唐山港曹妃甸港区煤码头工程项目(二期)胶带机变频器驱动ABB技术方案.doc
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1、唐山港曹妃甸港区煤码头工程项目(二期)胶带机ABB变频器驱动技术方案目 录1.概述42.ABB公司介绍43.项目简介53.1项目综合简介53.2现场条件63.2.1工程地理位置63.2.2货种及其物理特性73.2.3设计条件83.2.4装卸工艺、设备布置及能力说明94.技术方案124.1胶带机驱动单线图124.2供货范围134.2.1变压器选型134.2.2电机选型164.2.3变频器选型164.3变频器技术参数174.4变频器外形尺寸214.5变频器ACS800 的构成及功能274.5.1ACS800系列变频器的特点274.5.2ACS800的优越性能294.5.3良好的人机接口304.5.
2、4开放的通讯325.技术服务345.1安装调试服务345.2技术培训345.2.1现场培训345.2.2北京培训中心培训355.3售后服务355.4质量保证366.业绩表371. 概述本技术方案作为用于唐山港曹妃甸港区煤码头工程项目(二期)胶带机变频器驱动系统投标文件低压(690V)变频器柜部分的技术附件,是投标文件的组成部分,内容包括针对唐山港曹妃甸港区煤码头工程项目(二期)胶带机变频器驱动系统中所需变频器型号、规格、技术特点及有关文件。2. ABB公司介绍ABB是全球最大的技术性公司之一,它拥有广博的工业方面的知识。在超过100多个国家里,拥有160,000员工,并且在工业和产品服务方面居
3、主导地位。从自身的产品到石油、天然气、石化制造业、消费行业和过程控制产品等工程项目,ABB提供了完整的工业和特殊行业的解决方案。在传动和电机领域,ABB居世界领导地位。ABB与中国有着长期的合作历史,在中国,ABB已经建立了多个办事处,分布在北京、香港、上海、武汉、厦门、广州、福州、重庆、沈阳、西安、青岛、昆明、成都等地。作为跨国集团的ABB公司,为中国客户提供了优良可靠的产品及服务。ABB也积极地发展它在中国内地的制造基地。到2001年底,ABB在中国已建有二十家合资企业,为中国经济的迅速发展发挥着重大的作用。ABB在协助中国发展的同时,亦投入大量资金对各类技术人员及员工进行培训. 在未来的
4、几年内,ABB在中国的投资将达到10亿美元。ABB的产品涉及的范围十分广泛, 其技术和已实施的工程项目几乎覆盖了所有的工业领域无论是已经使用了, 还是未使用ABB产品的厂家, 我们都是以客户的需求和评价为导向, 以我们积累的经验和先进的技术来满足客户的要求。3. 项目简介3.1 项目综合简介唐山港曹妃甸港区煤码头工程项目(二期)为秦皇岛港务局负责的年设计装船能力为5000万吨的综合煤炭出口码头。其中煤码头(二期)工程建设4个装船泊位,煤码头续建工程建设专业化煤炭装船外运泊位,4个装船泊位和一个待泊泊位,分别为2个10万吨级和2个7万吨级、1个5万吨级煤炭装船泊位(码头水工结构均按靠泊10万吨级
5、散货船设计)及相应水、陆域配套设施,码头长度1435米。所有煤炭的集港均通过火车运输,采用3台三翻式翻车机负责火车的卸车作业。堆场分为露天堆场和封闭堆场两个区域,其中露天堆场布置了4条堆料作业线和6条取料作业线,且6条取料作业线按照“双线双机”模式布置在3条取料坝基基础上,4条堆料作业线则按照“单线单机”模式布置在4条堆料坝基基础上。封闭堆场则布置了1条堆料作业线和1条取料作业线,两条作业线布置在同一坝基基础上。码头上规划布置5台装船机和5条码头皮带机,每台装船机分别与其中1条皮带机衔接,其中有1台装船机(编号SL5)及与其衔接的BM5、BJ5皮带机属于预留实施的设备。堆场内的煤炭通过码头皮带
