高壓變頻器在除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

摘 要：當(dāng)前我國(guó)正處在全面改革的深化階段，在各個(gè)領(lǐng)域都有著很大程度的進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)過程中，煉鐵廠的高壓變頻器在除塵機(jī)上的應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛。生產(chǎn)過程中多是采取的鐵口頂吸和罐位頂吸，鐵溝、撇渣器為敞開式，無(wú)除塵點(diǎn)，通過排風(fēng)機(jī)以及除塵風(fēng)機(jī)能夠?qū)⒊鲨F時(shí)產(chǎn)生的煙塵加以清除，使高爐爐前出鐵場(chǎng)粉塵、煙塵濃度達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。文章主要就高壓變頻器的工作原理以及除塵風(fēng)機(jī)工藝要求進(jìn)項(xiàng)詳細(xì)分析，并對(duì)系統(tǒng)的組成及其應(yīng)用進(jìn)行探究，希望此次理論研究對(duì)實(shí)踐操作有所裨益。

關(guān)鍵詞：高壓變頻器；除塵風(fēng)機(jī)；應(yīng)用

引言

為能夠?qū)⒐?jié)能降耗和生產(chǎn)成本降低的目標(biāo)得以有效實(shí)現(xiàn)，通過在高爐煉鐵操作中進(jìn)行采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)，對(duì)預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著重要促進(jìn)作用。工業(yè)生產(chǎn)中比較容易產(chǎn)生大量的有害氣體及顆粒，對(duì)環(huán)境的污染危害較大，所以通過在除塵風(fēng)機(jī)上應(yīng)用高壓變頻器就能夠?qū)⒖諝赓|(zhì)量提升的效率得以加強(qiáng)。在這一發(fā)展背景下加強(qiáng)其理論研究就有著實(shí)質(zhì)性意義。

1 高壓變頻器工作原理及除塵風(fēng)機(jī)工藝要求分析

1.1 高壓變頻器工作原理

高壓變頻器是比較高效節(jié)能以及無(wú)電網(wǎng)污染的變頻設(shè)備，比較適用于大型的風(fēng)機(jī)以及泵類負(fù)荷，通過對(duì)高壓變頻器的應(yīng)用能將設(shè)備的功率因數(shù)有效提高，在工藝的操作上也相對(duì)比較方便，最終提升生產(chǎn)效率。高壓變頻器的變換方式主要是利用高這一模式，電壓源單元串聯(lián)多是電平所構(gòu)成，在結(jié)構(gòu)上也是通過多組功率模塊所構(gòu)成，在電網(wǎng)的諧波的影響比較小電流變化量也就會(huì)相應(yīng)小，而在輸入功率因數(shù)上就會(huì)變得相對(duì)較高，這樣對(duì)輸出波形的質(zhì)量就能夠起到保障作用[1]。

將高壓變頻器在除塵風(fēng)機(jī)上進(jìn)行應(yīng)用有著其重要性，實(shí)際煉鋼過程中高壓變頻器的容量常是額定輸出電流大于電機(jī)額定電流，高壓變頻器在高爐煉鐵風(fēng)機(jī)上進(jìn)行應(yīng)用時(shí)周期的運(yùn)行功率達(dá)到650kW，能夠在電力能源上得到有效節(jié)約。不僅如此還能夠?qū)㈦姍C(jī)的使用壽命得以有效延長(zhǎng)，并能夠進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)以及控制等。

1.2 除塵風(fēng)機(jī)工藝要求

對(duì)除塵風(fēng)機(jī)的工藝要求要能結(jié)合對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的選用規(guī)格，例如在除塵器電機(jī)的參數(shù)如下所示，型號(hào)是Y5602-10，在額定的電流、頻率、電壓、功率分別為96A、50Hz、6kV、800kW，在額定的功率因數(shù)上為0.81，額定轉(zhuǎn)速為592r/min。另外在除塵器的風(fēng)機(jī)型號(hào)Y5-24×48-14No.22F，全壓6100Pa，風(fēng)量為3.5×103m3/h，在軸功率方面為934.6kW，轉(zhuǎn)速達(dá)到980r/min。在操作的模式上來看，煉鐵廠供應(yīng)一座2680m3的高爐，采用一臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)[2]。針對(duì)工藝的要求在鐵口頂吸罩覆蓋范圍少，布置較高的情況，對(duì)鐵口頂吸罩進(jìn)行改造；對(duì)鐵溝和撇渣器設(shè)密封罩，并在密封罩上設(shè)吸風(fēng)口，使罩內(nèi)形成負(fù)壓，吸走鐵溝內(nèi)產(chǎn)生的煙塵。

對(duì)高壓變頻器的調(diào)速上也有著相應(yīng)的要求，根據(jù)高爐的每個(gè)處理周期所需要的風(fēng)量需求段的不同，以及考慮到不連續(xù)處理間斷時(shí)間就能夠按照額定轉(zhuǎn)速100%以及75%、50%、25%這幾種模式實(shí)施運(yùn)行，在各個(gè)檔段的時(shí)間比例也要能夠合理化的調(diào)配，變頻器在提速的時(shí)候響應(yīng)的實(shí)踐要小于30s。同時(shí)也要能夠?qū)ψ冾l器降速的時(shí)候可不做具體化的要求，減速中如果是需要提速就要能夠滿足實(shí)際的需要。

