高压变频器在炼铁厂除尘系统中的应用

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1、高压变频器在炼铁厂除尘系统中的应用【摘要】通过采用高压变频器在除尘系统的技术改造，提高了电气自动控制水平，达到节能降耗的目标。【关键词】除尘系统高压变频节能ApplicationofHigh-volatgeConverterUsedintheDustingsystemforIronandsteelplantAbstract:Theelectricalcontrolleverwereimprovedandthemarkofenergysavingwerereachedbyusinghigh-volatgeco

2、nverterinthedustingsystemKeywords:DustingSystemHigh-volatgeConverterEnergysaving在高炉炼铁过程中，出铁厂不可避免会产生大量烟气、灰尘，也含有相当一部分的有害物质，对这些烟气、灰尘进行处理，为此炼铁工艺设备中必不可少的一种设备就是除尘风机。通过除尘风机把产生的烟气、灰尘吸入到除尘设备中进行处理，再排入大气中。根据炼铁工艺，每一个冶炼周期，在出铁时烟气、灰尘很大，出完铁10~20分钟后，出铁厂基本没有烟气、灰尘，因此除尘风机只有出铁

3、时电机、风机处于全负荷，其它时间除尘风机的电机可以处于低速运行状态。南通宝钢炼铁厂除尘风机原系统在风机启动后电机按额定的转速运行，在整个生产过程中都处于工频状态运行，其风机的风量是通过调节风门挡板的开度来控制的。为了达到节能降耗，我们对出铁厂除尘风机进行变频调速，采用高压变频技术对系统进行改造。1.高压节能设备选型炼铁厂高炉除尘风机的电机型号YKK560-6800KW10000V54.7A993转/分从产品技术的先进性、可靠性以及高性能价格比角度考虑,我们选用北京乐普四方公司的LPH-10-6-800高压智

4、能化节能设备，该设备采用西门子罗宾高的高压变频器，加上LPH-10-6-800控制主板及LP控制软件，减少了电网的谐波污染，不存在因谐波引起的电机发热、转矩脉动、噪音、共模电压等。2．系统结构图为了确保除尘风机的高压系统可靠运行，在设计时采用了旁路技术，增加一旁路柜，将高压变频器、隔离开关安装在柜中。详细见下图：旁路柜中有三个隔离开关K1、K2和K3，其中K2和K3为一个双刀双投的隔离开关。双刀双投隔离开关的特点是两个方向只能合其一，实现机械互锁，防止误操作将工频电源反送到变频器输出侧而导致变频器损坏。变频

5、运行：K1、K2闭合，K3断开，由合闸断路器DL为变频器供电，再通过变频器本地或远程启动电机变频运行；工频定速运行：K1、K2断开，K3闭合，由合闸断路器DL直接启动电机定速运行；变频器维护、修理：K1、K2断开，变频器与高压电源完全隔离。LPH系列高压节能设备系统结构图一次回路图旁路柜与上级高压断路器DL有联锁关系，旁路柜隔离开关未合到位时，不允许DL合闸，DL合闸时，绝对不允许操作隔离开关，以防止出现拉弧现象，确保操作人员和设备的安全。隔离开关与DL的联锁通过操作手柄上的电磁锁实现，在DL合闸状态下，操

6、作手柄被锁死。为了保护变频器，在变频器与断路器DL之间还有电气联锁，联锁信号有：合闸闭锁、故障分闸。3.高压变频原理LPH系列高压智能化节能设备采用交-直-交直接高压（高-高）方式，主电路开关元件为IGBT。由于IGBT耐压所限，无法直接逆变输出10kV，且因开关频率高、均压难度大等技术难题无法完成直接串联。LP牌高压智能化节能设备采用功率单元串联，叠波升压，充分利用常压变频器的成熟技术，因而具有很高的可靠性。隔离变压器为三相干式整流变压器，风冷，有使用寿命长、免维护等优点。变压器原边输入可为任意电压，Y接

7、；副边绕组数量依变频器电压等级及结构而定，10kV系列为27个，延边三角形接法，为每个功率单元提供三相电源输入。为了最大限度抑制输入侧谐波含量，同一相的副边绕组通过延边三角形接法移相，由于为功率单元提供电源的变压器副边绕组间有一定的相位差，从而消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流，所以LP牌高压智能化节能设备输入电流的总谐波含量（THD）远小于国家标准5%的要求，并且能保持接近1的输入功率因数。三相输出Y接，得到驱动电机所需的可变频三相高压电源。3.1二次回路及控制控制系统由控制器，IO板和人机界面组

8、成。控制器由三块光纤板，一块信号板，一块主控板和一块电源板组成。各部分之间的联系如下图LP牌高压智能化节能设备控制系统结构图所示。人机界面为用户提供友好的全中文操作界面，负责信息处理和与外部的通讯联系，可选上位监控而实现变频器的网络化控制。通过主控板和IO接口板通讯来的数据，计算出电流、电压、功率、运行频率等运行参数，提供表计功能，并实现对电机的过载、过流告警和保护。通过RS232通讯口与主控板连接，通过RS48