高压变频器在转炉除尘风机中的应用

分类：解决方案日期：2009-09-22 08:41:50 来源：厂商

唐山国义特种钢有限公司炼钢厂原有50t氧气顶吹转炉3座，转炉在吹炼过程中，炉口会排出大量棕红色的烟气，烟气温度高，且含有易燃气体和金属颗粒；按照我国1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》（gb16297一1996）的规定：对烟气必须进行冷却、净化处理后，由引风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收系统中备用。因此，每座转炉必须配置1套除尘系统：共有4台除尘风机，采取3用1备的运行方式。风机电动机功率为1000kw，供电电压为10kv。由于转炉周期性间断吹氧，为满足节能和环保要求，要求风机在整个炼钢工作周期内变速运行：吹氧时高速运行，不吹氧时低速运行。最初设计采用风门挡板调节风量，电动机采用水电阻启动；经过一段时间的运行，发现采用风门挡板调节风量存在着非常大的局限性，主要表现在：

（1）风门挡板须人工调节，使用不便，通常不论工况如何，风门一直不变，造成巨大浪费；

（2）风门挡板调节风量是把风量消耗在挡风板上，造成挡风板前后压差大，风门易磨损；

（3）风机、电机全速运行，震动大、噪声大、损耗大，轴承磨损严重；

（4）调节精度低、线性度差，响应速度慢；

（5）电动机启动电流大，影响电网稳定。

鉴于存在上述众多问题，炼钢厂决定对3座转炉的除尘系统分别进行改造，采用高压变频器通过调速来调节转炉除尘风机的风量。

2 电动机基本参数及变频器设置的参数

3 高压变频器技术要求及改造方案

（1）除尘风机是除尘净化系统的动力中枢，一旦除尘风机不能正常运行，不但影响生产，造成巨大的经济损失，还有可能威胁到现场生产人员的人身安全；另外，调速系统工作的环境比较恶劣，转炉又是周期性间断吹氧，所以，为除尘风机配套的高压变频调速系统，要求具有极高的可靠性。基于以上工作特点，对变频调速系统的主要要求如下：

●要求变频器具有高可靠性，长期运行无故障；

●调速范围要大，效率要高；

●具有逻辑控制能力，可以自动按照吹氧周期升降速；

●有共振点跳转设置，能使电机避开共振点运行，保证风机不喘振。

（2）经过多方调研、比较，最后决定采用深圳市科陆变频器公司生产的cl2700系列高压变频器，通过双方技术人员的合作，共同制定了1#转炉除尘风机的变频改造方案，改造方案如下：

●拆除水阻启动柜，电动机中性点直接短接；

●在控制室增加1台操作柜，可实现远程、本地控制以及电流、转速、频率的监视；

●设立高速、低速两档速度控制；

●当除尘风机运行时，功率单元故障只报警不停机。
（3）系统与远程控制箱接口图及功能表

4 经济效益及附加值

4.1运行参数比较

4.2减少电机启动时的电流冲击

电机采用水电阻启动时的最大启动电流达到额定电流的2.5～4倍。经过变频改造后，观察变频器启动的负荷曲线，发现它启动时基本没有冲击，电流从零开始，仅是随着转速增加而上升，无论如何都不会超过额定电流的1.2倍。因此风机变频运行解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，大大降低日常的维护保养费用。

4.3延长设备使用寿命

使用变频器可使电机转速变化沿风机的加减速特性曲线变化，没有应力负载作用于轴承上，延长了轴承的寿命。同时有关数据说明，机械寿命与转速的倒数成正比，降低风机转速可成倍地提高风机寿命，风机的使用维护费用自然就降低了。

4.4降低噪音

风机采用变频器调速驱动，在降低风机转速运行的同时，噪音也大幅度地降低，同时克服了由于调整风门线性度不好，调节品质差，引起共振，造成风道强烈震动的缺陷，运行工况得到明显改善。

由上述可知，采用变频调速的方式可提高电机的使用效率，综合利用能源，减小损耗，给企业带来可观的经济效益。

5 结束语

随着科技的进步，国产变频器的技术已经非常成熟，已逐步替代各种进口产品，特别是高压变频器，可靠性和性价比都比进口产品具有明显优势，为我国的节能降耗做出了突出的贡献。

作者简介

陈志东电气工程师，现工作于唐山市国义特种钢有限公司，主要从事电气设备的维护工作。

欧荣华深圳市科陆变频器有限公司工程师，主要从事高压变频器的研制和应用工作。

参考文献

[1]吴忠智等.变频器应用手册.北京:中国机械出版社,2004