Эксгаустеры, дымососы, воздуходувки, компрессоры

Для агломерационного производства и других цехов металлургического завода характерно широкое использование мощных эксгаустеров, дымососов, воздуходувок, турбокомпрессоров и насосов. Все они используют синхронный электропривод.

Рис. 4.4. Схема управления синхронным двигателем эксгаустера.

В частности, на аглофабриках применяют синхронные двигатели мощностью до 8 МВт, 1500 об/мин для привода дымососов. В доменных цехах широко используются синхронные двигатели мощностью до 60 МВт в приводах газодувок, дымососов и др. В конверторных цехах используют синхронные электродвигатели мощностью до 25 МВт в приводах турбокомпрессоров и т. п.

Схемы привода различаются типом возбудителя, способом пуска, а также способом регулирования возбуждения с целью оптимизации коэффициента мощности. В качестве примера на рис. 4.4 приведена схема управления синхронным двигателем эксгаустера. Схема предусматривает наличие тиристорного возбудителя Т и предполагает прямой пуск двигателя. Схема включает разъединитель Р; масляный выключатель В; тиристорный возбудитель Т, выполненный по трехфазной нулевой схеме с согласующим трансформатором Тр и блоком управления, регулирования и защиты БУРиЗ; тиристорные ключи Т1 и Т2 с их пусковыми цепями Д1, Ст1 и Д2, Ст2; пусковой резистор Rп. Сопротивление пускового резистора значительно выше сопротивления обмотки возбуждения. Схема обеспечивает автоматическую подачу возбуждения при пуске двигателя в функции тока статора и скольжения, автоматическую форсировку возбуждения при снижении напряжения сети (до заданного значения), автоматическое гашение поля возбуждения двигателя при его отключении, защиту от коротких замыканий системы возбуждения, от затяжного пуска и от перенапряжений на тиристорах возбуждения.

Для пуска двигателя достаточно включить выключатель В. Тогда под действием пускового тока БУРиЗ блокируют тиристорный возбудитель Т, а на обмотку статора подается напряжение сети, которое индуктирует в обмотке возбуждения напряжение, достаточное для того, чтобы сработали стабилитроны Ст1 и через диоды Д1 открыли тиристоры Т1, подключив обмотку возбуждения к пусковому резистору Rп. Таким образом, разгон двигателя осуществляется при замкнутой обмотке возбуждения на пусковой резистор Rп. Для форсированного разгона двигателя служит второй ключ Т2, который работает подобно первому, только он шунтирует часть сопротивления резистора Rп.

Управление подачей возбуждения синхронному двигателю осуществляется в функции тока статора и скольжения, т. е. при достижении двигателем подсинхронной частоты вращения: ток статора снижается, блокировка возбудителя снимается, ключи Т1 и Т2 закрываются. Система автоматики БУРиЗ подает команду на подключение возбудителя и подачу повышенного тока возбуждения в обмотку двигателя (все эти операции согласованы во времени). После того как двигатель вошел в синхронизм, ток возбуждения снижается до номинального значения. При отключении масляного выключателя система автоматики БУРиЗ переводит тиристоры возбудителя в инверторный режим, обеспечивая тем самым гашение поля двигателя, а затем возвращение схемы в исходное состояние.

Тиристорные возбудители различных серий выпускаются комплектно.

Насосы и воздуходувки малой и средней мощности оборудуются асинхронными двигателями короткозамкнутыми или с фазным ротором.

Перспективным является использование на средней и больших мощностях регулируемого синхронного привода за счет питания статора от преобразователя частоты.

Конвейеры.

С помощью конвейеров, главным образом ленточных, осуществляются прием, складирование и транспортировка сырья для агломерационных и доменных цехов, транспортировка готового агломерата и окатышей, подача известняка, шихты и других материалов в бункера шихтовых дворов, в погрузочные бункера для загрузки мульд, в расходные бункера конвертеров и т. д. Создание теплостойких лент позволит транспортировать горячие материалы: агломерат, шлак, кокс и др.

Общая протяженность конвейерных линий современного горно-металлургического предприятия составляет десятки километров.

Характерной особенностью конвейеров является большой статический момент сопротивления покоя, превосходящий номинальный момент, по ряду причин: пуск под нагрузкой, завал течек, заклинивание опорных роликов и т. д.

