高壓變頻器在除塵系統(tǒng)的改造

左嵐

摘要：高壓變頻器實(shí)現(xiàn)了對(duì)除塵風(fēng)機(jī)的無極調(diào)速，滿足了生產(chǎn)工藝過程對(duì)電機(jī)調(diào)速控制的要求，達(dá)到高產(chǎn)量和高質(zhì)量的目的，可以大幅度的節(jié)約能源，降低成本。

1.引言

在高爐出鐵的過程中，出鐵場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生大量的灰塵，煙氣以及一些有害物質(zhì)，除塵系統(tǒng)將這些有害物質(zhì)進(jìn)行處理。根據(jù)煉鐵工藝，高爐每天平均出鐵12爐，在出完鐵20---30分鐘后，出鐵場(chǎng)基本沒有灰塵，煙氣。安鋼煉鐵廠1號(hào)高爐除塵風(fēng)機(jī)采用160KW電機(jī)拖動(dòng)，除塵風(fēng)機(jī)在生產(chǎn)過程中處于工頻狀態(tài)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后電機(jī)按額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，通過調(diào)節(jié)風(fēng)門擋板的開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量，以滿足生產(chǎn)工藝要求。除塵風(fēng)機(jī)的使用率大約70%左右，對(duì)于電量的需求非常的大，造成了很大的浪費(fèi)；另外，風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)的過程中會(huì)造成巨大的振動(dòng)，電機(jī)啟動(dòng)電流可能達(dá)到額定電流的3-7倍，對(duì)于電網(wǎng)會(huì)造成非常大的沖擊。所以對(duì)出鐵場(chǎng)除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行高壓變頻技術(shù)改造。

2.變頻改造

2.1變頻器的選型：安鋼煉鐵廠選用的是榮信RHVC系列高壓變頻器。榮信高壓變頻器是采用目前世界上先進(jìn)的IGBT功率單元串聯(lián)多電平技術(shù)，數(shù)字控制技術(shù)，SPWM脈寬調(diào)制技術(shù)及超導(dǎo)熱管散熱技術(shù)研制而成的系列高壓電機(jī)節(jié)能調(diào)速產(chǎn)品。此產(chǎn)品具有高效節(jié)能、高功率因素及高可靠性等特點(diǎn)，結(jié)束了傳統(tǒng)方法造成的能源和人力的浪費(fèi)，延長了電機(jī)等設(shè)備的使用壽命，方便電機(jī)的保養(yǎng)和維護(hù)。

榮信RHVC系列變頻器采用IGBT變頻功率單元串聯(lián)多重化疊加技術(shù)，屬于高—高電壓源型變頻器，高壓直接輸入輸出，無需輸出變壓器，效率高，輸出頻率范圍寬。高壓變頻器實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小，而且可以連續(xù)調(diào)速，選擇最佳速度，還可以根據(jù)用戶的速度曲線圖完成自動(dòng)控制，既節(jié)約能源，又提高了生產(chǎn)效率，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化控制，可以和用戶現(xiàn)場(chǎng)靈活接口，滿足用戶的不同要求，采用光纖通訊技術(shù)，使系統(tǒng)抗電磁干擾的性能增強(qiáng)，運(yùn)行更加安全可靠。

2.2變頻器的安裝：榮信RHVC高壓變頻器主要由功率柜、移項(xiàng)變壓柜和旁路柜組成。在現(xiàn)有的高壓配電室東面在建一個(gè)配電室，規(guī)格要求在14*10*4米，新的配電室內(nèi)的裝備有PLC控制柜、變頻單元柜、變壓器柜和旁路柜，對(duì)電機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程DCS兩種控制方式。對(duì)于電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制是由變頻裝置來進(jìn)行的，遠(yuǎn)程的DCS向變頻裝置發(fā)送相應(yīng)的速度調(diào)節(jié)信號(hào)就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，同時(shí)DCS還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。DCS就是遠(yuǎn)程配電箱，運(yùn)用DCS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程控制。采用DCS裝置時(shí)線路也要進(jìn)行更改，電機(jī)啟動(dòng)柜的出現(xiàn)由最初的接入電機(jī)更改為經(jīng)過新增的變頻柜接入電機(jī)。其中旁柜的主要作用是進(jìn)行變頻運(yùn)行和工頻運(yùn)行之間的切換。移項(xiàng)變壓器可以有效的消除輸入諧波，對(duì)變壓器可以采用本地控制和DCS遠(yuǎn)程控制這兩種方式來控制器啟停，遠(yuǎn)程的DCS向變頻裝置發(fā)送相應(yīng)的速度調(diào)節(jié)信號(hào)就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，同時(shí)DCS還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。DCS就是遠(yuǎn)程配電箱，運(yùn)用DCS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程控制，采用遠(yuǎn)程配電箱可以對(duì)變頻器進(jìn)行各種操作，包括啟停、調(diào)速等。操作人員的所有操作都可以通過DCS來完成。

