內(nèi)容摘要：近年來，節(jié)能降耗在各行各業(yè)中得到了共識，煉鋼廠是整個煉鋼系統(tǒng)的重要分廠，所需能耗占總成本較大比例。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，由于其良好的節(jié)能效果，高壓變頻裝置已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于冶煉行業(yè)的各個場合。本文重點介紹了我廠使用的HIVERT-Y06/173高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在轉(zhuǎn)爐二次除塵風(fēng)機上的應(yīng)用情況。分享對變頻裝置可靠性、節(jié)能效果、使用的一些經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐 除塵風(fēng)機 變頻器 節(jié)能
一、引言
建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)，是我國和諧社會建設(shè)進程中必須堅持的一項基本國策。特別是近期國家提出的負(fù)能煉鋼技術(shù)，這就要求企業(yè)千方面計把能耗降低，高壓變頻器技術(shù)全面推廣對鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)意義重大。除塵風(fēng)機作為轉(zhuǎn)爐的主要輔助設(shè)備之一，未加裝變頻器時采用定速運行，風(fēng)量只能由出口調(diào)節(jié)風(fēng)門來控制，節(jié)流損失大、管損嚴(yán)重、系統(tǒng)效率低，造成了能源浪費。
二、項目簡介
某鋼鐵公司決定對兩座60噸轉(zhuǎn)爐安裝二次除塵設(shè)施，配套650000m3除塵系統(tǒng)，原系統(tǒng)在設(shè)計時設(shè)計了傳統(tǒng)的液力偶合器調(diào)速系統(tǒng)方案，應(yīng)以節(jié)能降耗作為目標(biāo)，最終采用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)替換了液力偶合器調(diào)速系統(tǒng)，加裝了北京合康億盛變頻科技股份有限公司生產(chǎn)的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。以下對加裝高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)實際使用、調(diào)試中的一些情況進行分析。
三、設(shè)備簡介
北京合康億盛變頻科技股份有限公司生產(chǎn)的HIVERT-Y06/173高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)有如下特點：
1. 采用單元串聯(lián)技術(shù)，諧波含量輸入、輸出諧波含量低，優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)，輸入功率因數(shù)達(dá)0.96。無需安裝濾波器和功率因數(shù)補償裝置，可直接驅(qū)動普通電機;
2. 功率單元與控制系統(tǒng)光纖通訊，強弱電之間完全隔離，提高了系統(tǒng)抗干擾能力;
3.系統(tǒng)控制電源采用220VAC和高壓主電源降壓隔離后雙路供電，供電系統(tǒng)與直接在線熱備份，系統(tǒng)運行更可靠、操作更簡便。
4. 內(nèi)置I/O接口板與用戶信號連接，無需PLC和工控機，避免了由于溫度過高導(dǎo)致工控機硬盤損壞而使系統(tǒng)癱瘓，特別適合煉鋼廠高溫、灰塵大等惡劣條件;
5. 采用一體化設(shè)計，現(xiàn)場接線簡單;
四、主要技術(shù)性能指標(biāo)
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五、系統(tǒng)實施方案
圖1 一次回路圖
系統(tǒng)配備手動旁路柜中，共有3個高壓隔離開關(guān)，為了確保不向變頻器輸出端反送電，QS21與QS22采用一個雙刀雙擲隔離開關(guān)，實現(xiàn)自然機械互鎖。當(dāng)QS1、QS22閉合，QS21斷開時，電機變頻運行;當(dāng)QS1、QS22斷開，QS21閉合時，電機工頻運行，此時變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修、維護和調(diào)試。
旁路柜必須與上級高壓斷路器QF連鎖，旁路柜隔離開關(guān)未合到位時，不允許QF合閘，QF合閘時，絕對不允許操作隔離開關(guān)，以防止出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，確保操作人員和設(shè)備的安全。
合閘閉鎖：將變頻器“合閘允許”信號與旁路柜“工頻投入”信號并聯(lián)后，串聯(lián)于高壓開關(guān)合閘回路。在變頻投入狀態(tài)下，變頻器故障或不就緒時，上級高壓開關(guān)(斷路器QF)合閘不允許;旁路投入狀態(tài)時，合閘閉鎖無效。
故障分閘：將變頻器“高壓分?jǐn)唷毙盘柵c旁路柜“變頻投入”信號串聯(lián)后，并聯(lián)于高壓開關(guān)分閘回路。在變頻投入狀態(tài)下，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，分?jǐn)嘧冾l器高壓輸入;旁路投入狀態(tài)下，變頻器故障分閘無效。
六、運行情況及節(jié)能統(tǒng)計
變頻調(diào)速系統(tǒng)是國家推廣的十大節(jié)能工程之一，對于異步電動機而言，它的轉(zhuǎn)速n與電源頻率f，轉(zhuǎn)差濾s，電機極對數(shù)p有關(guān)，n=60f(1-s)/p，由流體力學(xué)理論可知，流體流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，其轉(zhuǎn)矩與二次方成正比，其功率與三次方成正比，轉(zhuǎn)速降低時，電機的能耗將以三次方的速率下降，然而從一般調(diào)節(jié)風(fēng)量的方法來看，是通過改變擋板的開度來實現(xiàn)的，但是在此情況下電機仍然全速運行，于是有很大一部分能力被損耗在擋板上。
變頻裝置是通過改變電源頻率f來調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的，可以看出n與f的線性關(guān)系，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍寬，因此裝置所帶的風(fēng)機都使擋板全開的，且隨煉鋼工藝中不同時段所需的風(fēng)量大小都不一樣，裝置節(jié)約的能量就是浪費在擋板上的這一部分能量。
以下為加裝變頻調(diào)速裝置前后的運行參數(shù)：
年節(jié)電量統(tǒng)計：
1、直接經(jīng)濟效益
根據(jù)除塵風(fēng)機實際運行情況，參照風(fēng)機的額定值統(tǒng)計，使用變頻器后，少消耗功率800KW/小時,我廠實際節(jié)電如下：
全年節(jié)電(按10個月統(tǒng)計)：
800kW x10月x30天x24小時x0.55元=316.8萬元。
2、間接經(jīng)濟效益
(1)工頻啟動時，電機承受6-8倍的沖擊電流，而采用變頻啟動后，電動機由于軟啟動，啟動電流小，啟動過程平穩(wěn)，對電網(wǎng)或電機沒有沖擊，對風(fēng)機也不產(chǎn)生大的啟動轉(zhuǎn)矩沖擊，可延長設(shè)備使用壽命，降低維修費用，減少維修改造量。
(2)采用變頻運行后，由于電機軸功率下降，除塵風(fēng)機轉(zhuǎn)速降低，減輕了機械振動和噪聲，可延長設(shè)備使用壽命，改善了勞動環(huán)境;
七、結(jié)束語
實踐證明，風(fēng)機采用變頻器調(diào)速后，取得了顯著的節(jié)電效果，是一種理想的調(diào)速控制方式，并且機械的轉(zhuǎn)速降低后，機械的磨損減少，使用壽命延長，同時設(shè)備運行可靠性提高，延長了設(shè)備檢修周期，減少了維護量及維修費用，直接和間接經(jīng)濟效益都很可觀。公司看到高壓變頻器調(diào)速的前景，正擬對轉(zhuǎn)爐一次除塵進行改造，為響應(yīng)國家環(huán)保、節(jié)約型社會而謀略。
（轉(zhuǎn)載）
