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国产高压变频器在转炉除尘风机上的应用
作者:管理员    发布于:2016-01-30 13:15:29    文字:【】【】【

  在转炉生产过程中,吹炼和非吹炼时间约各占一半,在非吹炼期,基本没有炉气产生,因此转炉除尘系统的高压风机是长期处在一种间歇操作的负荷下工作。为了降低非吹炼期的风机轴功率,节约非吹炼时间的电力消耗,几十年来,国内转炉除尘系统的高压风机都是采用液力偶合器进行调速,控制风机在非吹炼时间内处于低速运转,在吹炼时间内高速运转。液力偶合器配有复杂的供排油系统和相应的油水冷却系统,设备维护检修复杂,故障率高,故障处理耗时多,一直-),高工/工程硕士;650302云南省昆都是工程实际应用人员希望改进的问题。

  高压变频调速驱动是集电力电子、微电子、电力拖动、高压技术、高低压隔离和信号传输为一体的高难技术。其原理是通过移相变压器将高压交流电降压,经功率单元整流为直流电,再经过智能模块变换为频率和电压都可调的交流电,进行电压叠加驱动电机。此项技术在电厂、大型供水厂、制气厂等都有应用,具有节电多,维护容易,故障率极低,稳定可靠,同步性能好于液力偶合器等优点,并且一旦发生故障可快速切除故障单元,实现故障单元离线检修,影响生产时间短。

  由于转炉炼钢工艺要求风机高、低速转换响应速度快,转换频繁,对变频装置要求高,国内模拟量输入/2模拟量输出,2开关量输出(或根据用户要求变动)通讯接口器,都是国外进口,投资非常高。目前进口变频投资为2000~2500元/1W比传统液力偶合器贵10~12倍。近年来,国产高压变频技术发展迅速,价格在800~1元/kW仅比传统液力偶合器贵4倍左右。因此,有必要分析、确认国产高压变频器能否在转炉除尘风机上应用,是否比原液力偶合器更具有先进性和适用性。2003年9月,昆钢公司率先在一座25转炉上试用取得成功,为国产高压变频器在转炉除尘风机上的推广应用奠定基础、积累经验。

  1主要设备技术参数25转炉一次除尘风机上海鼓风机厂)800kW额定电压:6W额定电流:90.6A额定转速:2980r/mn功率范围:1000kVA输入电压:6kV(输出电压:0~变频装置的额定输出电压(被拖动电机的额定电压)频率分辨力:0.01Hz加减速时间:1~3000可调96(20%负荷以上)率:>96%(与设备的容量有关,最高可达97.5%)过载能力:110%10mn保护设置:输入过压、欠压、缺相;输出过载、短路;功率单元超温,移相变压器超温,电动机温度监测,冷却风扇故障,机柜门状态保护等等口:8数字量输入/2数字量输出,1输入输出谐波含量td符合我国国家标故障诊断方式:计算机自诊断允许网侧输入电压消失时间:<100ms系统结构方式:模块化单元式结构操作方式:触摸面板或触摸屏显示方式:LCD或液晶触摸屏显示内容:输出频率、输出电压、输出电流、故障类型、设定值、输入电压、输入电流等故障切换:故障单元自动旁路或手动工频旁路2变频器的原理变频器的调速原理以上的参数改变任何一个,都能使电机的转速改变。由于一般的交流异步电动机制造出来以后,其转差率S和极对数P是不变的,变频器就是通过改变电机的供电电源的频率,f来实现对电机的转速调整。

  变频器的节能原理转炉冶炼供氧强度高,烟尘浓烈,且在加料、下枪开吹时烟尘暴发性产生量大,而非吹氧期基本上不产生烟尘,因此除尘风机负载既不是恒转矩负载,也不是恒功率负载,运行时负载波动较大。为尽量抽排冶炼中产生的烟尘,改善炉前作业环境,一般都是按烟尘产生的最大量来选择风机,流量都选得较大。风机是流体机械,由流体动力学知,流量Qn电机功耗Need当流量额定值由Q降到Q时,风机转速额定值n也降到n此时电机的实际功耗N与额定功耗H相比较,采用调节转速的电机功耗为:N=(n/n)3N电机实际功耗将大幅度下降,从而达到节能降耗的目的,其节能效果是非常显著的。

  该变频器的工作原理是:每个功率单元把从移相变压器供来的交流电整流后变为直流电,然后通过主控板控制每个功率单元的GB模块把直流电逆变为频率、电压均可调的交流电,该交流电经电压叠加后驱动电机,达到调速的目的。变频器输出电压为6kV每相由六个功率单元串联而成。相电压为3464V每个功率单元输出有效值U= 577V峰值输出电压U=乃U 3应用效果分析(公称容量25t出钢量27.5)上试用,利用倒炉时间,对原一次除尘风机机组整体拆除,重新安装新风机机组及高压变频调速装置。

  3.1节电方面冶炼一炉钢约25mn风机高速运行最多(含吹氧及高速延时)低速运行5mn平均一炉钢的出钢量27.5t用变频器调速时,经现场实测,高速运行时输入电流51A低速运行时输入电流18A用液力偶合器调速时,经现场实测,高速运行时输入电流70A低速运行时输入电流3A冶炼一炉钢所需电量由下式计算:电机的电压(kV)I为输入电机的电流(八)cs为功率因数,T为冶炼每炉钢的时间(h)。

  高低速响应速度快,更有利于下枪开吹时暴发性烟尘的抽排,改善炉前作业环境。经调试,采用高压变频器,可使转炉除尘风机在15 ~188内从低速(1000rmn左右)升到高速(2500r/mir左右)而采用液力偶合器一般需要40~50延迟性较明显。

  设备故障率低,变频装置运行14个月仅发生一个功率单元故障,影响生产17分钟。

  废除了复杂的偶合器供排油和油水冷却系统,节省了油和水的消耗,工艺简洁,环境改观大。

  4结语转炉除尘风机首次应用国产高压变频调速技术取得成功的实例,是一次带有工业试验性质的应用。应用结果表明,国产高压变频器具有节电多,维护容易,故障率极低,稳定可靠等优点,完全适应转炉炼钢生产节奏,可以在转炉一次除尘系统中推广应用。通过本次试用,在给变频器制造商提出一些改进建议的同时,为下一步的推广应用奠定了基础。尤其是在高低速频率设定、加减速响应时间调整和故障处理等方面积累了一些经验。国产高压变频器在2004年3月昆钢二炼钢2号、3号转炉除尘系统改造、2004年12月昆钢三炼钢新建6号转炉、2007年昆钢三炼钢4号、5号转炉除尘系统改造等工程及2005年昆钢新建玉溪新兴钢铁和红河钢铁的转炉上都得到了应用,均取得很好的效果。

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