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高壓大功率變頻器在新?lián)徜擁敶缔D(zhuǎn)爐生產(chǎn)中的應(yīng)用

一、背景情況
　　撫順新?lián)徜摕掍摱浚ḿ葱露䶮挘⿵S房始建于85年，89年正式投產(chǎn)，擁有
公稱15噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐3座（現(xiàn)已擴容至公稱20噸），2001年產(chǎn)鋼量71萬噸，2002年預(yù)計產(chǎn)量100萬噸，2003年產(chǎn)鋼170萬噸。
　　轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，爐口會排出大量棕紅色的煙氣，煙氣溫度高、含有易燃氣體和金屬顆粒，按照我國1996年頒布的《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297一1996），對煙氣必須冷卻、凈化，由引風機將其排至煙囪放散或輸送到煤氣回收系統(tǒng)中備用。新二煉生產(chǎn)采用“三吹三”方式，每個轉(zhuǎn)爐都配有一套除塵系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)采用二級文氏管煙塵凈化方式，煙道直徑Φ1.6m,煙氣輸送管線820mm，風機型號D700，電機功率440KW/6KV。由于轉(zhuǎn)爐周期性間斷吹氧，為滿足節(jié)能和環(huán)保要求,要求風機在整個煉鋼工作周期內(nèi)變速運行，吹氧時高速運行，不吹氧時低速運行。原來采用液力耦合器調(diào)速，高速2700r/min（設(shè)計2900r/min），低速800r/min。由于液力耦合器技術(shù)的局限性，使得：
　　

調(diào)速范圍在30%～90％之間，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定；而且，低速800r/min仍然偏高，造成能源浪費，高速運行時，液力耦合器有時丟轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)爐爐口冒煙；
　　

經(jīng)過10多年的使用，液力耦合器已嚴重老化，需經(jīng)常更換軸承，造成轉(zhuǎn)爐停產(chǎn)，不能滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要。
　　

電動機的效率低，損耗大，尤其低速運行時，效率極低；
　　

調(diào)節(jié)精度低、線性度差，響應(yīng)慢；
　　

啟動電流仍比較大，影響電網(wǎng)穩(wěn)定；
　　

液力耦合器故障時，無法切換至工頻旁路運行，必須停機檢修；
　　

漏油嚴重，對環(huán)境污染大，地面被油污蝕嚴重；
　　鑒于液力耦合器存在上述眾多問題，對其進行改造已成當務(wù)之急。
　　2001年底，二煉鋼開始擴容改造。為了提高風機的運行效率，解決使用液力耦合器帶來的眾多問題，新?lián)徜摏Q定進行變頻改造。
二、變頻器改造方案
　　

要求變頻器要有高可靠性，長期運行無故障。
　　

要求變頻器有旁路功能，一旦出現(xiàn)故障，可使電機切換到工頻運行。
　　

調(diào)速范圍要大，效率要高。
　　

具有邏輯控制能力，可以自動按照吹氧周期升降速。
　　

有共振點跳轉(zhuǎn)設(shè)置，能使電機避開共振點運行，讓風機不喘震。
　　經(jīng)過多方調(diào)研、比較，最后新?lián)徜撏本├氯A福電氣技術(shù)有限公司合作，共同制定了1號轉(zhuǎn)爐除塵風機的變頻改造方案，改造方案如下：
1、設(shè)備配置

　　KM：變頻器供電的高壓真空斷路器
　　KG1、KG2、KG3：真空接觸器
　　BPQ：HARSVERT-A06/080變頻器
　　DJ： 440KW/6KV異步電動機。
　　KM為原有高壓開關(guān)，KG1、KG2、KG3。
　　DJ為原有異步電機，如果將來擴容到630KW/6KV普通三相異步電機，變頻器必須具備驅(qū)動能力。
　　風機高速運行時，如果變頻器出現(xiàn)嚴重故障，應(yīng)將電機自動切換到工頻電網(wǎng)運行，當前吹煉周期結(jié)束后，自動斷開KG3，檢修變頻器，變頻器檢修完畢后，通過復(fù)位按鈕，自動返回原變頻調(diào)速狀態(tài)。如果在低速運行，則立即斷開KG3，開始檢修。這樣，在變頻器出現(xiàn)嚴重故障時，系統(tǒng)能夠自動轉(zhuǎn)入工頻電網(wǎng)中，負載不用停機，滿足現(xiàn)場不能停機的要求。
2、電機及風機參數(shù)
　電機參數(shù)：　　　　　　　　　　　風機參數(shù)：
　　　型號： JK134-2　　　　　　　　　型號：D700-13-2
　　　額定功率： 440KW　　　　　　　　進氣容積流量：700m3/min(混合煤氣)
　　　額定電壓： 6KV　　　　　　　　　壓力增加值： 2600mmH2O
　　　額定頻率： 50Hz　　　　　　　　　進氣溫度： 35℃
　　　額定電流： 50A　　　　　　　　　主軸轉(zhuǎn)速： 2975rpm
　　　額定功率因數(shù)：0.89　　　　　　　軸功率： 370kw
　　　額定效率： 92.5%
　　　額定轉(zhuǎn)速： 2970rpm
3、除塵風機工藝要求
1）吹煉工藝周期