2 高壓變頻器系統(tǒng)組成及在除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用探究

2.1 高壓變頻器系統(tǒng)組成

高壓變頻器系統(tǒng)裝置主要就是通過移向變壓器柜和變頻器柜等所構(gòu)成，在變頻器單元柜方面主要是通過二十七個(gè)功率單元所構(gòu)成，而每九個(gè)功率單元串聯(lián)成一組。在變頻器的基本功能方面，控制模式的設(shè)定以及本地遠(yuǎn)程的設(shè)定和運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示和記錄等，都發(fā)揮著其自身的作用。以運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示和記錄為例，其主要的功能就是對(duì)變頻器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行顯示并自動(dòng)記錄的，這樣能夠方便用戶以及相關(guān)維護(hù)人員對(duì)運(yùn)行記錄的查詢[3]。

高壓變頻器的運(yùn)行過程中，變頻器就會(huì)收到變頻切換的工頻指令，首先就是自動(dòng)切斷真空接觸器，然后合上真空接觸器，再就是高壓電機(jī)轉(zhuǎn)到工頻運(yùn)行。從控制部分來看主要有主控系統(tǒng)和功率單元以及顯示和操作等。而主系統(tǒng)對(duì)外部的接口以及功率單元間接收或輸出控制信號(hào)，在主控板方面主要就是對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，還有是可編程邏輯控制器和常規(guī)的機(jī)電控制組成了電控系統(tǒng)，在實(shí)際的運(yùn)行上就比較可靠。

2.2 高壓變頻器在除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

第一，高壓變頻器的調(diào)速原理主要是電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速和電源的頻率成正比，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速要小，所以對(duì)頻率的提升就能夠?qū)D(zhuǎn)速進(jìn)行提升。變頻調(diào)速這一方法能夠分成恒功率以及恒轉(zhuǎn)矩以及保持過載能力不變這幾種調(diào)速的方法[4]。另外在矢量控制方面，對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)當(dāng)中就會(huì)流過5到7倍額定電流，而在轉(zhuǎn)矩上卻并不是很大，矢量控制的基本出發(fā)點(diǎn)就是把異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)造上不能夠分離轉(zhuǎn)矩電流以及勵(lì)磁電流分離成90°的相位差，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)矩電流以及勵(lì)磁電流分別控制。第二，對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)上要能夠得到充分重視，高壓變頻器對(duì)原有的液力耦合器調(diào)速系統(tǒng)有了突破，在啟動(dòng)上更加的平穩(wěn)，在積分的作用下速度的調(diào)節(jié)器就會(huì)處在飽和狀態(tài)，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差頻率就始終處在最大值，對(duì)所運(yùn)行過程中的減速轉(zhuǎn)矩能夠得到有效控制。多回路的供電技術(shù)以及高可靠性的設(shè)計(jì)，以及超級(jí)看門狗技術(shù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到了保證，高壓帶電之后能夠?qū)⒖煽啃缘玫竭M(jìn)一步提升。第三，對(duì)除塵風(fēng)機(jī)上應(yīng)用高壓變頻器要想在效果上得到良好實(shí)現(xiàn)就要對(duì)其進(jìn)行改造優(yōu)化處理，可提供純凈輸入特征，能夠?qū)ζ渌脑诰€設(shè)備免受諧波的干擾，也能夠防止和其他調(diào)速裝置發(fā)生串?dāng)_的情況。通過高壓變頻器實(shí)施電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)在轉(zhuǎn)頻率的變化以及高次諧波分量上也會(huì)發(fā)生廣范圍的變化，通過變頻器自身所提供的正弦波輸出而不需要外部輸出濾液器，對(duì)電機(jī)的使用壽命就能夠得以有效提升。第四，設(shè)備在實(shí)際的應(yīng)用過程中對(duì)工藝起到了改善作用，在將高壓變頻器在除塵風(fēng)機(jī)中應(yīng)用后能夠平滑穩(wěn)定的對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，在風(fēng)機(jī)的參數(shù)上也得到了相應(yīng)的改善，有效提高了效率。同時(shí)在對(duì)電機(jī)以及風(fēng)機(jī)的使用壽命上也有著相應(yīng)的提升，能夠?qū)崿F(xiàn)軟啟動(dòng)以及軟制動(dòng)[5]。并且對(duì)閥門以及風(fēng)機(jī)的葉輪磨損的情況也有了很大程度上改善，高壓變頻調(diào)速之后風(fēng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的低轉(zhuǎn)速運(yùn)行下對(duì)軸承以及風(fēng)機(jī)葉輪的磨損也得到了有效減少，這樣就對(duì)風(fēng)機(jī)的大修周期得到了延長(zhǎng)，在費(fèi)用以及時(shí)間上也能夠得到有效節(jié)約。

2.3 應(yīng)用效果

通過對(duì)高壓變頻器的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，在系統(tǒng)的運(yùn)行上比較穩(wěn)定安全，只需要對(duì)變頻器實(shí)施除塵處理不用停機(jī)，對(duì)生產(chǎn)的連續(xù)性進(jìn)行保障。在過流以及欠壓、溫升保護(hù)等諸多的保護(hù)功能上的作用得到了充分發(fā)揮，節(jié)能的效果比較顯著。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，除塵風(fēng)機(jī)在對(duì)高壓變頻器應(yīng)用后，在各方面的運(yùn)行效果上都得到了不同程度的改善，變頻器的性能比較好以及采購(gòu)的成本不高，這些都為煉鋼企業(yè)的應(yīng)用提供了條件，在效益的獲取上也比較明顯。隨著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在這一方面的進(jìn)步也能夠起到促進(jìn)作用，使之能夠在整體的發(fā)展水平上邁向一個(gè)高度。由于文章篇幅限制不能進(jìn)一步深化探究，希望此次研究能起到拋磚引玉的作用以待后來者居上。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：鳳軍（1982，5-），男，吉林省梅河口市人，工作單位：通化鋼鐵公司煉鐵廠，職務(wù)：電氣工程師，研究方向：電氣。