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　　摘 要：本文綜述了高壓變頻器在煉鐵廠部分風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用情況，對改造過程、改造前后的耗電及設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行了對比后，最終交流變頻調(diào)速器，以其適用性強(qiáng)、可靠性高、操作方便、減少噪聲、保護(hù)設(shè)備等優(yōu)勢，受到用戶的好評。

　　關(guān)鍵字：風(fēng)機(jī)、變頻、風(fēng)道、可靠性、減少噪聲、保護(hù)設(shè)備

濰鋼煉鐵廠風(fēng)機(jī)變頻器運(yùn)行現(xiàn)場

　　一、前言

　　濰鋼集團(tuán)公司煉鐵廠現(xiàn)有4座高爐2條燒結(jié)生產(chǎn)線，高爐冶煉既連續(xù)不間斷作業(yè)，同時(shí)又是用電耗能大戶。隨著國家節(jié)能減排政策的出臺，企業(yè)節(jié)能改造勢在必行。高壓交流變頻調(diào)速技術(shù)是上世紀(jì)90年代迅速發(fā)展起來的一種新型電力傳動調(diào)速技術(shù)。2008年1月我廠采用北京合康億盛公司產(chǎn)的10kV和6kV變頻器用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速，其技術(shù)和性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過以前采用的調(diào)速方式（如串級調(diào)速、液力耦合器調(diào)速、轉(zhuǎn)子水阻調(diào)速等）。我公司選用的合康高壓變頻器在煉鐵廠4號高爐熱風(fēng)爐1#助燃風(fēng)機(jī)、爐前除塵風(fēng)機(jī)、原料除塵風(fēng)機(jī)、1#2#噴煤收塵風(fēng)機(jī)、1#燒結(jié)機(jī)尾除塵風(fēng)機(jī)共6臺設(shè)備進(jìn)行第一期節(jié)能改造，并在5月份陸續(xù)安裝調(diào)試完成，穩(wěn)定運(yùn)行至今。使我公司成為國產(chǎn)高壓變頻器的品牌基地。

　　二、工況簡述

　　我公司4#高爐熱風(fēng)爐是為1300m3高爐配套的內(nèi)頂燃式熱風(fēng)爐，格子磚為蓄熱載體，以燃燒高爐煤氣為主，燃燒制度為兩燒一送，拱頂?shù)臏囟瓤蛇_(dá)到1300℃，煙道溫度在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到300℃，為高爐送風(fēng)的溫度為1100℃左右。助燃風(fēng)機(jī)的作用是抽取大氣中的空氣，引入熱風(fēng)爐中為其助燃。風(fēng)機(jī)型號為9-28-14D,全壓40800-12000Pa，電機(jī)型號YKK450-4 10kV 400kW ,燒爐需用風(fēng)量10萬m3/h 風(fēng)壓：4kPa 換爐時(shí)6kPa，風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)閥開度在30%，改造前通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)閥開度和放散閥開度滿足工藝要求，在調(diào)整過程中容易產(chǎn)生喘震現(xiàn)象，對設(shè)備危害性大，并且風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪音大，電機(jī)低負(fù)載率功率因數(shù)低耗能大。

　　高爐出鐵時(shí)會有大量的黃煙，并伴有廢氣和灰塵，4#高爐是1300m3，每天出11爐鐵水，每次大約50分鐘，間隔30分鐘，通過爐前除塵風(fēng)機(jī)引出由布袋除塵進(jìn)行處理。改造前通過調(diào)整液力耦合器轉(zhuǎn)速控制布袋除塵箱體壓差調(diào)整除塵效果，出鐵時(shí)高轉(zhuǎn)速，不出鐵時(shí)低轉(zhuǎn)速。為了保護(hù)電機(jī)設(shè)備，進(jìn)風(fēng)閥開度50%，設(shè)備利用率大大降低。