　　
　　A到B為兌鐵加廢鋼時間。
　　B到C為風機升速時間，可以調(diào)節(jié)。
　　C到D為吹氧時間。
　　D點風機開始減速。
　　D到E為倒爐測溫取樣時間。
　　E到F為出鋼時間。
　　F到G為濺渣時間。
　　整個吹煉工藝周期約21分鐘，其中高速時間（C到D）12分鐘。高速定為45Hz,可以調(diào)節(jié)；低速定為5Hz,可以調(diào)節(jié)。
2）變頻器和現(xiàn)場接口
　　在B點，由現(xiàn)場提供一對閉合節(jié)點（氮氧轉(zhuǎn)換點），變頻器從低速向高速啟動。在C點，變頻器到達高速后，給現(xiàn)場提供一對閉合節(jié)點（高速狀態(tài)節(jié)點），以便現(xiàn)場操作工進行下氧槍工作。在D點，現(xiàn)場向變頻器提供另一對閉合節(jié)點（風機減速點），變頻器開始降速，降速時間不作具體要求，但在減速過程中如果需要提速，變頻器應(yīng)能滿足提速要求。
　　風機轉(zhuǎn)速、氮氧切換節(jié)點、氧槍位置節(jié)點三者滿足如下關(guān)系：

　　
　　現(xiàn)場提供給變頻器的兩對節(jié)點（氮氧轉(zhuǎn)換點、風機減速點）及變頻器提供給現(xiàn)場的高速狀態(tài)節(jié)點均為無源節(jié)點，具有2A/30VDC或0.8A/230VAC的容量。
3）變頻器技術(shù)指標
　　輸入電壓　　　　　　　　　　三相交流有效值 6.3KV±10％
　　輸入頻率　　　　　　　　　　50±5Hz
　　輸出電壓　　　　　　　　　　三相正弦波電壓0-6KV
　　輸出頻率　　　　　　　　　　0-50Hz
　　頻率分辨率　　　　　　　　　0.01HZ
　　加速時間　　　　　　　　　　可按工藝要求設(shè)定
　　減速時問　　　　　　　　　　可按工藝要求設(shè)定
　　頻率設(shè)定方式　　　　　　　　高低兩級速度，可在0-50Hz范圍內(nèi)調(diào)整
　　故障診斷及檢測　　　　　　　自動檢測，自動定位
　　網(wǎng)側(cè)功率因數(shù) 　　　　　　　　0．95（高速時）
　　過載保護　　　　　　　　　　120％l分種（每10分鐘）、150％立即保護
　　防護等級　　　　　　　　　　IP20
　　環(huán)境溫度　　　　　　　　　　0-40℃
　　環(huán)境濕度　　　　　　　　　　90%,無凝結(jié)
　　海拔高度　　　　　　　　　　1000米以下
三、設(shè)備運行情況
　　2001年底我公司向北京利德華福電氣技術(shù)有限公司定購了一臺高壓變頻器，型號為HARSVERT-A06/080，2002年3月14日變頻器正式投入使用，我們認為該變頻器的生產(chǎn)、安裝、調(diào)試周期都很短，總共僅有3個多月的時間，為1號轉(zhuǎn)爐按時投產(chǎn)提供了有力的保證。
　　1、同原來使用液力耦合器比較，北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的高壓變頻器有以下優(yōu)點：
運行穩(wěn)定，安全可靠。原來使用液力耦合器大概40天左右就必須更換軸承，每次需停爐半天左右，帶來的巨大的經(jīng)濟損失。HARSVERT-A變頻器具有免維護的特點，只需定期更換柜門上的通風濾網(wǎng)，不用停機，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。
　　2、節(jié)能效果顯著，大大降低了噸鋼電耗。
　　3、電動機實現(xiàn)了真正的軟啟動、軟停運，變頻器提供給電機的無諧波干擾的正弦波電流，降低了電機的故障次數(shù)。同時，變頻器設(shè)置共振點跳轉(zhuǎn)頻率，避免了風機長期在共振點運行，使風機工作平穩(wěn)，風機軸承磨損減少，延長了電機、風機的使用壽命和維修周期，提高了風機的利用時率。
