Modernizace pohonu ostřiku okují

 

 

 

Výsledná jakost pozinkovaného plechu je dána i kvalitou vstupního polotovaru – hlubokotažného ocelového plechu, jehož jakost ovlivňují zase předcházející výrobní operace. Jednou z nich je válcování plechu zatepla na válcovací trati TŠP 1700 (1 700 je maximální možná šířka válcovaného plechu v mm na této trati). Na začátek válcovací trati se v teplé válcovně položí brama o délce max. 8 m, šířce max. 1,7 m a tloušťce max. 160 mm, která je rozžhavena v peci asi na 1 000 °C. Takto rozžhavená brama se přetváří (ztenčuje a protahuje) na výslednou tloušťku postupným průchodem sedmi válcovacími stolicemi. Před každou válcovací stolicí musí být povrch rozvalku z obou stran očištěn tak, aby okuje vznikající na povrchu rozžhavené oceli nebyly zaválcovávány do materiálu. Toto očištění se vykonává v tzv. ostřikových boxech, umístěných v těsné blízkosti před válcovacími stolicemi. Jak už název boxu napovídá, jde o odstraňování okují stříkáním paprsků tlakové vody na horní i dolní plochu pohybujícího se rozvalku z řady asi dvaceti až dvaceti čtyř speciálních trysek umístěných vedle sebe. Na konci trati pak vyjíždí do svitku stočený plech o stejné šířce, tloušťce asi 3 až 5 mm a délce až 425 m. Ten se pak zpracovává na studené válcovně a následně v pozinkovně.

 

Původní technologie ostřiku ze sedmdesátých let minulého století byla konstruována na tlak vody před tryskami 15 Mpa. Pro současné účely tento tlak však již nevyhovoval, a proto přistoupil investor k vypsání výběrového řízení na vyprojektování, dodávku, montáž, zprovoznění a vyzkoušení nové technologie celého ostřiku o tlaku 20 MPa. Celý záměr měl být realizován „na klíč“, tedy včetně projektu a realizace nezbytných stavebních úprav. Sigma DIZ ve výběrovém řízení s nabídkou uspěla nejen proto, že technicky i obchodně splňovala představy investora, ale i proto, že stavbu obdobného charakteru realizovala v roce 2003 v podniku Mittal Steel Ostrava, a mohla ji tak předvést investorovi jako referenční dílo. Zástupci investora si byli ještě před vyhlášením vítěze výběrového řízení prohlédnout v Ostravě dvě spolehlivě fungující odstředivá čerpadla SIGMA CND5, poháněná motory ABB přes měniče frekvence, a rovněž nezbytný řídicí systém dodaný firmou Ingelectric Ostrava. Při rozhovorech s pracovníky obsluhy a údržby se ujistili, že zařízení je kvalitní a dobře fungující.

 

Technicky průkopnickým řešením bylo nahrazení vysokotlakých větrníků (propojených s výtlačným potrubím z čerpací stanice) otáčkově regulovaným pohonem čerpadel pro udržení konstantního tlaku vody při různých průtocích. Americký zástupce investora sdělil, že se s tímto řešením ještě nikde ve světě nesetkal, a musel být ujištěn, že systém bude fungovat.

 

Tyto parametry splňovala konfigurace pohonů pro vysokotlakou čerpací stanici ostřiku okují (obr. 1).

 

Byla zde instalována tři čerpadla SIGMA CND5-12.1/8, otáčky 2 000 až 3 550 min^–1, Q = 20 až 105 l/s, p = 8 až 21,5 Mpa (obr. 2 a obr. 3), na společném rámu se vzduchem chlazeným motorem AMI 630M2A o výkonu 3,2 MW, 3 300 V.

