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煉鋼廠除塵風機的高壓變頻改造

文檔作者：白劍寧文檔來源：西寧特殊鋼股份有限公司		點擊數：	更新時間： 2024年09月03日
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2014年第7期(總第106期)
紛；夏占予釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATlON 2014年7月
煉鋼廠除塵風機的高壓變頻改造
白劍寧
(西寧特殊鋼股份有限公司，青海西寧810000)
摘要： 西寧特殊鋼股份有限公司煉鋼廠除塵風機原液力耦合器調速控制方式節能效果不理想，且設備故障率較高。
改造為高壓變頻控制方式后節省大量能源，同時減少設備損耗，提高了設備利用率。
關鍵詞： 變頻調速；煉鋼廠；高壓電機
中圖分類號：7rF7 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-0802一(2014)07—0l 16一02
Hi曲一Voltage Fnq№眥y Conve璐ion Transfomation of D鄴t Blower in Steelworl【s
BAI Jian—nina
(×ining Sp∞iaI SteeI Co．。LId．，×ining 81 0000，Qinghai。China)
Abstract：，I'lle energy—saving e艉ct of sp∞d control mode for tlIe original hydIDdynamic coupling of dusIblower in steelworks of
Xining Special Steel Co．，I硝．is not ide虬and出e硒lu他他te is higlI．After tIIe tmnsfo咖ation to high—Voltage舶quency
c帆version contml mode，a lot of energy h∞been s盯ed，the we盯明d tear of equipments has been reduced，and the utili齟tion
rate of equipments is improVed．
1【ey words：fkquency contml；steelworks；high—voltage moto璐
O引言
煉鋼廠的大型輔機設備除塵風機的耗電量很大，
且在主要負荷變化時，這些輔機設備均采用液力耦合
器的調節方法。采用高壓變頻調速技術不僅可以克服
執行機構非線性嚴重、反應遲鈍等問題，還具有效率
高、能耗低、調節精度好、運行可靠和自動化程度高
等優點，因此可作為煉鋼廠降低成本的一條途徑加以
探討其改造的可行性。
1風機存在的問題
除塵風機通過改變電機的轉速來實現，主要由液
力耦合器實現調節，如圖l所示。在煉鋼過程中，液
耦這種方法存在著效率低、精度差、嚴重非線性和運
行不可靠等缺點。
電機液耦風機
圖1 液力耦合器控制方式
收稿日期：2014—05—14
作者簡介：白劍寧，1975年生，女，河南孟縣人，1998年畢業于
西北第二民族學院應用電子技術專業，工程師。
·116·
1．1液力耦合器調速范圍窄沖擊電流大影響電網
穩定
液力耦合器調速范圍一般在30％～97％。液力耦
合器不能實現電機和風機的轉速同步，采用液力耦合
器時沖擊電流較大，影響電網的穩定。在風機高速運
行時，液力耦合器有丟轉現象，影響煙塵捕集效果。
液力耦合器故障時，無法再用其它方式使其拖動的風
機運行，必須停機檢修。
1．2液力耦合器調速過程中發熱嚴重
實際運行時液耦基本不參與調速，風機常速運
行，轉速較為穩定，風門全開。在風機運行過程中，
電機始終滿負荷運行。除密切監視液耦的發熱情況
外，用電量很大，也增大了維護量和維護成本。
1．3采用液力耦合器時風機和電機的運行噪音大電耗高
采用液力耦合器時風機和電機的運行噪音達到90
dB左右。液力耦合器的效率與轉速成正比，低速時
存在效率低，功率因數低，調節線性度差、控制精度
差等問題。
雖然該除塵系統的運行工況具有一定的復雜性，
但根據不同鋼種的冶煉工況及現場除塵負荷狀況，可
知當風機變頻運行的風量為額定風量的80％～90％之
間時，風機能較好地滿足除塵系統的工況要求且具有
一個較大的節能空間。
萬方數據
2014年第7期白劍寧：煉鋼廠除塵風機的高壓變頻改造2014年7月
2變頻改造
2．1變頻調速原理
將固定的50 Hz電網頻率變換成0 Hz～120 Hz可
調頻率的功率變換設備稱為變頻器。輸出3 kV，6 kV／
10 kV電壓的變頻器稱為高壓變頻器。通常，把用來
驅動l kV以上交流電機的中、大容量變頻器也統稱
為高壓變頻器。
現改造為高壓變頻方式控制如圖2所示。
[ ] 坦： 廠L，
圖2高壓變頻控制方式
2．2變頻裝置原理圖
變頻裝置原理圖如圖3所示。
高壓開關柜?????????????
