acs1000在闪速炉风机上的应用

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1、ACS1000在闪速炉风机上的应用作者:佚名  1前言铜精矿中的硫，在闪速炉和转炉的熔炼过程中氧化成SO2，由烟气排出。这部分硫可经过工艺处理，回收制酸，从而既生产了重要的化工原料—硫酸，又防止了环境污染。其工艺流程如图1所示。图中，送、排风机及SO2风机是整个烟气流程的关键设备，没有这些风机，烟气就不能流通。因为转炉吹炼采用双炉期交换作业，转炉作业是间隙的。烟气量随吹炼期和停风期而以最大值到零之间剧烈波动。为了适应这种范围的变动，保证制酸工厂入口烟气的压力比较稳定，以保护制酸厂的稳定生产和设备安全，必须对烟气流程的送、排风机和SO2风机进行调

2、速。该系统中闪速炉排风机属大惯量负载，要求电机起动力矩大。由于整套设备已使用了二十年，所处工作环境差，电机性能参数恶化；风机叶片受SO2烟气残污粘结严重，也给电机起动带来很大困难，需采用特殊方法(行车拉绳)进行盘车起动，严重制约了生产发展。2工艺特点在上述烟气流程的送风、排风、收尘系统中，送风量的调节由操作室控制液压联结轴的油量来实现。而排风机使闪速炉、余热锅炉以及电收尘的烟气畅通，并形成负压，避免烟气逸出影响操作环境。闪速炉排风机电机及其电控设备均为明电舍(Meiden)株式会社1980年出品，主要技术参数如下:风机:双吸入径向风机，(N01

3、6DOMR(B0)型)，1用1备，风量:2230m3/min，风压:5.9Pa，转速:920r/min；电机型号:TF-ERO500LM型绕线异步机，电机功率:700kW/6极，电机电压:6kV。调速方法:为液体变阻器。液体变阻器的配套设备有冷却液循环系统、冷却器及变速用伺服机构。整套装置结构复杂、体积庞大，效率低，调速方式落后。电阻器是耗能元件，当液体变阻器串接于电动机转子回路中处于长期工作状态时，尽管阻值很小，但其发热的连续累积使电机调速和起动过程中的能耗增大。采用液体变阻器调速时的功率损失为:△P阻≈sp1=(n0-n)/n0P1≈(1-

4、i)P1式中:P1—电动机输入功率，i—速比，s—转差率。可见，电动机转差率愈大，其功耗愈大。特别是当深调速(该风机转速有时低于400r/min)时，损失更大。而采用变频调速，没有因调速带来的附加转差损耗，节能效率明显。3变频调速系统根据以上情况，我们对它进行了变频改造，使电机从零速到额定转速无级调速。这样既能满足工艺要求，又能实现系统的自动化控制。由于负载对电机转矩有特殊要求，又属于对老设备进行改造，我们选用了ABB公司的ACS1000系列直接转矩控制型变频器做调速系统的关键设备。该变频器输入端采用了12脉波整流，使电网侧谐波满足IEEE51

5、9要求。新型功率半导体器件IGCT，综合了GTO和IGBT的优点，功率密度大，结构上不采用串并联方式，可靠性高。无速度传感器的直接转矩控制，不需要对电压、频率分别控制的PWM调制器，没有固定的斩波频率，具有很高的速度和转矩控制精度。变频调速系统原理接线图如图2所示。变频器I/O接口设有电动机的控制与保护、安全接地开关联锁、主断路器控制与联锁、隔离变压器保护联锁、电动机温度监视及变频器状态显示、起动/停止/调速机旁控制，通信总线可与仪表中央控制系统联接。由于风机驱动为绕线式异步电机，采用变频调速需改为鼠笼式运行，转子绕组已没有必要外接电组。为避免

6、电刷与集电环之间因接触不良引起故障，将与集电环相接的三根线之间用导线短接，并将电刷举起。该变频器输出电压为3300V，还需对定子线圈作Y-△转换。由于使用相同的电动机模型，因此，△接法的电动机控制方式与Y接法的电动机控制方式完全相同，输出轴功率不变。改接后电动机绕组电压是3.3kV，等于将原电机的绝缘等级提高近一倍，很适合该电机的技术改造。IGCT是变频器的心脏，它以PWM方式控制输入频率和输出电压的幅值，由于DTC技术在控制上的应用，不需要特殊的脉宽调制器。在逆变器中有三个电位:直流母排正电位、中性点、直流母排负电位。在逆变器工作的某一时间，

7、每一桥臂上中间的两个IGCT会产生中性点钳位作用。该三电位结构可产生很好的输出波形，谐波成分小，从而使正弦波滤波器的尺寸减小，空间得到优化。逆变器的输出直接接到一组低通LC滤波器上。该滤波器对逆变器输出进行滤波，并消除音频电压成分，从而大大减少了加到电动机的电压谐波含量，dv/dt的影响大大削弱，电机出线端的电压振荡得到消除。LC滤波器中的电容器为Y接法，公共点接地，可以使电动机有效隔离。逆变器正常工作时产生共模电压，由共模电压的快速变化而引起的电动机高频轴电流问题不再存在。直流母排中的IGCT与整流桥的正端和负端串联。在通电的初始阶段，IGC

8、T呈截止状态，电容器通过预充电电阻充电。当直流电压上升至其最终值的79%，IGCT进入导通状态，成为输入整流桥和直流母排的主连接通道，一旦出现输出电流