6、机、装船机尾车、装船机尾车头部卸料溜槽、装船机臂架皮带机、装船机可回转摆动的臂架头部溜筒,最终实现煤炭的装船作业。在该项目中,共有皮带35条,其中堆料线20条,带速5.0m/s,额定能力6840t/h;取装线15 条,带速4.8m/s,额定能力6000t/h。分别为:(1)堆料线皮带机BF1、BF2、BF3、BH1-1、BH1-2、BH1-3、BH1-4、BH2-1、BH2-2、BH2-3、BH2-4、BH3-1、BH3-2、BH3-3、BH3-4、BD1、BD2、BD3、BD4和BD5,共20条。(2)取装线皮带机BQ1、BQ2、BQ3、BQ4、BQ5、BQ6、BQ7、BJ1、BJ2、BJ3
7、、BJ4、BM1、BM2、BM3和BM4,共15条。另外还预留有BJ5和BM5皮带机。3.2 现场条件3.2.1 工程地理位置设备使用的工程位于唐山地区唐海县南部海域,码头距陆域岸线约18公里,港区西距天津港38海里,东北距京唐港33海里,距秦皇岛港92海里。其地理坐标为:北纬3855N,东经11830E。项目工程的自然条件如下:1、气象条件(1)风况常风向:南南西(SSW),出现频率为10%。强风向:东北东(ENE),出现频率为9%。瞬时极大风速:40m/s装卸设备的设计风速见5.4.4风荷载的说明。(2)降水年平均降水量:554.9mm历年最大年降水量:934.4mm历年最大日降水量:18
8、6.9mm降水量主要集中在69月,约占全年降水量的74%。最大积雪深度:22cm(3)气温多年平均气温:11.4历年极端最高气温:36.3历年极端最低气温:20.9(4)雾能见度低于1km的雾日数平均每年9.0天,多发生在11月次年2月,最长连续雾日数为3.0天。(5)相对湿度年平均相对湿度:66%。最大相对湿度:100%。2、水文条件(以下高程均以当地理论最低潮面起算)(1)潮位A.潮型:不规则的半日潮B.潮位特征最高高潮位:3.38m最低低潮位:0.14m平均高潮位:2.47m平均低潮位:1.07m最大潮差:2.74m平均潮差:1.40m(2)设计水位设计高水位 2.91m设计低水位 0.
9、53m极端高水位 4.46m极端低水位 -1.27m3、土壤特性A.最大冰冻深度:地表下 mB.土壤电阻率: Wm(设备审查阶段提供)4、地震:基本地震烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.166g。3.2.2 货种及其物理特性货种煤炭堆积密度(t/m3)0.850.95静安息角3840动安息角20粒度0300mm表面含水率413%3.2.3 设计条件1、工作场所空气含尘浓度中控室、各电气室、各装卸机械的司机室空气含粉尘浓度不得超过10mg/标m3。各作业场所空气含尘浓度的规定 最高允许浓度(mg/标m3) 作业项目控 制 区 域作业点巡回作业地段露天皮带机2020皮带机转运点(落差3m)20
10、30翻车机2050堆料机2050取料机2030装船机2030堆场作业道路2020测量方法按政府规定的作业场所空气中粉尘测量方法(GB5748-85)。2、作业场所噪声中控室噪声小于60dB(A)。各电气室、各装卸机械的司机室小于65dB(A)。室外各作业场所噪声小于85dB(A)。测量方法按照工业企业噪声测量规范(GBJ122-88)。3、室内温度:中控室、各装卸机械的司机室设空气调节装置,夏季室内温度不高于26,冬季室内温度不低于18。室外空气设计参数如下:夏季空气调节室外计算干球温度为32.7;夏季空气调节室外计算湿球温度为26.2;冬季空调室外计算温度为7;冬季采暖室外计算温度为10;冬