降郾和
圖3變頻裝置原理圖
移相變壓器：電網電壓經過二次側隔離變壓器降
壓后給變頻器功率單元供電，輸入隔離變壓器采用多
重化設計，以達到降低輸入諧波電流的目的。
功率柜：功率柜為■組輸入、單組輸出的交一
直一交SPwM電壓源型逆變器結構，功率單元通過整
流、逆變過程實現對驅動電機供電電源的頻率調節。
變頻器采用5個獨立功率單元串聯的方式來實現高壓
輸出。
控制器：控制器是變頻器的控制中心，它完成變
頻器頻率調節的全過程控制、變頻器電氣保護功能實
現及變頻器的人機交互與通訊接口功能實現。
采用變頻器調速方式替代液力耦合器調速，在可
靠性與綜合性能提高的同時，電機的節能效率也大大
改觀。
2．3變頻改造方案
按照液力耦合器的連接尺寸設計制作了一套直接
連接軸來代替液耦。連接軸的基座安裝尺寸、軸連接
中心尺寸、軸頸尺寸、軸與電機及風機側的連接背靠
輪均與原液耦一致。安裝時，僅需將原液耦拆除，將
連接軸代替液力耦合器，現場僅作少量調整即可達到
安裝要求，而不用對風機及電機做任何調整，安裝方
便快捷?？紤]到變頻器故障退出運行后，為了不影響
生產，確保除塵系統正常工作，系統需配置工頻旁
路，變頻器出現故障時，將電機投切到：l：頻下運行。
根據現場情況，給出變頻改造的具體技術方案，方案
示意圖如圖4所示。
圖4變頻改造示意圖
Qsl、QS2分別與Qs3之間設置電氣互鎖，閉合
Qsl與QS2時QS3不能閉合，反之亦然。正常變頻運
行：顯示屏設置工／變頻選擇鍵。選擇位置為變頻，
按下啟動鍵后QSl，QS2按程序邏輯閉合為變頻運行。
自投工頻：屏面設置手／自動投入變頻選擇鍵，系統
運行前將選擇鍵打到自動檔。如系統故障，控制器根
據故障原因判斷需要切斷變頻，按程序設置分斷QSl
與QS2，然后自動閉合Qs3，電機投人T頻運行。
手投fT頻：屏面設置手／自動投入變頻選擇鍵，
系統運行前將選擇鍵打到手動檔。如系統故障，控制
器根據故障原因判斷需要切斷變頻，按程序設置分斷
Qsl與Qs2。由用戶端根據需求，手動閉合QS3，電
機投入工頻運行。
3效益分析
改造后通過變頻節能測試數據記錄，除塵風機變
頻調速系統一般運行在35 Hz一55 Hz，正常運行頻率
平均42 Hz，對應輸入運行功率為485 kw左右。改
造前電機實際功率為625 kw。節電測試結果變頻裝
置投入運行時減少輸入功率120 kw，節能比率19％。
按平均每天運行24 h，一年運行330 d計算，年可節
約電費約33．26×104元。除塵風機變頻改造后年可節
約電費約33×104元以上，3 a就可收回全部成本。
除有效地節約電費外，同時降低了生產成本(設備維
護費用下降)；避免了啟動沖擊電流，延長了設備壽
命，提高了生產率。
4結語
變頻改造后，設備投運以來運行穩定，保證了煉
鋼的正常生產，并取得了可觀的節能經濟效益與附加
效益。
(責任編輯：劉倩倩)

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