英威腾四拖三高压变频器在除尘风机上的应用

摘要：本文介绍了四拖三高压变频器在成都某钢铁公司转炉除尘风机上的应用；说明其具有良好的可靠性，节能效果、应用特点和优势。

关键词：除尘风机 高压变频器 四拖三

一、引言

  转炉除尘系统，在吹炼过程中，炉口会排出大量棕红色的烟气，烟气温度高、含有易燃气体和金属颗粒。因此传动设备的稳定性对鼓风机的正常运行起着至关重要的作用。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；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，可使电机切换运行，保证设备不停机。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。

二、除尘风机运行工艺

  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、高压变频器、烟囱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可靠运行，同时达到了节能减排的目的。

三、变频系统方案

1、电机负载及配套的高压变频器参数：

电机负载信息：

额定功率：3150kW；额定电流：218A；额定转速：993r/min

功率因数：0.88；额定电压：10kV；负载类型：除尘风机

变频器信息：

变频器型号：GD5000-A4000-10-L；额定功率：3150kW

额定电压：10kV；额定电流：231A；拖动方式：四拖三

2、一次回路方案

                                                 四拖三手动旁路系统图

  四拖三手动旁路柜是由QS11、QS12、QS21、QS22 和QS31、QS32共6把隔离刀闸组成。一般情况下1# 、2#和3#变频器分别对应拖动M1、M2和M3号电机，备用变频器在3台变频器检修或故障时可拖动M1、M2和M3号电机，但不能同时拖动。

1) QS11和QS12和QS31机械闭锁，不允许同时闭合；

2) QS21和QS22和QS32机械闭锁，不允许同时闭合；

3) QS12和QS22和QS32电气闭锁，也不允许同时闭合；

4) 6把隔离刀闸操作时变频器进线开QF1、QF2、 QF3和QF4必须处于断开，且接地刀闸闭合状态。

                                        应用现场照片

四、英威腾变频器方案特点

  该方案特点是每一台变频器都能够选择拖动三台电机中的一台，使用上更灵活一些；能够在其中一台变频故障时，用另外一台无故障且未运行的变频器（指定的某一台）来启动该电机，使任何状态下风机都是运行在变频状态，节能降耗。同时英威腾GD5000系列矢量型高性能变频器采用电压源型单元串联多电平高-高解决方案，直接10kV输入、10kV输出，接线简单、控制灵活。控制系统采用DSP+FPGA+ARM三核技术，内部自带单元旁路功能，单元故障时可选择自动/手动同级旁路，同时支持中性点漂移技术。利用高压变频器无级调速功能与DCS的自动协调控制除尘系统还具有以下优势：

1) 实现本地和远程DCS控制，就地控制是在变频器处通过变频器触摸屏进行操作或应急处理；远方控制是在控制室内进行，操作员通过DCS系统给定信号，调节变频器，改变电机转速，达到调节风量的目的。

2) 风机为24H连续工作模式，对变频调速系统可靠性要求高。变频器自带单元旁路功能及中性点便宜技术，可实现一个单元旁路后系统降额8%继续运行。

3)  风机为平方转矩负载，根据生产负荷变化情况，低转速运行时间越长，其耗电越低，从而在满足生产工艺的条件下实现节能降耗。

4) GD5000系列变频器具有优良的抗电网电压波动性能。网侧电压在+10%～-15%之间波动时可做到满载输出。同时具有AVR功能，能够根据母线电压的波动自动调整输出电压。网侧电压在短时间小于85%～65%额定值或大于110%～120%额定值时，高压变频器降额运行不停机，可保证除尘风机稳定运行，不至于影响生产和对环境造成污染。

5) 作为工艺循环中的关键负载，GD5000系列变频器具有功率单元工作情况（温度、直流母线电压、电流等）的实时监控功能，及时提供故障预判，保证设备可靠运行。

6) 高压变频器在20%负载以上效率高达96%，系统自身不会增加多余损耗。

7) 电机拖动风机实现软起动（起动电流从零到额定值平滑过渡、无冲击）和软制动。避免了风门调节过程中出现的剧烈喘振现象。

8) 减小了对电机和风机轴承以及风机叶片的机械冲击，可显著提高其使用寿命，降低维护使用成本。

五、结束语

  经过现场一段时间的设备运行，设备运行良好，设备运行频率在35Hz~45Hz左右，取得良好的节能效果，并且实现了四台变频器拖动三台电机三用一备运行。实现互为备用，彻底解决了因变频器故障引起生产停顿。用户对我公司方案还是很满意的。英威腾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。

参考文献：

【1】百度文库《高压变频器在除尘风机上的应用》

【2】深圳市英威腾电气股份有限公司  《GD5000系列高压变频调速系统产品说明书》