工控商务网：混铁炉除尘风机中高压变频器应用

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1、工控商务网：混铁炉除尘风机中高压变频器的应用文章来自：中国工控网摘要：本文结合混铁炉转炉除尘风机的生产工艺，综述了高压变频器的性能特点及系统原理，同时详细说明了整体施工方案，从而证实了变频器有着很大的节电效果。关键词：混铁炉高压变频器交钥匙工程节能降耗一、引言×××集团转炉炼钢厂设置两座600T混铁炉，且有一个倾翻工位和一个大包倒小包工位。每座混铁炉设有一个进铁口和一个出铁口，倾翻工位相当于混铁炉进铁口。当混铁炉进铁或出铁时，高温的铁水会同空气发生剧烈的化学反应，产生大量的烟气。一方面对现场操作的工人不利，另一方面也对环境

2、造成了巨大的污染。混铁炉多种进出铁工况条件下风量随时变化，因此该除尘风机需要多种速度来适应。在以前的运行过程中，由于一方面液力耦合器不能适应频繁的调速，另一方面原设计现场阀门信号与风机调速控制分属两个控制系统，两者之间没有信号联系。因此原有除尘风机运行方式基本为恒速运行，其运行转速保持在约680rpm左右，运行电流约在150A，仅通过现场阀门及炉盖开启来达到除尘效果，同时为防止阀门全部关闭造成风机振动过大，其中一台大包倒小包阀门始终打开，大量风量直接排空，导致大量有功功率浪费。此外液力耦合器低速运行时效率低下，为了提高风机

3、的运行效率，节能降耗，必须对风机调速控制进行改进。二、混铁炉除尘工艺工况及主电机参数介绍1.混铁炉除尘风机工况：混铁炉系统除尘设计风量：66万m3/h风道漏风损耗率设计：10％进铁水（或大包倒小包）除尘需要风量：25万m3/h出铁水除尘需要风量：6万m3/h进铁水除尘需要时间：约10分钟/次出铁水除尘需要时间：约3分钟/次日出铁水总次数：约180次日进铁水总次数：约120次进铁时，当捕集罩关到位后，相应的阀门打开。出铁时，混铁炉离开零位后，相应的出铁口阀门打开。2.混铁炉除尘风机主电机的技术参数如下：电机型号：Y710－8

4、额定功率：1600kW额定电压：6300V额定电流：183.2A功率因数：0.843.工艺要求：现场提供具体工作情况分为以下6种：（1）一个进铁口工作需要25万m3/h；（2）一个出铁口工作需要6万m3/h；（3）两个出铁口同时打开需要风量12万m3/h；（4）一个进铁口一个出铁口同时打开需要风量31万m3/h；（5）一个进铁口两个出铁口同时打开需要风量37万m3/h；（6）两个进铁口同时打开需要风量50万m3/h。三、高压变频调速系统改造方案1.HARSVERT-A高压变频器的原理:采用高-高电压源型单元串联多电平技术。

5、电网电压经过副边多重化的隔离变压器降压后给功率单元供电，1600kW/6kV高压变频器每相由5个功率单元串联而成，输出相电压最高可达3500V，线电压达6kV左右。每个功率单元承受全部的电机电流，但只提供1/5相电压和1/15的输出功率，为单相输出的交直交PWM电压源型逆变结构，相邻功率单元的输出端串接起来，形成Y接结构，实现变压变频的高压直接输出，供给高压电动机。每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘，二次绕组采用延边三角形接法，实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的。给功

6、率单元供电的二次绕组每3个一组，分为5个不同的相位组，互差12度电角度，形成30脉冲的整流电路结构。2.本项目共配置1台高压变频器，其详细参数如下：3.变频器主回路方案：由于风机进风口没有风门，因此这次改造没有安装工频旁路柜。即用户电网直接接高压变频器，然后接电机。4.根据混铁炉的工艺要求，我们在满足除尘环保要求的前提下，为简化控制逻辑，现场PLC直接根据出铁口、进铁口的炉盖位置开关状态来控制变频器的转速，变频器预设3个速度点，根据现场所需风量不同自动调节电机转速。现场送6个开关量信号进PLC，在程序内编程以达到变频器高、

7、中、低速运行。状态说明：0：风口关闭1：风口打开——：任意状态5.加装变频器后，由于变频器自身带有电机的过流保护、过载保护、缺相保护、过电压保护、接地保护、短路保护、超频保护、反相保护等，变频运行时上口高压柜保护为备用保护，除变频器输入侧采用移相变压器外（其励磁涌流为额定电流的6-8倍），对上口保护无其它特殊要求；因此高压开关柜继电保护只对变频器工频旁路时起主要保护，其整定值可按正常电机保护进行整定。旁路运行时如将进气口阀门全部关闭，启动过程启动电流应在电机额定电流的6-8倍左右，如果电网或上级变压器容量较大能承受此瞬间冲

8、击，可以不外加任何启动设备进行直接工频启动，如果不能承受则可考虑在变频器工频旁路系统前方加装水阻或电抗器，以防工频启动时无法启动。本项目工频时采用直接启动方式。四、交钥匙工程整体施工方案1.由于目前设备使用液力耦合器，考虑到风机运行的稳定性，因此拆除液力耦合器，将电机向前移位采用直接连接方式；对电机移位