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科陆CL2700高压变频器在转炉除尘风机上的应用

--科陆CL2700高压变频器在转炉除尘风机上的应用

供稿:深圳市科陆变频器有限公司 2009/5/13 17:08:00

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  • 关键词: 电机 流量计 直流调速
  • 摘要:唐山某特种钢有限公司炼钢厂原有50t氧气顶吹转炉三座,转炉在吹炼过程中,炉口会排出大量棕红色的烟气,烟气温度高,且含有易燃气体和金属颗粒;按照我国1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》(GB16297一1996)的规定:对烟气必须进行冷却、净化处理后,由引风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收系统中备用。因此,每座转炉必须配置一套除尘系统:一共有四台除尘风机,采取三用一备的运行方式。风机电动机功率为1000kW,供电电压为10kV。由于转炉周期性间断吹氧,为满足节能和环保要求,要求风机在整个炼钢工作周期内变速运行:吹氧时高速运行,不吹氧时低速运行。最初设计采用风门挡板调节风量,电动机采用水电阻启动;经过一段时间的运行,发现采用风门挡板调节风量存在着非常大的局限性,鉴于存在上述众多问题,炼钢厂决定对三座转炉的除尘系统分别进行改造,采用深圳市科陆变频器有限公司生产的CL2700系列高压变频器通过电动机调速来调节转炉除尘风机的风量。

1、概  述
       唐山某特种钢有限公司炼钢厂原有50t氧气顶吹转炉三座,转炉在吹炼过程中,炉口会排出大量棕红色的烟气,烟气温度高,且含有易燃气体和金属颗粒;按照我国1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》(GB16297一1996)的规定:对烟气必须进行冷却、净化处理后,由引风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收系统中备用。因此,每座转炉必须配置一套除尘系统:一共有四台除尘风机,采取三用一备的运行方式。风机电动机功率为1000kW,供电电压为10kV。由于转炉周期性间断吹氧,为满足节能和环保要求,要求风机在整个炼钢工作周期内变速运行:吹氧时高速运行,不吹氧时低速运行。最初设计采用风门挡板调节风量,电动机采用水电阻启动;经过一段时间的运行,发现采用风门挡板调节风量存在着非常大的局限性,主要表现在:
           a) 风门挡板须人工调节,使用不便;通常不论工况如何,风门一直不变,造成巨大浪费;
           b) 风门挡板调节风量是把风量消耗在挡风板上,造成挡风板前后压差大,风门易磨损;
           c) 风机、电机全速运行,震动大、噪声大、损耗大,轴承磨损严重;
           d) 调节精度低、线性度差,响应速度慢;
           e) 电动机启动电流大,影响电网稳定。
      鉴于存在上述众多问题,炼钢厂决定对三座转炉的除尘系统分别进行改造,采用深圳市科陆变频器有限公司生产的CL2700系列高压变频器通过电动机调速来调节转炉除尘风机的风量。
 

2、电动机基本参数及变频器设置的参数
         
a)        拆除水阻启动柜,电动机中性点直接短接;
          b)        在控制室增加一台操作柜,可实现远程、本地控制以及电流、转速、频率的监视;
          c)        设立高速、低速两档速度控制;
          d)        当除尘风机运行时,功率单元故障只报警不停机。

                                    图1  系统与远程控制箱接口图、功能表


                   
     

 3、高压变频器技术要求及改造方案 
 3.1. 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安全;另外,调速系统工作的环境比较恶劣,转炉又是周期性间断吹氧,所以,为除尘风机配套的高压变频调速系统,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:
          a) 要求变频器具有高可靠性,长期运行无故障;
          b) 调速范围要大,效率要高;
          c) 具有逻辑控制能力,可以自动按照吹氧周期升降速;
          d) 有共振点跳转设置,能使电机避开共振点运行,保证风机不喘震。 
3.2. 经过多方调研、比较,最后决定采用深圳市科陆变频器公司生产的CL2700系列高压变频器,通过双方技术人员的合作,共同制定了1#转炉除尘风机的变频改造方案,改造方案如下:

3.3. 系统与远程控制箱接口图、功能表:

 

         

4、经济效益及附加值运行参数比较
             

        

 4.1. 减少电机启动时的电流冲击
       电机采用水电阻启动时的最大启动电流达到额定电流的2.5~4倍。经过变频改造后,观察变频器启动的负荷曲线,发现它启动时基本没有冲击,电流从零开始,仅是随着转速增加而上升,无论如何都不会超过额定电流的1.2倍。因此风机变频运行解决了电机启动时的大电流冲击问题,消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力,大大降低日常的维护保养费用。
 4.2. 延长设备使用寿命
      使用变频器可使电机转速变化沿风机的加减速特性曲线变化,没有应力负载作用于轴承上,延长了轴承的寿命。同时有关数据说明,机械寿命与转速的倒数成正比,降低风机转速可成倍地提高风机寿命,风机的使用维护费用自然就降低了。
4.3. 降低噪音
      风机采用变频器调速驱动,在降低风机转速运行的同时,噪音也大幅度地降低,同时克服了由于调整风门线性度不好,调节品质差,引起共振,造成风道强烈震动的缺陷,运行工况得到明显改善。
      由上述可知,采用变频调速的方式可提高电机的使用效率,综合利用能源,减小损耗,给企业带来可观的经济效益。
                   
5、结束语
       通过运行实践证明,深圳市科陆变频器有限公司生产的CL2700系列高压变频器是稳定可靠的,达到了预期的节能目的。随着科技的进步,国产变频器的技术已经非常成熟,已经逐步替代各种进口产品,特别是高压变频器,可靠性和性价比都比进口产品具有明显优势,为我国的节能降耗做出了突出的贡献。
                  


                   
     

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