高壓變頻在混鐵爐除塵的應(yīng)用

1、高壓變頻在混鐵爐除塵的應(yīng)用 摘要：本文著重介紹國(guó)產(chǎn)多電平高壓變頻器在邯鄲鋼鐵集團(tuán)一煉鋼廠的應(yīng)用情況，對(duì)其節(jié)電情況進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，冶金行業(yè)采用國(guó)產(chǎn)高壓變頻器對(duì)除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速節(jié)能，具有投資省，見(jiàn)效快等特點(diǎn)。邯鄲鋼鐵集團(tuán)一煉鋼廠設(shè)置1#和2#兩個(gè)混鐵爐，每個(gè)混鐵爐設(shè)有一個(gè)兌鐵口和一個(gè)出鐵口，混鐵爐兌鐵或出鐵時(shí)，高溫的鐵水會(huì)同空氣發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的煙氣。一方面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作的工人不利，另一方面也對(duì)環(huán)境造成了巨大的污染。為改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，降低污染，需要對(duì)混鐵爐的兌鐵、出鐵進(jìn)行除塵改造。該除塵設(shè)施配置Y4-73除塵風(fēng)機(jī)一臺(tái)（配套電機(jī)功率800kw），混鐵爐除塵風(fēng)機(jī)需要五種風(fēng)量來(lái)適應(yīng)混鐵爐兌出鐵

2、工藝要求，為了提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，節(jié)能降耗，必須對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。東方工業(yè)環(huán)保有限公司負(fù)責(zé)該混鐵爐項(xiàng)目總承包，在以前的類似除塵項(xiàng)目中，多采用液力耦合器進(jìn)行調(diào)速。近幾年隨著高壓變頻技術(shù)的進(jìn)步，高壓變頻器的性價(jià)比有很大幅度的提升，液力耦合器逐漸失去優(yōu)勢(shì)，最終無(wú)錫東方選購(gòu)了某電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的Harsvert-A系列高壓變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。混鐵爐除塵風(fēng)機(jī)高壓變頻器于2003年4月份調(diào)試完畢投入運(yùn)行，至今已穩(wěn)定運(yùn)行一年多。 一.除塵風(fēng)機(jī)工藝要求 邯鄲鋼鐵集團(tuán)一煉鋼1#和2#兩個(gè)混鐵爐，當(dāng)混鐵爐既不兌鐵也不出鐵時(shí)不需要風(fēng)量；當(dāng)混鐵爐工作時(shí)，一個(gè)兌鐵口兌鐵需要風(fēng)量35萬(wàn)m3/h；一個(gè)出鐵口出鐵

3、需要風(fēng)量15萬(wàn)m3/h；兩臺(tái)爐出鐵口同時(shí)出鐵需要風(fēng)量30萬(wàn)m3/h；當(dāng)一臺(tái)混鐵爐的兌鐵口和出鐵口同時(shí)兌鐵出鐵時(shí)需要風(fēng)量50萬(wàn)m3/h。兩個(gè)混鐵爐兌鐵口不能同時(shí)打開(kāi)，只能有一個(gè)兌鐵口打開(kāi)，兩個(gè)混鐵爐出鐵口可以同時(shí)打開(kāi)。兌鐵：由一臺(tái)125t天車(chē)完成，鐵水罐分為70t和100t兩種規(guī)格，每罐兌鐵時(shí)間為4-6min； 出鐵：按三臺(tái)煉鋼轉(zhuǎn)爐同時(shí)生產(chǎn)20爐/班計(jì)算，單臺(tái)混鐵爐出鐵30罐/班，每天三班，每班八小時(shí)，單罐出鐵時(shí)間1-2min，兩次出鐵周期最短為8min，每班出鐵累計(jì)時(shí)間30-60min。 A到B為既不兌鐵也不出鐵時(shí)間；B到D為一個(gè)出鐵口出鐵時(shí)間，其中B到C為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；D到F為兩個(gè)出鐵口出鐵

4、時(shí)間，其中D到E為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；F到H為一個(gè)兌鐵口兌鐵時(shí)間，其中F到G為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；H到J為一個(gè)兌鐵口兌鐵、一個(gè)出鐵口出鐵時(shí)間，其中H到I為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；風(fēng)機(jī)升速時(shí)可以根據(jù)需要跨越任一升速點(diǎn)；J點(diǎn)風(fēng)機(jī)開(kāi)始減速。J到L為一個(gè)兌鐵口兌鐵、一個(gè)出鐵口出鐵轉(zhuǎn)換為一個(gè)兌鐵口兌鐵時(shí)間，其中J到K為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；L到N為一個(gè)兌鐵口兌鐵轉(zhuǎn)換為兩個(gè)出鐵口出鐵時(shí)間，其中L到M為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；N到P為兩個(gè)出鐵口出鐵轉(zhuǎn)換為一個(gè)出鐵口出鐵時(shí)間，其中N到O為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；P到R為一個(gè)出鐵口出鐵轉(zhuǎn)換為既不出鐵也不兌鐵時(shí)間，其中P到Q為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；Q到R為既不兌鐵也不出鐵時(shí)間。 二.調(diào)速要求 為簡(jiǎn)化控制邏輯，現(xiàn)場(chǎng)直接根據(jù)

