点此下载——高压变频器在120t转炉除尘风机上的应用

【摘 要】介绍了高压变频器在120t转炉一次除尘、KR、精炼和辅原料除尘风机上的应用，其节电效果显著。

【关 键 词】高压变频器，液力藕合器，节能

1前言

冶金行业是耗电能大户，降低钢的单位能耗是节能的一个好办法。高压变频器技术日益成熟，开始逐渐取代效率低的液力耦合器，节电效果明显，经济效益可观。

2除尘风机高压变频改造原因

济钢炼钢厂有4台2650kW的一次除尘风机(3用1备)，有2台1000kW的精炼除尘风机，3个铁水预处理站共用1台1250kWKR除尘风机，辅原料有1台500kW的除尘风机。所有风机都用液力耦合器调速，其存在以下缺点：

(1)调速范围仅为20％～95％，高速时减小设备出力，低速时影响节能效果且发热厉害；速度越低效率越低，转速越不稳；其调速精度低，线性度差，响应慢，不适应自动控制要求。

(2)必须串人电动机和机械连接轴中，不适于设备改造；液力耦合器故障时，没有工频旁路系统，负载机械将无法运转，必须停机检修；漏油严重，污染环境；可靠性差，维修难度大，严重浪费人力，影响生产。

(3)电动机虽可不带载启动，但仍有5倍左右的冲击电流，影响电网稳定。

因此，决定对3台一次除尘风机、精炼除尘风机、KR除尘风机、辅原料除尘风机等进行高压变频器改造^[1]。

3 120t转炉除尘工艺现状

3．1一次除尘风机

120t转炉每炉钢生产周期如下：①加废钢铁水5min。②吹氧20min。③等样、出钢、堵出钢口15min，整个过程风机的转速基本都不变，造成大量的电能浪费。

一次除尘风机参数：风机型号29661 BA/1006；风量20．08×10⁵m³／h；风压29 753Pa；湿法(OG)除尘。电动机型号YBS710-4；额定功率2650kW；额定电流179．08A；额定电压10kV；额定转速1494r／min。

3．2 KR除尘风机

3个铁水预处理站有时只有1个在工作，有时有2个在工作，有时3个都在工作，铁水预处理KR除尘风机虽然采用了液耦调速装置，但是没有适时改变风机的转速，造成大量电能的浪费。

KR除尘风机参数：风机型号DFY29F—C6C；风量4．83×10⁵m³／h；风压6000Pa；脉冲布袋除尘。电动机型号YKS-630-8；额定功率1250kW；额定电流91．24A；额定电压10kV；额定转速738r／min。

4转炉除尘风机液力耦合器调速装置的改造方案选择

方案一是拆除液力耦合器，加装长度近2m的软弹性轴，具体方案见图1，其优点是此方案施工较为方便，现场基础设施改动较少，改造停机时间短。最大的弊病是电动机高速旋转产生的转矩非常大，对轴的精度要求很高，一旦轴位置中心偏离或轴受到微小震动时，都会使轴产生非常大的扭曲损坏电动机和风机。

方案二是不拆除液力耦合器，变频时带液耦运行，优点是施工量最少。缺点是变频改造不彻底，继续保留了液耦的种种弊端，还是有大约3％-5％的损耗，直接影响了系统的节能效果。

方案三是拆除液力耦合器，将电动机基础前移，优点是变频改造的最彻底，节电效果最明显，缺点是施工量较大，施工周期较长。

选方案三变频改造最彻底，但施工周期长，停机时间长，选方案二虽改造时间最短，工作量少些，但留下弊端。对于方案一在国内的业绩不少，每台设备仅需3天就可完成，停机时间较短，因此6台风机的液力耦合器改造采用方案一。

5转炉除尘风机变频系统控制方案

变频控制系统有3种控制方式^[2,3]，①变频柜控制：通过高压变频器控制柜触摸屏启动、停止、调整频率。②现场操作箱控制：通过按钮实现启动、停止，通过仪表4~20mA信号实现调速。③上位机控制：可实现4~20mA变频器无级调速，也可实现“段速控制”，还可利用工艺连锁信号实现风机的自动调速，具体的控制方案如下：

(1)一次除尘风机：变频拖动方式为一拖一，未设置工频旁路。在生产流程中间的速度控制见图2：①③时间段烟尘少转速低，频率30Hz左右，在②时间段烟尘大转速高，频率45Hz,，休炉时，每次大约在40～50min左右。通过风机调速信号与转炉的氧枪信号连锁，设置高低速两档运行，实现手动／自动调速切换功能。设置“手动／自动”切换功能平时可根据生产情况实现高、低速运行。

(2)KR除尘风机：拖动方式为一拖一，设置工频旁路。通过铁水预处理的风门信号连锁变频器频率自动调节。还设置了手动方式实现手动调速。

6项目实施过程与效果

整个项目采用合同能源管理的方式进行，整个项目改造，回收期为30个月。高压变频器采用的HARSVERT—A系列高压变频器。设备投入运行后工作稳定，节电效果明显。

6．1节电效果(见表1)

改造前后风机电动机运行参数对比见表1。

这6台电动机变频改造后每年节约接近1000万元的电费。

6．2间接效益评价

(1)高压变频器启动比较平滑，可减小启动电流对电动机、轴承、风机的冲击，降低风机运行噪声，改善了运行环境，延长了设备寿命。

(2)高压变频器为高一高电压源型单元串联多电平结构，功率因数可高达0．95以上，同时也降低电网侧的谐波污染。

(3)由于高压变频器能根据冶炼工艺各个阶段控制风机风量，减小转炉热量损失，间接节约能源。

7结束语

钢铁行业生产工艺各流程中，高压电动机采用变频改造能获得节能减排的显著效果。济钢炼钢厂120t转炉除尘风机高压变频改造后，大幅降低了除尘风机电耗，平均节电率达到30％以上，降低了吨钢的冶炼成本，为生产经营带来了巨大效益。

参 考 文 献

[1]   陈伯时．高压变频调速技术[J]．

[2]   杨庆柏．高压变频器的类型及其特点[J]．仪器仪表与分析检测1200，(3)．

[3]   北京利德华福电气技术有限公司．高压变频器用户手册[M]．