浅谈转炉二次除尘风机高压变频器节能应用

浅谈转炉二次除尘风机高压变频器节能应用

彭建宇

九江萍钢钢铁有限公司江西九江332500

摘要：本文结合转炉的生产工艺，综述了高压变频器的性能特点及系统原理，同时详细说明了整体方案，并经现场投入前后使用情况总结对比，肯定介绍了变频器的节电效果及优点。

关键词：高压变频器；节能降耗

1引言

转炉冶炼除尘分一次、二次除尘，二次除尘系统主要用于当转炉冶炼兑铁时炉外除尘时，由于兑铁过程中入炉铁水会同空气发生剧烈的化学反应会产生大量的烟气，这些烟气一方面对现场操作的工人的健康很不利，另一方面也对环境造成了巨大的污染，这些烟气主要产生在转炉的炉口和兑铁罐的上方。，因此当冶炼时烟气往外喷的较远，原先设计在转炉两侧的吸风罩吸收的烟气量非常有限，且效果不明显，造成大量的烟气直接上升到了屋顶，并从屋顶往外蔓延，严重影响环境。由于我公司原先设计的原先的除尘器是通过液力耦合器来调节速度的，节能效果不是很明显。所以需对60吨区域转炉系统的除尘系统进行改造，利用高压变频器控制电机转速取替液力耦合器调速功能，同时根据转炉冶炼生产状态控制转炉除尘风机及自动调速控制，并达到节能的环保除尘效果。

由于我公司有2座60吨转炉，改造方案中这2座转炉共用一套二次除尘系统，因此对变频器要求能够在多个频率范围内连续调速，从而满足生产的要求。

2转炉除尘风机及主电机参数介绍

2.1.二次除尘风机设计风量：690000m3／h；

2.2除尘风机主电机的技术参数如下：

电机型号：YKS710-6W

额定功率：2000KW

额定电压：10000V

额定电流：169A

功率因数：0.95

3高压变频调速系统改造方案：

3.1变频器采用HINV-10/2500B高压变频器，该变频器具有下述特点：

1）、10kV变频器采用36脉冲的输入整流，确保不对电网产生污染。输入功率因数高，无须配置功率因素补偿器。变频器的总谐波满足IEEE-519标准和GB/T14549/93《电能质量、公用电网谐波》有的关规定。

2）、HINV高压变频器的效率：在额定的负载情况下变频器输入侧基波功率因数不低于0.96，变频器整体效率在95%以上；在负荷86-100%范围内，变频器整体效率在97%以上。

3）、HINV高压变频器内部采用PLC控制，易于使用，便于控制功能扩展；

当10kV母线电压在额定电压+10%～-20%范围内波动时变频器可以长期满载输出；当6kV母线电压下降至额定电压的65%以上时变频器可连续降额运行。电网电压下降到额定电压的65%以下，变频器转入输出电流保护，在不过载、过流的情况下仍然连续运行。

4）、HINV高压变频器控制电源使用交流380V电源，并且变频器由自身的变压器二次侧提供备份控制电源，另外还配备有UPS电源，充分保证了在控制电源发生故障时，变频器仍可以继续运行，同时提供报警信号。

5）、如果发生控制变频器输出频率的模拟信号掉线或短路时，HINV高压变频器保持原有输出频率不变（保位运行），同时提供报警信号。

6）、HINV高压变频装置有完善的保护功能，用以保护变频器和防止关键元件及电机的损坏。例如：输出过电流，门极驱动故障，变频器过载，单元直流过电压，变压器过热，主电源失电，通风故障，控制电源失电，单元过热，单元直流欠压故障等保护功能。变频装置具有功率单元旁通功能，可使功率单元自动旁路退出系统；旁路柜系统还可进行工频旁路。旁路柜系统隔离开关之间和变频装置电源开关之间装设机械闭锁装置。变频装置两侧的隔离开关在拉开的时候自动接地。

7）、HINV高压变频器对故障按轻重缓急分级处理，智能选择报警、降额运行、紧急停机等。125%额定电流，1分钟；150%额定电流，立即保护，按反时限特性。

8）、HINV高压变频器对输出电缆的长度没有限制，电机不受变频器共模电压及dv/dt应力的影。

9）、HINV系列高压变频器采用中文操作界面，任何运行数据都可以通过人机对话界面监视到。可以显示变频器输出频率、电流、电压、功率、运行状态、报警及故障信息。可进行就地人工启动、停止变频器，可以调整转速、频率；功能设定、参数设定。

3.2系统结构特点：

1）、该改造除尘系统采用变压器柜、功率单元柜和主控制器柜三部分，三个部分整体布置，旁路柜为可选件，若选用旁路柜，旁路柜可与变频器整体安装也可分开安装，变频器操作可在变频器的操作屏及后台计算机两个地方控制，通过变频器操作屏上的就地/远程开关来进行切换，同时在两个地方都能在设备出现故障时进行急停操作，保护设备的安全。变频器不同频率范围的调节通过两座转炉冶炼时在转炉的状态信号，通过PLC间以太网连接，给变频器的接收模块一个模拟量频率设定信号，使变频器自动将变频器调节到所需的频率，从而实现了风机节能的目的。

（2）根据现场的除尘效果，经过一个多月的跟踪分析，当变频与工频运行比较如下：

（3）节能效果分析：若以年运行时间8640小时（约360天）、电价0.6元/度计算，除尘风机上高压变频器后较工频运行，每年可节约电量万度，每年节约电费为165万元。

（5）同时还产生了其他效果：

1）限制启动电流，减少启动的峰值功率损耗；

2）改善电网功率因数，变频器可使系统的功率因数保持在0.95%以上；

3）消除了电机因启动、停止对机械的冲击，延长使用寿命，减少维修；

4）可使电动机与风机直接相连接，减少传动环节的费用；

5）电机和风机运转速度下降及甩除液力耦合器，润滑条件改善，传动装置的故障下降；

4结束语

综合看来，高压变频调速系统的投入，对提高电能的使用效率，降低生产成本，保证除尘风机的安全运行以及生产工作自动化程度的提高有着积极、重要的作用。

参考文献：

[1]曹辉，章小敏.炼钢除尘风机系统的节能技术应用[J].江西冶金，2017，37（05）：29-31.

[2]顾恒庆.炼钢转炉二次除尘系统风机形式比较[J].流体机械，2010，38（09）：59-61+39.

[3]朱俊，童建明.转炉二次除尘设备改造[J].武钢技术，2008（03）：49-53.