变频式离心机在化工企业的应用

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一、生产中的问题

在浙江清峰钴合金新材料有限公司的成品车间，有一台变频式离心机。是将含有水分的CoCl2 晶体除水后包装的机电设备。由于成品的CoCl2对水分的控制严格，所以对离心的效果就相应提高。当时的离心机由于各种原因不能满足生产要求。

1.操作上的问题

由于化工企业的特殊性，特定场所对电气设备有防爆、防腐的要求，配电都采用集中配电所以控制柜只能设在车间配电房，不能在车间现场安装。这样在水分控制的一线员工在操作上带来不便。因为生产过程中电动机的转速必须是在生产现场要求可调、可控。一线员工在操作时不可能在配电房中操作设备，控制柜没有现场安装必然导致离心效果不好。

2.电气技术上的问题

离心机的工作原理就如同家用洗衣机，有一台异步电动机，电动机的功率、转速应由负载的大小决定。该机原配的Y160-2 15KW 是非防爆电机。先把原Y160-2 15KW改为YB160-2 15KW的防爆电机虽然符合了化工企业特定场所的必要条件但电动机却常因过载而跳闸。导致离心前液流入离心后的成品中而导致离心失败。

二、问题的解决

1.操作上我们采用集中配电的原则，远传频率信号、启动按钮的办法

就是把带有变频器的控制柜（设备厂家提供），安装在离生产现场不到50m的配电房中，（信号的衰减在允许范围）然后利用变频器的控制端子，通过KVVRP电缆把信号远传至生产现场安装的转速表、控制按钮及可调电阻。但转速表、控制按钮及可调电阻必须安装在同一防爆控制箱中，把大的控制柜用体积小的防爆箱在现场替代。这样一线工人可根据生产工艺的需要适时调整电动机的转速，从而控制成品中的水分，又满足化工企业特定场所电气设备的防爆要求。

2.电气技术上，导致跳闸的原因主要是电动机过载

经实际测量，电动机在启动后的运行电流达70A，维持约1min后变频器显示E014（即电机过载）而停车。这是因为电动机启动初期，产品含水较高，因此负载大，电机运行的电流也就大。采取的办法是：1减小负载、2.1加大变频器的容量。

2.1 减小负载的具体办法是：征的工艺专业的同意的前提下减小进料管的管径，由原DN65PP-R管改为DN50PP-R管。这样做下来负载就减到电动机可以启动的范围。为了保证电动机启动、运行的可靠性及产品水分控制的需要我们采取延长启动时间的办法。我们设想：如果能通过变频器使电动机在启动初期以较低的速度运转较长一段时间，先将产品脱出一部分水分，当负载减小再提高电动机的转速。这样用延长电动机启动时间的方案，既可以解决电动机启动困难同时保证了脱水效果。

2.2 加大变频器的容量是将原有的变频器加大一个级别。将原15KW的变频器加大为18.5KW。这样变频器的容量比电动机的稍大一点，就可以避免因轻微过载而导致变频器中断停车。（因中断停车将会导致严重后果：离心前液与离心后的成品混合导致离心失败。）

三、改进后的问题

改进后的离心机投用后不久，又出现了离心机停止运转过程中，常出现过电压故障信号问题。而一旦出现过电压故障信号，必须将故障信号复位，才能继续运行。必然导致离心机突然停止，离心机突然停止生产中是不允许的。

在正常的情况下离心机的停止有两种方式：一种是自由停机，另一种是制动停机。而出现过电压故障信号，都是在自由停机，即按下停止按钮后3～5s出现的。

我们分析认为：离心机的转动惯量较大，当自由停机时，电动机按照变频器内设定的减速时间减速，离心机内甩干桶按照原有速度运行，电动机被迫在高于相应频率的转速下运行。此时的电动机实际是在发电机状态下运行，于是电动机向变频器反送电。变频器出于自身保护的需要即刻断电，并发出过电压的故障信号。而在制动停机时，离心机的甩干桶的速度会迅速降低，不会造成电机在发电状态下运行因而不会发生过电流故障。如果不这样我们仅仅适当延长电机减速时间，虽然有可能解决过电压问题，但是这种方法是不可取的。这是因为在按下停车按钮后电动机实际上没有断电，而是出于电压逐渐下降的过程，还是没有从根本上解决电动机向变频器反送电的问题。这种情况下，我们再采取机械制动不仅制动困难，而且有可能造成电机在停机过程中发生过流故障。通过以上分析，我们采用了自由停车加机械制动的方法解决了改进后停机时过电压的故障。