鞍钢1450 冷轧生产线酸再生机组电控系统浅析

张 宁 赵 亮 汪 中

(1.鞍钢集团工程技术有限公司，辽宁 鞍山；114021；2.鞍钢股份炼钢总厂，辽宁 鞍山 114021)

1.概述

鞍钢1450 冷轧生产线酸再生机组设有132kW 排烟风机两台、55kW 输送风机一台、30kW 助燃风机两台以及预浓缩器循环泵、洗涤塔循环泵、焙烧炉给料泵、再生酸泵、吸收塔给料泵、水仓泵、新酸泵、废酸泵、泥浆泵、计量泵、搅拌器、压滤机、装袋机、旋转阀、电葫芦、轴流风机等共计140 余台低压380VAC/220VAC 用电设备。总装机容量2064kW，其中酸再生站装机容量为982 kW，容量最大的传动设备为132kW 排烟风机。本文主要对酸再生机组的供配电、传动、照明、防雷及接地等进行分析研究。

2.供配电

2.1 电压等级及负荷类别：

酸再生站属于二类用电负荷，需要两路电源供电。电压等级：380VAC/220VAC。

2.2 计算负荷：

酸再生站：装机容量982kW P30=597kW Q30=476kvar S30=794kVA

2.3 配电：

根据用电量、用电设备分布情况及工艺要求，在酸再生站三层（+9.50 平面）设低压配电室。配电室为二层，配电室下为电缆夹层。MCC 柜、变频器柜设置在配电室一层（+9.50平面）,为酸再生站的电气传动设备进行控制。配电室二层设有两台10kV/04～0.23kV 1600kVA 干式变压器、低压配电柜，为酸再生站及附近各站低压负荷供配电。变压器的两路10kV电源引自综合泵站。正常情况下两台变压器分列运行，事故或检修时，通过母联开关由一台变压器承担全部负荷。

酸再生站轴流风机等设备根据其布置情况及供电要求，在负荷附近采用动力配电箱供电，动力配电箱电源引自配电室内的低压开关柜。

3.电气控制

酸再生的各种搅拌器、排烟风机、焙烧炉给料泵、再生酸泵、吸收塔给料泵等驱动电机采用变频调速控制。其中搅拌器为开环控制，其它设备为闭环控制。采用1 套完整进线柜和8 套完整变频调速柜，用于控制酸再生装置的泵、风机及搅拌器等。控制泵、搅拌器及风机用西门子的 Micromaster 440 系列变频器，每台变频器上安有一块通讯模块，使得所有变频器构成Profibus_DP 网，然后和PLC系统的Profibus_DP 网连接。所有操作信号均由PLC通过Profibus_DP 网传送指令进行控制，每套变频器系统与PLC的接口除了Profibus_DP 网络接口外，还有1个送往PLC系统的硬接点信号（主接触器分合及反馈信号、刀开关合闸信号、风扇故障信号）。

每台变频柜有隔离开关（含熔断器及辅助触点）、进线电抗器、轴流风机及其它配套元器件。

酸再生传动设备采用机旁手动/集中手动/自动三种操作方式，设备的启动和关闭可在现场和操作室控制。

机旁手动：经过PLC系统在现场机旁操作箱上对单体设备进行非联锁操作，仅在检修和单体试车时使用。传动设备工作制选择设在现场机旁箱上。

集中手动：经过PLC系统在操作室内通过HMI 画面对设备进行操作。

自动：经过PLC系统按设定的工艺参数及程序自动运行。

各层楼梯口（一层在门口）设置紧急停车开关。

整个自动化系统将由PLC、HMI和工业高速通讯网络构成，完成电气和仪表自动化监控的功能。监控工艺范围如下：1#盐酸再生装置、2#盐酸再生装置、除硅及罐区系统。变频器装置与系统采用网络通讯，PLC通过PROFIBUS 网控制变频器的运转。

4.连锁操作：

（1）冲洗水泵：现场选择使用哪台泵，泵的启动和关闭可在现场和控制室控制。或冲洗水罐液位＜0.5m时，泵关闭。

(2)再生酸泵：现场选择使用哪台泵，泵的启动和关闭可在现场和控制室控制。当再生酸液位＜0.5m时，泵关闭。

(3)新酸泵：泵的启动和关闭可在现场和控制室控制。当新酸罐液位＜0.5m时，泵关闭。(4)水仓泵：泵的启动和关闭可在现场和控制室控制。当废水坑液位＜0.3m时，泵关闭。当废水坑液位，＞1.5m时，泵启动。