　　為高爐生產(chǎn)所供的原料，進(jìn)爐前需篩分，4#高爐供料系統(tǒng)大小料倉18個，因篩分產(chǎn)生的揚(yáng)塵點(diǎn)近百個。原料除塵風(fēng)機(jī)的作用是把上料過程中產(chǎn)生的灰塵集中收集處理。改造前電機(jī)電流大溫度高風(fēng)機(jī)進(jìn)口閥開度只能在50%，限制了除塵效果。

　　我廠4#高爐年產(chǎn)百萬噸以上，為節(jié)能減排，2008年5月首先對熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)、爐前和原料除塵風(fēng)機(jī)所配置的10kV400kW、10kV1120kW、10kV1000kW電機(jī)進(jìn)行變頻改造，目前運(yùn)行情況良好，而且調(diào)節(jié)簡單、省時(shí)省力，耗電量比改造前明顯減少。

　　三、變頻前后耗電情況對比

　　我廠于2008年5月起開始將高壓變頻器應(yīng)用在4號高爐1#助燃風(fēng)機(jī)、爐前除塵風(fēng)機(jī)、原料除塵風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造，目前高壓變頻運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，平均節(jié)電率達(dá)到30%以上，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。表1是我廠安裝高壓變頻前后數(shù)據(jù)對比。（注：其它3臺的數(shù)據(jù)還在檢測中）

　　表1淮鋼集團(tuán)煉鐵廠安裝高壓變頻前后數(shù)據(jù)對比

　　四、可靠性

　　經(jīng)過對4號高爐爐前除塵原系統(tǒng)進(jìn)行分析，對原系統(tǒng)的風(fēng)壓、風(fēng)量控制由原來的液力耦合器調(diào)節(jié)改為變頻器調(diào)節(jié)，由變頻器對電機(jī)本身進(jìn)行調(diào)速，最后達(dá)到工況要求值。液力耦合器本身能耗達(dá)10%左右，而且需要油泵及冷卻水來輔助運(yùn)行，故障率較高，維護(hù)成本高，特別是在夏季因耦合器產(chǎn)生熱量較大，需加入四組冷油器，用循環(huán)水強(qiáng)降溫，水消耗量大，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。原料除塵系統(tǒng)沒有液力耦合器，只有進(jìn)風(fēng)閥。直接由變頻器對電機(jī)本身進(jìn)行調(diào)速。變頻器設(shè)備接入用戶側(cè)高壓開關(guān)和擬改造電機(jī)之間，變頻器控制分為遠(yuǎn)程和就地操作。為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，變頻器同時(shí)加裝工頻旁路裝置，可在變頻回路故障時(shí)將電機(jī)切換至工頻狀態(tài)下運(yùn)行，且切換方式為手動切換。電機(jī)、高壓斷路保留了用戶原有設(shè)備。我們保留了原操作系統(tǒng)，變頻器故障時(shí)，電機(jī)手動切換到工頻運(yùn)行后，操作工按照改造前的操作達(dá)到工況要求。變頻器及其工頻旁路開關(guān)由變頻器整體配套提供。改造后操作簡單，避免了因操作失誤引發(fā)的事故。進(jìn)風(fēng)閥全開，減少風(fēng)道的振動，通過變頻調(diào)速后啟動制動平穩(wěn)，沒有大電流的波動，不對設(shè)備產(chǎn)生沖擊，延長使用壽命，降低了故障率。

爐前出鐵場除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場

　　針對4高爐助燃風(fēng)機(jī)特殊工藝要求：3座熱風(fēng)爐兩燒一送，約2小時(shí)換爐一次，換爐操作時(shí)間約10分鐘，這期間需要頻繁開關(guān)多個閥門，重要的是控制好風(fēng)壓、風(fēng)量。所以改造過程中現(xiàn)場操作箱除保留緊急停機(jī)按鈕和必要的信號指示外，其余頻率給定、電流顯示、故障指示接入上位機(jī)通過PLC控制，提高了可靠性。進(jìn)風(fēng)閥全開，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速滿足工藝要求，喘震現(xiàn)象完全消除，噪音降低改善了周圍環(huán)境。