　　4、變頻器自身保護功能完善，同原來繼電保護比較，保護功能更多，更靈敏，大大加強了對電機的保護。在變頻器調(diào)試期間，變頻器自動保護，報電機過流。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電動機有一相線鼻子發(fā)生斷裂，電機缺相運行，造成過流。我們及時進行了檢修，避免了事故的擴大化。
　　5、變頻器同現(xiàn)場信號無縫接口，滿足生產(chǎn)的需要。變頻器內(nèi)置PLC，現(xiàn)場信號接入靈活。轉(zhuǎn)爐為變頻器提供一對高速、低速節(jié)點，變頻器按照節(jié)點的狀態(tài)自動高速、低速往復(fù)運行；將以前儀表柜中的轉(zhuǎn)爐的煙氣流量、煙氣溫度信號接入變頻器，把儀表柜拆除，大大節(jié)約了場地。變頻器自帶轉(zhuǎn)速測定，原來同電機相連的測速器也被取消，由變頻器為現(xiàn)場直接提供電機轉(zhuǎn)速指示，
　　6、適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動能力強，有時電網(wǎng)電壓高達6.9KV，變頻器仍能正常運行。
　　7、同液力耦合器比較，在加速期間大大減小了噪聲，削弱了噪聲污染。由于不用定期拆換軸承，減少了機油對環(huán)境的污染，使風機房的現(xiàn)場環(huán)境有了極大改善。
四、節(jié)能分析
　　改造之前，1＃2＃3＃轉(zhuǎn)爐的工況均相同，改造后1＃轉(zhuǎn)爐可以同2＃、3＃轉(zhuǎn)爐作對比，最終以噸鋼除塵電耗來分析節(jié)能數(shù)據(jù)。

設(shè)備名	上月表碼（度）	本月表碼（度）	倍率	電量消耗 (度)	鋼產(chǎn)量（噸）	噸鋼除塵電耗（度/噸）
1	90839	91998	120	139080	32811.368	4.28
2	93799	94630	120	99720	13851.840	7.20
3	01592	02420	120	99360	14010.504	6.88

　　
　　同液力耦合器比較，噸鋼除塵電耗平均減少2.76度/噸；
　　1＃轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)鋼量今年預(yù)計為35萬噸，電價為0.44元/度；
　　年節(jié)電總額為：35萬噸×2.76×0.44＝425040元，節(jié)電率為39.2%。
　　同時由于HARSVERT-A變頻器的可靠性，避免了原來液力耦合器發(fā)生故障時，轉(zhuǎn)爐停爐造成高爐甩鐵的情況發(fā)生，其經(jīng)濟效益、社會效益也是是巨大的。
五、結(jié)束語
　　從幾個月的運行情況來看，北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HARSVERT-A06/080高壓大功率變頻器性能好，可靠性高，節(jié)能效果明顯，滿足連續(xù)生產(chǎn)對調(diào)速系統(tǒng)的要求，我公司決定在2＃、3#轉(zhuǎn)爐改造中繼續(xù)使用，目前2＃、3＃轉(zhuǎn)爐配套的變頻器已達現(xiàn)場，正在安裝調(diào)試中。

狀　態(tài)：離線

公司簡介
 產(chǎn)品目錄
 供應(yīng)信息

公司名稱：	北京利德華福電氣技術(shù)有限公司
聯(lián) 系人：	總機轉(zhuǎn)
電　　話：	010-010-89776666
傳　　真：	010-69764853
地　　址：	北京市昌平區(qū)陽坊鎮(zhèn)陽坊工業(yè)南區(qū)
郵　　編：	102205
主　　頁：	http://www.ld-harvest.com

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