（5）焙烧炉给料泵：现场选择使用哪台泵，泵的启动和关闭可在现场和控制室控制。变频调速为闭环控制。当泵出口压力＜0.18MPa时，泵关闭。

(6)循环泵：现场选择使用哪台泵，泵的启动和关闭可在现场和控制室控制。当泵出口压力＜0.18MPa时，泵关闭。

(7)吸收塔给料泵：现场选择使用哪台泵，泵的启动和关闭可在现场和控制室控制。变频调速为闭环控制。当收集水罐液位＜0.5m时，泵关闭。

(8)洗涤塔循环泵：现场选择使用哪台泵，泵的启动和关闭可在现场和控制室控制。或洗涤塔底液位＜0.2m时泵关闭。

(9)排烟风棚：启动和关闭可在现场和控制室控制。变频调速为闭环控制。当循环泵不工作时，或预浓缩器出口烟气温度＞110℃，或去预浓缩器废酸压力＜0.9MPa时，关闭。

（10）助燃风机：启动和关闭可在现场和控制室控制。当排烟风机不工作或:炉内负压＞0.05MPa时，风机关闭。

(11)铁粉破碎器：启动和关闭可在现场和控制室控制。当焙烧炉旋转阀不工作时，关闭。

（12）焙烧炉旋转阀：启动和关闭可在现场和控制室控制。试验操作可在现场按试验操作按钮进行。当输送风机不工作时，关闭。

（13）输送风机：启动和关闭可在现场和控制室控制。

（14）铁粉过滤器：启动和关闭可在现场和控制室控制。

（15）废酸泵：现场选择使用哪台泵，泵的启动和关闭可在现场和控制室控制制。当废酸罐液位＜0.5m时，泵关闭。

5.电力线路及管线敷设

高压电源电缆采用阻燃、交联、铠装铜芯电缆沿电缆沟或直埋敷设。

低压动力及控制电缆均采用交联阻燃防腐型，敷设方式为沿电缆桥架及局部穿管敷设。

6.装配水平

低压柜采用抽屉式柜，断路器、接触器等元件采用ABB 产品。

本系统采用可编程序控制器（PLC）实现酸再生机组的系统自动联锁控制，并采用HMI 完成动态模拟画面显示、监控系统运行及通过键盘进行工艺参数设定和修改。

7.防爆、防腐、防火措施

浸溶塔上方防火等级乙级，防爆等级室外为二区；再生厂房焙烧炉区防火等级丙级，防爆等级室内为一区。相应区域要按规范选择防火、防爆电气设备。电气照明灯具的选择、电气管线布置均应按相应区域防爆要求设计。电气设备的选择、电力管线的敷设考虑盐酸气体的腐蚀。电气室的入出口洞用防火堵料封堵。

8.电气照明

室外浸溶塔及厂房需要照明，主厂房5层，各房间及设备的操作点需照明。照明网络电压380VAC/220VAC。低压配电室、PLC室、操作室、化验室采用荧光灯，焙烧炉区采用防爆灯，其它区域采用防水防尘灯。电气室、操作室和化验室设事故照明，事故照明采用应急灯。

9.接地

酸再生站整个电气系统的保护接地采用TN-S 形式，酸再生厂房屋面设避雷带（网）并经引下线与接地系统连接，接地电阻<4 欧姆。

PLC系统接地要满足设备提供商要求。

对于工艺贮槽、罐、塔器及管道等均采用防静电接地保护，其接地电阻<10 欧姆。

10.年耗电量

0.3881×107kW.h

11.结束语

鞍钢1450 冷轧生产线酸再生机组自调试运行后，产品各项技术性能指标达均到了设计要求。该电控系统在运行中具有稳定可靠、控制精度高、操作方便、维修简单等特点。

[1] GB50052-2009.供配电系统设计规范[S].

[2] GB50053-1994.10kV及以下变电所设计规范[S].

[3] GB50217-2007.电力工程电缆设计规范[S]