11、季室外计算平均风速为2.6m/s。3.2.4 装卸工艺、设备布置及能力说明本工程设计年运量为5000万吨;卸车系统配备3台三翻式翻车机,码头装船先配备4台装船机,堆场配备5条堆料线和7条取料线。翻堆流程(共20条)的系统能力为6840t/h;取装流程(共15条皮带机)的系统能力为6000t/h。3.2.4.1 工艺流程说明主要有以下2个工艺流程:1、卸车堆料流程2、取料码头装船流程详见图 1 装卸工艺布置图与图 2 装卸工艺流程图。3.2.4.2 流程图代号说明CD翻车机S堆料机R取料机SL装船机BF翻车机的坑道皮带机BH翻车机坑道皮带机与堆场BD堆料皮带机之间的连接皮带机BD堆场堆料作业线皮
12、带机BQ堆场取料作业线皮带机BJ堆场BQ皮带机与码头BM皮带机之间的连接皮带机BM码头皮带机图 1 装卸工艺布置图图 2 装卸工艺流程图4. 技术方案根据整个系统的图 1 装卸工艺布置图与图 2 装卸工艺流程图,以及提供的电动机的功能以及使用情况,综合考虑现场的实际使用情况,给出初步的技术方案。在本方案提供的交流变频器装置为具有明确定义功能和接口的ABB最新一代的全数字交流变频器控制装置ACS800,该交流变频器控制装置ACS800是ACS600的更新换代产品,其最大的优点就是采用了通用技术,使其具有广泛的适应性,即启动向导功能、自适应性编程、DTC技术、通用的接口技术以及基于选型、调试和维护
13、的通用软件工具。ACS800的核心技术是最先进的直接转矩控制(DTC),其稳定杰出的性能使传动产品在传动系统中发挥最大的功效。ACS800可以通过设置参数来选择不同的操作方式和各种功能,也可以由PLC系统的控制通过各种通讯协议(Profibus-DP、Device-Net等)与变频装置实现通讯,可以由此产生传动控制器所需的给定值,调取变频调速装置所有参数设定和运行参数。PLC与变频控制器之间可以通过区域总线适配器进行通讯,也可以用点对点的方式以模拟或数字信号进行控制,这需要用户根据实际的工艺控制要求和现场的情况来决定。根据现场的实际情况,现场进电电压为10kV,在将进电接入ACS800变频器之
14、前,需要增加开关柜,开关柜作为进电接线用,主要含有双路真空开关,隔离刀闸或者断路器等一类开关。在ACS800进电之前使用输入变压器,将进电电压由10kV降到690V。4.1 胶带机驱动单线图胶带机低压变频器驱动系统主要包括输入变压器、变频器、电机及控制辅助电路。变频器采用ABB瑞士生产的最先进的原装进口产品。其系统配置如下图所示。图 3 胶带机低压变频器驱动系统结构4.2 供货范围4.2.1 变压器选型在本部分分别给出了十二脉波方案与低谐波方案中用到的变压器的容量以及数量等情况。变压器的容量以及数量分别考虑了使用不同类型变频器。由于变频器的特点有差别,因此,对应选择的变压器容量以及数量不同。变
15、压器不在投标范围之内,可自行采购,也可由ABB代为采购国内变压器生产厂的产品。用一台三绕组变压器给两台六脉的变频器供电,构成准十二脉的系统结构。而采用这种方式构成的准十二脉整流结构与采用两台十二脉结构整流的变频器构成的十二脉结构的谐波分析结果相同。由于十二脉整流结构的变频器在六脉整流结构的基础上增加一组整流单元,同时进线结构由原来的三根电缆变为六根电缆,增加了整套系统的成本。同时有没有达到降低更多谐波的要求。因此,不建议所有变频器采用十二脉整流的方式通过三绕组变压器构成十二脉驱动系统结构。序号变压器功率/ kVA规格型号单位数量产地生产厂家11250ZBSCRS-1250-10-0.69-0.