4號高爐助燃風(fēng)機(jī)現(xiàn)場

　　五、改造過程簡述

　　為了鋪設(shè)電纜方便，根據(jù)我廠現(xiàn)場環(huán)境的實(shí)際情況，我們把助燃風(fēng)機(jī)變頻柜安置在4#高爐10kV開關(guān)站，在原料和出鐵場除塵高配室附近新建一變頻器專用房來安放出鐵場除塵變頻柜和原料除塵變頻柜。機(jī)旁操作箱就安置在電機(jī)平臺下面，非常方便。為減小安裝成本，動力電纜保留了原高壓柜至電機(jī)的電纜，將電纜原接線由高壓柜牽至變頻器，再重新由高壓柜到變頻器敷設(shè)一根動力電纜，由于變頻器房與高壓室間隔一段距離，從變頻器到電機(jī)電纜需作一中間接頭。其余控制聯(lián)鎖信號電纜新放，這樣施工過程獨(dú)立，減少對接時(shí)間，工作量不大。

原料除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場

　　由于現(xiàn)場灰塵較大，而變頻器為強(qiáng)迫風(fēng)冷，設(shè)備內(nèi)空氣流通量較大，為保障變頻器盡量少受外界灰塵的影響，在房間通風(fēng)設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)了大面積專用進(jìn)風(fēng)窗。通風(fēng)窗采用專用過濾棉濾網(wǎng)，這樣使進(jìn)入變頻器室內(nèi)的空氣經(jīng)過通風(fēng)窗濾灰，進(jìn)入變頻器室內(nèi)的灰塵大大減少。由于使用的變頻器功率較大，為保證足夠的通風(fēng)冷卻效果，在變壓器柜頂和功率柜頂分別獨(dú)立安裝了一整體風(fēng)罩，與各自的出風(fēng)口連成整體，保證變頻器整體冷卻通風(fēng)要求，即使在夏季高溫季節(jié)也不需開空調(diào)進(jìn)行降溫。

專門制作的風(fēng)道

　　六、變頻改造總結(jié)

　　根據(jù)我廠對部分風(fēng)機(jī)的高壓變頻器的安裝及使用情況，總結(jié)變頻器改造有以下優(yōu)點(diǎn)。

　　1、安裝簡單，即將原高壓開關(guān)柜與電動機(jī)之間插入安裝變頻器，對原有接線改動不大。

　　2、操作使用方便，變頻器操作只有簡單的開機(jī)、停機(jī)和頻率調(diào)整。

　　3、能進(jìn)行無級調(diào)速，調(diào)速范圍廣，且調(diào)速精度高，適用性強(qiáng)。

　　4、保護(hù)功能完善，故障率低，排風(fēng)機(jī)啟動平穩(wěn)，啟動電流小，可靠性高。

　　5、電動機(jī)不需長期高速運(yùn)行，工作電流大幅度下降，解決了電機(jī)溫升高的問題，節(jié)電效果顯著。

　　6、由于變頻器取代了液耦調(diào)速，消除了機(jī)械及液壓高故障率的缺陷，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用降低。

　　7、電動機(jī)運(yùn)行振動及噪聲明顯下降，軸承溫度也有很大的下降。

　　交流變頻調(diào)速器，以適用性強(qiáng)、可靠性高、操作使用方便等性能，受到用戶的歡迎。它應(yīng)用在調(diào)速、節(jié)電、軟啟動方面，對企業(yè)有很大的實(shí)用價(jià)值。合康公司高壓變頻器對我廠部分風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行了成功的改造，節(jié)能效果明顯，提高了整個系統(tǒng)的工藝性能，得到車間的好評，我們二期、三期的高壓變頻器改造正在計(jì)劃中。