus網(wǎng)絡(luò)交換信息。料車卷揚(yáng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)共選用三臺變頻器,二臺以主從方式同步運(yùn)行,一臺備用,任何一臺運(yùn)行變頻器故障時(shí),備用變頻器人工手動切換投入運(yùn)行。采用一臺主令控制器,一臺絕對式編碼器,

3、一臺增量式編碼器(雙輸出)分別檢測料車的實(shí)際位置及速度。具體可見圖1。 2 故障現(xiàn)象 料車沖頂,是為料車到底停車點(diǎn)后沒有停車,而直接沖過停車點(diǎn)導(dǎo)致料車上翻,無法正常將料車復(fù)位拉回,更嚴(yán)重的則會發(fā)生翻車等事故發(fā)生,導(dǎo)致高爐長期無法上料而被迫休風(fēng)。 事故發(fā)生時(shí),主卷揚(yáng)系統(tǒng)的西料車在爐頂為空車,東料車在料坑裝滿焦炭,東料車自動上行不久后,操作工聽到響聲,主卷揚(yáng)零壓跳,沒有其它報(bào)警信號,通過視頻監(jiān)控發(fā)現(xiàn)西料車沖頂,及時(shí)通知調(diào)度及相關(guān)人員。操作工上爐頂檢查發(fā)現(xiàn)西料車后輪懸空約500mm,料車料咀背面有新撞擊的痕跡。技術(shù)人員到場后檢查發(fā)現(xiàn)西料車到底停車主令點(diǎn)和超極限主令點(diǎn)動作,配合機(jī)械檢修人員把西料車放下

4、并試車。本次事故造成高爐休風(fēng)35分鐘。 3 事故原因分析 6號高爐主卷揚(yáng)采用的是雙電機(jī)主從控制方式拖動,通過分析主卷揚(yáng)電流歷史曲線發(fā)現(xiàn)造成本次事故的主要原因是東料車上行約3秒時(shí)間1#電機(jī)的電流突然由230a變?yōu)?,2#電機(jī)電流變化也由256a快速減小至153a,主卷揚(yáng)力矩不夠,東車快速下滑;2.5秒鐘后雖然1#電機(jī)的電流恢復(fù)到153a以上,但仍然達(dá)不到拖動?xùn)|車上行的力矩,東車下滑的速度變慢。1.5秒后料車西料車超極限主令點(diǎn)動作,料車零壓保護(hù)動作,主卷揚(yáng)跳閘;料車抱閘動作,此時(shí)西料車沖頂。具體可見圖2電流曲線。 導(dǎo)致西料車沖頂?shù)脑蚴怯捎跂|料車(重車)在上行過程中下滑引起的,控制系統(tǒng)的反向保護(hù)功

5、能沒有動作,變頻器沒有報(bào)故障,只有最后的保護(hù)超極限保護(hù)功能動作。分析認(rèn)為在料車上行過程中由于plc與主變頻器之間的通訊出現(xiàn)短時(shí)間(中斷時(shí)間小于變頻器報(bào)警時(shí)間)中斷,變頻器不報(bào)故障,此時(shí)主變頻器收不到plc給定的速度值,即主變頻器速度給定變?yōu)?,表現(xiàn)為主電機(jī)的電流突然變?yōu)?,wincc的采樣周期為0.5秒,歷史曲線的變化與分析相符。通訊在1秒內(nèi)恢復(fù),料車下滑速度降低,反向保護(hù)功能(為減少主卷揚(yáng)系統(tǒng)報(bào)故障幾率,允許料車慢速下滑)沒有動作。反向保護(hù)功能采用的是主變頻器傳送至plc的速度信號,當(dāng)通訊出現(xiàn)故障時(shí)反向保護(hù)功能起不到作用。 6號高爐主卷揚(yáng)控制采用節(jié)點(diǎn)控制與網(wǎng)絡(luò)控制,運(yùn)行信號由節(jié)點(diǎn)信號控制,速

6、度信號通過網(wǎng)絡(luò)給定,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障而i/o信號正常時(shí),變頻器還在正常運(yùn)行,這種控制方式不是很合理。 負(fù)責(zé)位置檢測的絕對式編碼器與plc的通訊在料車沖頂前不正常,絕對式編碼器與變頻器同在一條dp線上,檢查這段dp線及接頭時(shí)發(fā)現(xiàn)氧化嚴(yán)重,接頭氧化后接觸電阻增大,dp線要求接觸電阻小于75,當(dāng)電阻值變大時(shí)會影響dp網(wǎng)絡(luò)的可靠性。判斷為由于接頭氧化影響到網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定。 4 改進(jìn)措施 在事故發(fā)生后,經(jīng)現(xiàn)場檢查和事故原因分析和總結(jié)得出以下幾點(diǎn)改進(jìn)措施:(1)改變dp網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式,絕對式編碼器單獨(dú)與plc在事故發(fā)生后,經(jīng)現(xiàn)場檢查和事故原因分析和總結(jié)得出以下幾點(diǎn)改進(jìn)措施:(1)改變dp網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式,絕對式編碼

7、器單獨(dú)與plc連接,不再與變頻器共一條dp網(wǎng)線。更換絕對式編碼器,增強(qiáng)絕對式編碼器的可靠性。(2)加強(qiáng)對dp網(wǎng)線及接頭的維護(hù),防止因dp接頭氧化影響dp網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。(3)增加絕對式編碼器方向保護(hù)功能,絕對式編碼器的方向保護(hù)與原有保護(hù)并聯(lián),確保料車反向時(shí)主卷揚(yáng)能及時(shí)保護(hù)。(4)優(yōu)化主卷揚(yáng)控制程序,給變頻器的指令信號由同一方式給定,保護(hù)功能由硬節(jié)點(diǎn)連接,確保出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)起保護(hù)作用。 5 結(jié)語 高爐主卷揚(yáng)是高爐生產(chǎn)的重要設(shè)備,而這類沖頂事故中,一般的保護(hù)環(huán)節(jié)沒有起到保護(hù)作用,而且事故發(fā)生原因的多樣性和特殊性可讓此次事故有一定參考價(jià)值。在此次事故中,可發(fā)現(xiàn)很多平時(shí)生產(chǎn)過程中遇到的容易忽略的各種因素,例如如高爐出鐵時(shí)沖渣水的腐蝕性水蒸氣,指令信號給定方式不一等。給了現(xiàn)場工作人員一個(gè)很實(shí)際的特殊性的可供參考的案例。 參考文獻(xiàn): 1sisme