Таким образом, наряду с известными, к электроприводу конвейера предъявляется требования обеспечения высокого пускового момента, а в ряде случаев – плавности пуска, предотвращения пробуксовки ленты, обеспечения согласованного вращения нескольких электроприводов. Существуют жесткие ограничения на величину ускорений.

Работа конкретного конвейера всегда согласуется с работой других механизмов по ходу технологического процесса. Согласование производится взаимными блокировками. Конвейеры, питатели, дозаторы и другие устройства объединяются в единую поточно-транспортную систему (ПТС), имеющую централизованное управление. Последовательность пуска механизмов ПТС обеспечивается в направлении, обратном грузопотоку. Регулирование скорости производится автоматически синхронно.

В качестве приводных в конвейерном транспорте используются асинхронные двигатели с фазным и короткозамкнутым ротором и только в редких случаях, когда надо регулировать скорость конвейера в широких пределах, - двигатели постоянного тока. Широко используется ограничение ускорений в системе механическими методами – установкой фрикционных и индукционных муфт, подтормаживанием вала при пуске и т. п.

На рис. 4.5 показана простейшая схема управления несколькими (тремя) сблокированными электроприводами конвейеров одной технологической линии. Кроме пусковой и защитной аппаратуры, в схеме имеются блокировки, обеспечивающие согласованную работу механизмов. Управление двигателями осуществляется с помощью кнопок «пуск» (КнП1 - КнП3) и «стоп» (КнС1 – КнС3). В цепи катушек контакторов К2 и К3 включены замыкающие блок-контакты контакторов соответственно К1 и К2. Эта блокировка предотвращает запуск двигателей предыдущих в направлении грузопотока конвейеров, пока не включились последующие конвейеры.

Рис. 4.5. Схема управления конвейерами.

Чтобы при наладочных работах можно было запустить двигатели М2 и М3, блок-контакты К1 и К2 шунтируют деблокирующими выключателями В1 и В2. Параллельно катушкам контакторов включены сигнальные лампочки ЛС1 – ЛС3. С валами ведомых барабанов конвейеров 1 и 2 связаны реле скорости РС1 и РС2. Контакты этих реле включены в цепи катушек контакторов соответственно К2 и К3. При остановке указанных барабанов (например, при обрыве или пробуксовке ленты) автоматически останавливаются предыдущие конвейеры, подающие на них сырье. Предусмотрена защита двигателя М3 от забивания желоба материалом. Для этого служит конечный выключатель ВК.

Управление механизмами ПТС осуществляется централизованно со щита оператора, но есть возможность перехода на местное управление, обычно применяемое при наладочных и ремонтных работах. Для обеспечения безопасности персонала предусматриваются различные виды сигнализации: предпусковая, аварийная и др.

На рис. 4.6 показана схема управления конвейером (а) и схема предпусковой сигнализации (б). Предусмотрено два режима работы: автоматизированный диспетчерский и местный ручной. Выбор режима производится избирателем управления ИУ. В автоматическом режиме ИУ ставится в положении А.

Рис. 4.6. Схема пуска двигателя ПТС.

Пуск механизма в этом режиме производится дистанционно кнопкой КнПУ. При этом через замкнутый блок-контакт пускателя КЛП последнего по ходу пуска механизма включается реле времени РВ и через реле подачи сигнала РПС подается предупредительный сигнал звонком или гудком. После окончания выдержки времени включается реле автоматического пуска РАП, и если замкнут контакт реле РП1 предыдущего по пуску механизма, то включается контактор КЛ, запускающий приводной двигатель. Когда конвейер достигнет номинальной скорости, срабатывает реле скорости РС и включает промежуточное реле РП, которое своим контактом шунтирует контакт РАП и другими своими контактами снимает блокировку пуска последующих механизмов. После запуска последнего в цепочке пуска механизма блок-контакт его пускателя КЛП отключает цепь сигнализации. Остановка механизмов производится дистанционно кнопкой КнОУ. При этом теряет питание реле РПУ и отключает первый по ходу пуска двигатель, что вызывает последовательную автоматическую остановку всех остальных механизмов тракта.

Для работы в ручном режиме переключатель ИУ ставится в положение Р, а управление двигателем производится кнопками КнП и КнС безотносительно к цепям сигнализации.