 

Motory ABB typu AMI přinášejí oproti předchozím řadám mnoho vylepšených parametrů, jako jsou hluk a vibrace, kritické otáčky, účinnost a provoz s měniči frekvence. Došlo ke zvýšení tuhosti kostry stroje. Výměníky v chladicím okruhu jsou zcela nově navrženy právě s ohledem na vyzařovaný hluk, minimalizovány byly i jejich rozměry. Další významnou novinkou je možnost volby konstrukce hřídele dvoupólových motorů jako podkritické. Tím dochází k posunu prvních kritických otáček nad otáčky jmenovité a motory lze potom bez problémů provozovat s měniči frekvence v regulačním rozsahu od nuly do maximálních otáček – zde to je rozsah 2 000 až 3 550 min^–1. Tato možnost volby platí např. u dvoupólových strojů vodou chlazených 6 kV, 50 Hz ve výkonovém rozsahu 2,8 až 5 MW. Stroje s počtem pólů 2p ≥ 4 jsou normálně navrženy jako podkritické. Standardem u motorů AMI je izolované ložisko na přední straně motoru a rovněž izolace statorového vinutí motorů běžně vyhovuje požadavkům na motory napájené z měničů frekvence. I u těchto strojů se nadále používá osvědčená izolace systému MICADUR^®s tlakově vakuovou impregnací.

 

Dva měniče frekvence typu ACS 1 000 se nacházejí v nové rozvodně, která vznikla jako ocelová konstrukce umístěná z důvodu nedostatku místa nad dosavadní zděnou vestavbou olejového hospodářství válcovny v čerpací stanici (modrá na obr. 1). Měniče frekvence typu ACS 1 000 patří do sortimentu vysokonapěťových měničů ABB (obr. 4).

 

Měniče frekvence ACS 1 000, ACS 1000i a ACS 5000 používají osvědčený způsob řízení motoru DTC (Direct Torque Control, přímé řízení momentu). Sledovanými proměnnými veličinami jsou u tohoto způsobu řízení moment a magnetický tok motoru. DTC zajišťuje přesnou a rychlou regulaci od nuly do maxima otáček, plný moment při optimální přesnosti regulace otáček v celém otáčkovém rozsahu, zanedbatelné zvlnění momentu, minimalizaci ztrát ve střídači, což jsou všechno parametry požadované právě pro použití ostřiku okují. Není přitom nutná otáčková zpětná vazba.

 

V měničích použité prvky IGCT jsou nejmodernější polovodičové výkonové spínací prvky, které v sobě kombinují dvě tradiční technologie: rychlost a spolehlivost prvků IGBT a nízké ztráty tyristorů GTO. Použitím prvků IGCT se významně snižuje počet součástek a maximálně se zvyšuje účinnost měniče. Není zde použito sériové řazení těchto prvků, což opět zvyšuje spolehlivost zařízení. Celková účinnost měniče, včetně chlazení a pomocných obvodů, přesahuje 98 %, což jistě uživatel ocení.

 

Základními stavebními prvky pohonu s měničem frekvence ACS 1 000 jsou hlavní vypínač MCB, dvanáctipulzní transformátor a diodový usměrňovač, meziobvod DC, kondenzátor DC a Common Mode Choke (tlumivka souhlasného napětí, volitelná), tříúrovňový napěťový střídač (VSI – Voltage Source Inverter) s prvky IGCT. Měnič je bezpojistkový, ochrana je realizována prvky IGCT. Standardem měniče je sinusový filtr za střídačem. Měnič lze proto použít i pro regulaci otáček stávajících vysokonapěťových motorů, které nemají speciální úpravu vinutí pro napájení z měniče frekvence. Měnič ACS 1 000 je pro výkony 2 až 5 MW konstruován jako vodou chlazený. Jako varianta pro tyto výkony přichází v úvahu měnič frekvence ACS 5000, který je pro výkony od 1,7 do 7 MW dodáván také jako vzduchem chlazený. V současné době probíhají jednání o novém projektu, kde by měl být použit právě z tohoto důvodu měnič frekvence ACS 5000.

 

Zkušební provoz na modernizované válcovací trati TŠP 1700 byl zahájen v červenci 2007. Komplexní zkoušky trvající sedmdesát dva hodin proběhly v září 2007. V současné době je již nové zařízení v běžném provozu a investor je s ním spokojen. Další informace lze získat na adrese:

 

Sokolovská 84–86

186 00 Praha 8

tel.: 234 322 110

fax: 243 322 310

e-mail: motors&drives@cz.abb.com