5、出鐵口、兌鐵口的開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)控制變頻器的轉(zhuǎn)速，變頻器預(yù)設(shè)5個(gè)速度點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所需風(fēng)量不同自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。 變頻器內(nèi)置PLC和中文的人機(jī)界面給現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作帶來(lái)很大便利，調(diào)試周期大大縮短。各種參數(shù)設(shè)置十分方便，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)煙氣的多少，可以及時(shí)調(diào)整各速度段點(diǎn)的風(fēng)量，除塵改造后，現(xiàn)場(chǎng)條件大為改善。 三.節(jié)能計(jì)算根據(jù)變頻器的運(yùn)行記錄，統(tǒng)計(jì)風(fēng)機(jī)在一天中各速度段的運(yùn)行時(shí)間，得到如下運(yùn)行數(shù)據(jù)： 各速度段變頻器的輸入功率為：P11.732×6×5.8×0.8=48.2kWP21.732×6×25.1×0.8=208.7kWP31.732×6

6、15;37.9×0.8=315.1kWP41.732×6×23.89×0.8=198.6kWP51.732×6×62.50×0.8=519.6kW則使用變頻器后一天風(fēng)機(jī)所消耗的電能為：48.2×3+208.7×7+315.1×4+198.6×7+519.6×34694.9 kW·h 電價(jià)按0.4元計(jì)算，整個(gè)系統(tǒng)按照一年運(yùn)行300天計(jì)算，則一年的電費(fèi)為：4694.9×0.4×30056.3388萬(wàn)元如果不使用變頻器，電機(jī)始終工頻運(yùn)行，則一年的電費(fèi)為

7、：P1.732×6×76×0.8=631.8kW631.8×24×300×0.4=182萬(wàn)元節(jié)約電費(fèi)約為：125.7萬(wàn)元說(shuō)明：以上計(jì)算僅為初步的理論計(jì)算，變頻器節(jié)能情況是根據(jù)試運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)計(jì)算，與具體運(yùn)行情況存在偏差。四.應(yīng)用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生的其他效果改善了工藝。投入變頻器后除塵風(fēng)機(jī)可以非常平滑穩(wěn)定的調(diào)整風(fēng)量，運(yùn)行人員可以自如的調(diào)控，除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)得到了改善，提高了效率。延長(zhǎng)電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命。一般除塵風(fēng)機(jī)均為離心式風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，啟動(dòng)電流大（約68倍額定電流），對(duì)電機(jī)和風(fēng)機(jī)的機(jī)械沖擊力很大，嚴(yán)重影響其使用壽命。而采用變頻調(diào)

8、速后，可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)和軟制動(dòng)，對(duì)電機(jī)幾乎不產(chǎn)生沖擊，可大大延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命。減少閥門(mén)機(jī)械和風(fēng)機(jī)葉輪的磨損。安裝變頻調(diào)速后，風(fēng)機(jī)經(jīng)常工作在比原來(lái)定速時(shí)低150轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，因此，大大減少了風(fēng)機(jī)葉輪的磨損，減少了風(fēng)機(jī)振動(dòng)。延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的大修周期，節(jié)省檢修費(fèi)用和時(shí)間。便于實(shí)現(xiàn)除塵控制系統(tǒng)自動(dòng)化。除塵系統(tǒng)的風(fēng)量經(jīng)常需要根據(jù)工藝的要求變化，在過(guò)去用擋板調(diào)節(jié)時(shí)，存在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開(kāi)度與流量的關(guān)系曲線的線形問(wèn)題。往往由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的磨損量過(guò)大，閥門(mén)特性發(fā)生變化，出現(xiàn)非線形問(wèn)題，致使調(diào)節(jié)過(guò)程失誤，自動(dòng)控制系統(tǒng)無(wú)法正常工作。而變頻調(diào)速始終保持在線形高精度0.10.01HZ的范圍內(nèi)工作，為實(shí)現(xiàn)除塵系統(tǒng)的自動(dòng)化創(chuàng)造優(yōu)

9、越條件。 五.調(diào)試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：1、 變頻器同現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接口要主要抗干擾問(wèn)題。變頻器受除塵系統(tǒng)的PLC控制，變頻器提供的4路模擬輸出2路進(jìn)入控制柜上的儀表進(jìn)行顯示，2路進(jìn)入PLC中參與各項(xiàng)保護(hù)。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入儀表的信號(hào)顯示無(wú)誤，而進(jìn)入除塵系統(tǒng)PLC的信號(hào)卻時(shí)有時(shí)無(wú)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量PLC的模擬輸出信號(hào)，一切正常。后來(lái)將除塵系統(tǒng)PLC可靠接地后問(wèn)題解決。2、 主要干式變壓器的合閘涌流。HARSVERT-A系列高壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平技術(shù)，前端設(shè)有一臺(tái)干式變壓器。在邯鋼項(xiàng)目中使用的干式變壓器為F級(jí)絕緣的環(huán)氧澆注變壓器，按變壓器的使用說(shuō)明書(shū)，合閘涌流應(yīng)在6倍以內(nèi)。變頻器上級(jí)的高壓開(kāi)關(guān)的速斷保護(hù)按照7倍整定，但給變頻器送電時(shí)有時(shí)正常，有時(shí)高壓開(kāi)關(guān)的速斷保護(hù)動(dòng)作造成無(wú)法正常送電。后來(lái)將速斷保護(hù)的定值由7倍增加到11倍，問(wèn)題才得到解決。六、結(jié)束語(yǔ)：利德華福從1999年開(kāi)始進(jìn)入高壓變頻器領(lǐng)域，至今已有5個(gè)年頭了，目