炼钢厂转炉除尘风机变频技术应用研究

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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