3.改造后的效果：

3.1帶來經(jīng)濟(jì)效益 進(jìn)行改造后，電機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定，頻率維持在45Hz，一次側(cè)電流也有原來的30A降到了現(xiàn)在的18A，這樣就可以實(shí)現(xiàn)31%以上的節(jié)能，可以為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2延長電機(jī)使用壽命 改造后電機(jī)在啟動(dòng)和加速的過程中所受的沖擊更小，同時(shí)電機(jī)運(yùn)行也更加的平穩(wěn)，噪音也小。采用DCS對(duì)電機(jī)的其他和加速僅需控制，電機(jī)的啟動(dòng)是緩慢的，加速是逐步進(jìn)行的，因此電機(jī)在啟動(dòng)和急速過程中所受到的機(jī)械扭矩的沖擊就會(huì)減小，電機(jī)不易受到損傷，電機(jī)的壽命得以延長。同時(shí)電機(jī)的運(yùn)行更加的平穩(wěn)，電機(jī)內(nèi)各零部件的使用壽命也會(huì)延長。

3.3電網(wǎng)所受沖擊變小 經(jīng)過改造后，電機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間變長，加速也更加均勻，電機(jī)的啟動(dòng)電流也會(huì)相應(yīng)的減小，電網(wǎng)所受到的沖擊也會(huì)減小很多。

3.4電網(wǎng)污染減少 改造后，電機(jī)網(wǎng)側(cè)功率因素大于0 .9 6，并且變頻器輸入輸出諧波含量非常低，電網(wǎng)污染很容易就可以達(dá)到國家的制定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

3.5降低操作人員的工作強(qiáng)度 改造后，操作人員運(yùn)用DCS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程控制，采用遠(yuǎn)程配電箱可以對(duì)變頻器進(jìn)行各種操作，包括啟停、調(diào)速等。操作人員的工作強(qiáng)度進(jìn)一步降低，工作效率也更高。

4、設(shè)備運(yùn)行情況

4.1運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。在改造之前，對(duì)電機(jī)的啟停進(jìn)行控制使用的是液力耦合器，這一做法的缺點(diǎn)是軸承的磨損特變大，平均40天左右就要進(jìn)行一次更換，每次更換軸承都需要半天時(shí)間，在這半天中必須要停爐，所造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。但是是使用HARSVERT-A06/076變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制和監(jiān)控后，因?yàn)槠渚哂忻饩S護(hù)的特點(diǎn)，保養(yǎng)工作只是對(duì)通風(fēng)濾網(wǎng)進(jìn)行清洗就可以完成，而且不需要停爐，生產(chǎn)的連續(xù)性得到了保障。HARSVERT-A06/076變頻器自從tourism使用以來一直保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，在使用過程中也沒有出現(xiàn)故障。

4.2節(jié)能效果好噸鋼電耗明顯降低。

4.3 HARSVERT-A06/076變頻器的使用使電機(jī)的啟停更加緩慢，同時(shí)變頻器為電機(jī)提供的無諧波干擾和正弦波電流保證了電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定，故障率明顯降低。同時(shí)，變頻器設(shè)置共振點(diǎn)跳轉(zhuǎn)頻率，電機(jī)在啟動(dòng)和急速過程中所受到的機(jī)械扭矩的沖擊就會(huì)減小，電機(jī)不易受到損傷，電機(jī)的壽命得以延長。同時(shí)電機(jī)的運(yùn)行更加的平穩(wěn)，電機(jī)內(nèi)各零部件的使用壽命也會(huì)延長。

4.4對(duì)于電機(jī)的保護(hù)方面，變頻器要比繼電器的保護(hù)效果更好。

4.5變頻器對(duì)于電網(wǎng)的適應(yīng)能力極強(qiáng)，就算是處于6.7KV的電網(wǎng)電壓下，變頻器仍能正常的工作。

4.6在改造之前，對(duì)電機(jī)的啟停進(jìn)行控制使用的是液力耦合器，采用這一方式對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制使得電機(jī)的運(yùn)行噪音比較大，而使用變頻器可以有效的降低電機(jī)的運(yùn)行噪音。同時(shí)使用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制不需要定期的更換軸承，因?yàn)楦鼡Q軸承而造成的環(huán)境污染問題也得到了有效的解決。

5、結(jié)束語

幾個(gè)月的實(shí)踐應(yīng)用表明， HARSVERT-A06/076高壓大功率變頻器的性能比較穩(wěn)定，同時(shí)使用效果也非常好，對(duì)于企業(yè)的節(jié)能、正常生產(chǎn)等都有非常大的幫助。我公司也在其他的風(fēng)塵機(jī)中使用這一設(shè)備。

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