1 引言
2006年,我國鋼產(chǎn)量繼續(xù)穩(wěn)居世界第一,然而也同時并存的是鋼鐵行業(yè)的高能耗,根據(jù)有關(guān)資料顯示,我國鋼鐵工業(yè)在全國能耗總量中的份額高達近15%,與電力、化工行業(yè)一起,位列工業(yè)能耗數(shù)量前三甲,這對于高速發(fā)展的中國鋼鐵行業(yè)無疑是不得不說的痛。顯然,淘汰高耗能的落后工藝設(shè)備,通過一系列的先進節(jié)能措施進行節(jié)能改造,采用先進的能源管理措施無疑是鋼鐵行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
廣耀鋼鐵有限公司是一家專業(yè)從事生鐵冶煉、鑄造、礦粉燒結(jié)、鐵精粉洗選等產(chǎn)品的生產(chǎn)的一家現(xiàn)代化企業(yè)。由于公司快速發(fā)展的需要,公司新上了一個煉鋼項目,為了提高產(chǎn)品競爭能力,降低能耗,公司對煉鋼廠轉(zhuǎn)爐的除塵風(fēng)機驅(qū)動引進了最新的高壓變頻節(jié)能技術(shù),經(jīng)過廣耀鋼鐵有限公司的工程技術(shù)人員的考察和詳細的分析,選用了深圳微能科技有限公司生產(chǎn)的win-hv系列高壓變頻器來對除塵風(fēng)機進行節(jié)能改造。
每個轉(zhuǎn)爐設(shè)有一個兌鋼口和一個出鋼口,轉(zhuǎn)爐兌鋼或出鋼時,高溫的鋼水會同空氣發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量的煙氣。一方面對現(xiàn)場操作的工人健康不利,另一方面也對環(huán)境造成了巨大的污染。為改善現(xiàn)場環(huán)境,降低污染,需要對鋼爐的兌鋼、出鋼進行除塵改造。廣耀轉(zhuǎn)爐大致工藝為煉一桶鋼的周期大約為100min,大致分為進料、吹煉、出料,時間大約分別為20min、60min、20min,由氧槍自動控制,也可以由操作工人根據(jù)氧槍的位置進行手動控制。
根據(jù)工藝要求,除塵風(fēng)機需要二種風(fēng)量來適應(yīng)轉(zhuǎn)爐兌出鋼工藝要求,為此將除塵風(fēng)機分為兩段速控制——-高速和低速,進料和出料為低速,吹煉為高速,而且系統(tǒng)要求高壓變頻器加速時間必須足夠短,加速時間長會影響效率和除塵效果。因此,低速到高速的時間必須控制在40s之內(nèi),才不至于影響除塵效果。
2 方案設(shè)計
根據(jù)現(xiàn)場情況和可具備的各種條件,決定采取以下改造方案。
2.1簡化控制邏輯
在現(xiàn)場直接根據(jù)出鋼口、兌鋼口的開關(guān)狀態(tài)來控制變頻器的轉(zhuǎn)速,變頻器預(yù)設(shè)2個速度點,根據(jù)現(xiàn)場所需風(fēng)量不同自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。采用微能高壓變頻器內(nèi)置的plc可編程的高級功能,在變頻器自帶的中文人機界面上實現(xiàn)時間和速度的給定,根據(jù)工藝要求,各階段所需風(fēng)量如表1所示。
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2.2電氣系統(tǒng)圖
電氣系統(tǒng)圖如附圖所示。
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附圖 電氣系統(tǒng)圖[/align]
2.3應(yīng)用高壓變頻器的效果
(1)延長電機和風(fēng)機的使用壽命。除塵風(fēng)機均為離心式風(fēng)機,啟動時間長,啟動電流大(約6~8倍額定電流),對電機和風(fēng)機的機械沖擊力很大,嚴重影響其使用壽命。而采用變頻調(diào)速后,可以實現(xiàn)軟起動和軟制動,對電機幾乎不產(chǎn)生沖擊,可大大延長機械的使用壽命。
(2)減少機械閥門和風(fēng)機葉輪的磨損。安裝變頻調(diào)速裝置后,風(fēng)機經(jīng)常工作在比原來定速時低150r/min的轉(zhuǎn)速下運行,因此,大大減少了風(fēng)機葉輪的磨損,減少了風(fēng)機振動。延長風(fēng)機的大修周期,節(jié)省檢修費用和檢修時間。