16、69-AF-IP20台8上海ABB21600ZBSCRS-1600-10-0.69-0.69-AF-IP20台9上海ABB31800ZBSCRS-1800-10-0.69-0.69-AF-IP20台9上海ABB根据用户提供的设计资料,建议变频方案供电系统中给变频器供电的变压器容量分别为1250kVA,1600kVA,1800kVA,变压器均为三绕组变压器(原边一个绕组,副边两个绕组,副边绕组相位角相差30)。变频器为六脉波供电方式,两台六脉整流的变频器连接到一台三绕组变压器的两个绕组上,构成12脉整流供电方式。胶带机的电机功率分别为435kW/690V,615kW/690V,690kW/690
17、V,建议435kW的电机采用1250kVA的变压器来供电,615kW的电机采用1600kVA的变压器来供电,690kW的电机采用1800kVA的变压器来供电。在整个取装线中,胶带机BQ17,BJ14的驱动电机由一号变电所来供电。胶带机BM1,BM2,BM3,BM4的驱动电机由四号变电所来供电,其中BM1采用两台615kW/690V的电机驱动,BM2分别采用两台690kW/690V的电机驱动,BM3与BM4分别采用四台435kW/690V的电机驱动;BQ17均采用两台615kW/690V的电机驱动;BJ14均采用两台435kW/690V的电机驱动。因此,整个取装线共有胶带15条,驱动电机共为34
18、台,每两台电机通过联轴器同轴驱动,两两同步。详细的配置情况根据给出的图纸列出如下:一号变电所:序号皮带机编号电机功率(kW)变频器型号变压器功率型号(建议)1BQ1-1615ACS800-07-1060-7+P901+可选项ZBSCRS-1600-10-0.69-0.69-AF-IP202BQ1-2615ACS800-07-1060-7+P901+可选项3BQ2-1615ACS800-07-1060-7+P901+可选项ZBSCRS-1600-10-0.69-0.69-AF-IP204BQ2-2615ACS800-07-1060-7+P901+可选项5BJ1-1435ACS800-07-061
19、0-7+P901+可选项ZBSCRS-1250-10-0.69-0.69-AF-IP206BJ1-2435ACS800-07-0610-7+P901+可选项7BJ2-1435ACS800-07-0610-7+P901+可选项ZBSCRS-1250-10-0.69-0.69-AF-IP208BJ2-2435ACS800-07-0610-7+P901+可选项9BJ3-1435ACS800-07-0610-7+P901+可选项ZBSCRS-1250-10-0.69-0.69-AF-IP2010BJ3-2435ACS800-07-0610-7+P901+可选项11BJ4-1435ACS800-07-0
20、610-7+P901+可选项ZBSCRS-1250-10-0.69-0.69-AF-IP2012BJ4-2435ACS800-07-0610-7+P901+可选项1#变频器室:序号皮带机编号电机功率(kW)变频器型号变压器功率型号(建议)1BM3-1435ACS800-07-0610-7+P901+可选项ZBSCRS-1250-10-0.69-0.69-AF-IP202BM3-2435ACS800-07-0610-7+P901+可选项3BM3-3435ACS800-07-0610-7+P901+可选项ZBSCRS-1250-10-0.69-0.69-AF-IP204BM3-4435ACS800
21、-07-0610-7+P901+可选项5BM4-1435ACS800-07-0610-7+P901+可选项ZBSCRS-1250-10-0.69-0.69-AF-IP206BM4-2435ACS800-07-0610-7+P901+可选项7BM4-3435ACS800-07-0610-7+P901+可选项ZBSCRS-1250-10-0.69-0.69-AF-IP208BM4-4435ACS800-07-0610-7+P901+可选项2#变频器室:序号皮带机编号电机功率(kW)变频器型号变压器功率型号(建议)1BM1-1615ACS800-07-1060-7+P901+可选项ZBSCRS-16
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