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时间:2017-12-06
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1、炼钢厂转炉除尘风机变频技术应用研究 摘要:本文介绍了高压变频器在炼钢厂转炉除尘风机中的应用,通过对除尘风机变频技术分析表明:高压变频器在降低除尘风机的电耗、提高功率因数、减小启动电流、提高自动化水平方面前景广阔。关键词:变频器;除尘;风机中图分类号:TS737+.1文献标识码:A文章编号:1引言转炉炼钢产生的大量含尘高温烟气,需要利用专门除尘风机系统将此种烟气及时回收处理。除尘风机是除尘净化系统的动力中枢,一旦除尘风机不能正常运行,不但影响生产,造成巨大的经济损失,还有可能威胁到现场生产人员的人身
2、安全;另外,调速系统工作的环境比较恶劣;所以,和除尘风机配套的高压调速系统,要求具有极高的可靠性。基于以上工作特点,对变频调速系统的主要要求如下:1.要求变频器要有高可靠性,长期运行无故障。2.要求变频器有旁路功能,一旦出现故障,可使电机切换到工频运行。3.调速范围要大,效率要高。4.有共振点跳转设置,能使电机避开共振点运行,让风机不喘震。72010年5月投产的某钢厂210t转炉二次除尘系统,经过多方调研、比较,最后决定采用东方日立DHVECTOL-DI004000/10型高压变频器,通过双方技术人
3、员的合作,共同制定了转炉除尘风机的变频设计方案。2210t转炉二次除尘系统组成在转炉炼钢过程中,转炉在兑铁水、投料、吹炼、出渣及出钢时产生的含尘高温烟气由转炉封闭罩捕集,同时还捕集料仓上料及投料、钢包热修、中包热修、精炼系统及RH系统产生的烟气。各路烟气汇总后,经袋式除尘器除尘后由风机经烟囱排入大气。由于各生产工艺产生的烟气量不同,产生烟气的时间不同,为提高烟气捕集率、适应冶炼工艺要求,在各烟气除尘管道上设调节阀,并与工艺设备联锁。系统组成有:各除尘点、除尘管道、袋式除尘器、风机、高压电机、高压变频
4、器、烟囱(图1)。DHVECTOL-DI004000/10型高压变频器很好的完成了生产工艺的设计要求,通过上位机操作高压变频器精确控制高压电机精准运行,达到了节能减排的目的。图1除尘系统主要设备图3高压变频器概述该高压变频器是一种高效、节能、无电网污染的变频设备,性能优异。该变频器适用于大型风机、泵类负载,使用后可大大降低能耗,改善生产工艺,提高生产效率,并可大大提高系统的稳定性和可靠性,延长设备的使用寿命,减少系统维护。7该厂使用的该型高压变频器适用于10kV的变频调速三相异步电动机,将工频电源变
5、换为频率、电压均连续可调的电源,可使电机拖动系统运行在最佳状态,不仅节能效果明显,而且极大提高了系统性能。该变频器具有以下特点:输入谐波小、功率因数高;采用高压场控大功率的IGBT功率模块,电压设计裕度大;能提供多条起动曲线,起动时间可以自行设定,可保证电动机安全运行并延长其使用寿命,软启动过程对电网不会产生冲击电流;不仅节能,而且大大延长电动机及其负载的机械磨损,节省维护费用;高压主回路与主控系统之间采用高速光纤通讯系统连接;采用内置PLC,可接收和输出工业标准信号,满足现场需要,具有现场及远程操
6、作模式;内置PID调节器,可实现闭环控制,内置UPS可提供30分钟维持时间;具备低压空载调试功能;变频器具有自诊断功能,并提供多种故障报警和保护,保障高压电动机安全运行。4系统组成及控制功能变频装置由变频器柜、移相变压器柜、旁路柜组成,主回路原理图如图2。图2主回路原理图交流高压。变频器采用直接高压变换形式,由多个功率单元构成单元串联多电平的拓扑结构。每个功率单元输出交流低压,多个功率单元叠加后输出为所需的交流高压。710kV电源通过转炉10kV开关站高压柜高压断路器进入系统旁路柜,采用移相干式变压
7、器进行电源侧电气隔离,以减少谐波,电路原理示意图如图3所示。变压器输出经功率柜逆变输出后到旁路柜,再经旁路柜直接驱动高压电机调速。图310kV9级变频器电路原理示意图本装置采用工频旁路系统,工频旁路采用真空接触器作为旁路切换,当变频调速系统发生故障停机或对变频调速系统进行检修时,切换到旁路,电机可以直接接电网工频运行,变频器系统接口如图4所示。图4变频器系统接口图主控系统包括主控板及其输入输出接口,主控板以专用高性能单片机为控制核心,通过光纤通讯系统向各个功率单元传输PWM信号,并接收各个功率单元状
8、态信息。主控板和液晶之间使用光纤连接,液晶及面板键盘实现人机界面功能。通过面板上的功能键可以实现系统运行、停机、复位及功能参数设定和记录查询。主控板的I/O接口来实现端子控制模式的外部通讯,主要功能有:系统端子复位、运行/停止控制、外部模拟方式频率给定、系统状态、运行频率。如图5所示:图5控制系统示意图电气控制以高可靠性的可编程逻辑控制器(PLC)7为中心,辅以继电器、开关等器件,负责变频器内部逻辑控制及外部与工艺的接口。PLC主要完成以下功能:与主控系统交换给定、运
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