(3)便于實現(xiàn)除塵控制系統(tǒng)自動化。除塵系統(tǒng)的的風(fēng)量經(jīng)常需要根據(jù)工藝的要求變化,在過去用擋板調(diào)節(jié)時,存在執(zhí)行機構(gòu)的開度與流量的關(guān)系曲線的線性化問題。往往由于執(zhí)行機構(gòu)的磨損量過大,閥門特性發(fā)生變化,出現(xiàn)非線性問題,致使調(diào)節(jié)過程產(chǎn)生誤差,自動控制系統(tǒng)無法正常工作。而變頻調(diào)速始終保持在線性化、高精度(0.1~0.01hz)的范圍內(nèi)工作,為實現(xiàn)除塵系統(tǒng)的自動化創(chuàng)造了優(yōu)越條件。
(4)改善了工藝。投入變頻器后除塵風(fēng)機可以非常平滑穩(wěn)定的調(diào)節(jié)風(fēng)量,運行人員可以自如的調(diào)控,除塵風(fēng)機運行參數(shù)得到了改善,提高了效率。
3 微能公司高壓大功率變頻器具有獨特的優(yōu)勢
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[/b] (1)輸入、輸出諧波含量低,符合并優(yōu)于ieee519~1992及gb/t14519~93標準對電壓失真和電流失真最嚴格的要求,輸入功率因數(shù)高,在調(diào)速范圍內(nèi)可達到0.97,噪音低,發(fā)熱低,不會引起電機轉(zhuǎn)矩脈動,可直接驅(qū)動普通電機,無須濾波器和功率因數(shù)補償;輸入電壓相對諧波含量為2.12%,網(wǎng)側(cè)電流畸變含量僅為1.90%,額定輸出時輸出電壓相對諧波含量為2.56%,輸出電流畸變含量只有3.44%,這些參數(shù)值遠優(yōu)于其他同類產(chǎn)品水平。
(2)win-h(huán)v系列變頻器是電壓源型變頻器,且擁有大量的電容,對電網(wǎng)變化的承受能力強,電壓變化可承受范圍為+15%~-20%。
(3)微能高壓變頻器采用特殊的風(fēng)道設(shè)計,在變頻器工作狀態(tài)下,隨時可進行日常維護,大大提高維護的方便性。
(4)微能高壓變頻器變頻效率為98.5%,系統(tǒng)效率高于96%,且在整個調(diào)速范圍內(nèi)均保持不變,而早期的高-低-高變頻器,因輸入、輸出均有變壓器,存在著系統(tǒng)效率低,噪音高,發(fā)熱厲害,且速度降下來時,效率也隨之降低的問題。
(5)微能≥2500kw的大功率變頻器采用深圳微能科技有限公司獨有的空氣密閉循環(huán)水冷技術(shù),散熱好,又可省略掉機器向戶外排風(fēng)的風(fēng)道,既節(jié)約成本,維護又簡單方便。
(6)微能高壓變頻器采用了獨特的結(jié)構(gòu)型式,其主控制柜位于整機低電位端,免除強電場及磁場干擾,大大提高了設(shè)備的工作穩(wěn)定性,且在正常工作時可隨時打開側(cè)面柜門觀察系統(tǒng)工作情況,使用者感到十分方便。
(7)微能避各家設(shè)計之短,沒有使用國外的小功率厚膜電路作為驅(qū)動,而是采用完全自主設(shè)計的驅(qū)動電路,使機器工作得更穩(wěn)定;加之低電感的母線結(jié)構(gòu),使微能即使在大功率高壓變頻器也可做到得順心應(yīng)手。
4 實際應(yīng)用效果
微能高壓變頻器自進入現(xiàn)場安裝,2臺設(shè)備均一次調(diào)試成功。自運行以來,從未出現(xiàn)任何故障,其可靠性得到了廣耀公司的一致認可和稱贊。
其電機和變頻器的具體參數(shù)如表2所示。
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經(jīng)過鋼廠的工程技術(shù)人員評估,微能高壓變頻器可以為該廠帶來每年40萬元以上節(jié)能經(jīng)濟效益。
5 結(jié)束語
深圳微能科技有限公司從開始進入高壓變頻器領(lǐng)域,至今已有3個年頭了,目前月近十臺的應(yīng)用業(yè)績,受到了國內(nèi)外越來越多企業(yè)的關(guān)注。在冶金行業(yè)迫切需要最新節(jié)能技術(shù)的今天,微能公司以實際案例的應(yīng)用表明微能高壓變頻器無疑是冶金鋼鐵行業(yè)高壓電機調(diào)速節(jié)能的最佳選擇。
作者簡介
鐘文琪 (1978-) 畢業(yè)后一直從事變頻技術(shù)應(yīng)用相關(guān)工作,現(xiàn)就職于深圳市微能科技有限公司。
參考文獻
[1] win-hv 使用說明書