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高压变频器在高炉除尘风机中的应用
xiao_xiao1 发表于 2009/10/26 9:29:43 709 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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通化钢铁集团有限责任公司是吉林省省属最大的国有工业企业和唯一的大型钢铁联合企业集团。随着世贸组织的加入和市场竞争的加剧，为提高产品市场占有率、竞争力，通化钢铁集团深化改革，加快一批项目建设，其中6#高炉为新建项目之一。6#高炉为750m3高炉，它在吸取了以前旧高炉经验的基础上，又在建设中采用了大量先进的生产工艺。高炉除尘风机的变频控制就是先进工艺的典型应用。以前旧高炉除尘风机为一般工频运行或液力偶合器控制。若电机采用工频运行，通过调节风门的出口挡板调节风量来满足生产工艺要求，大量电能白白浪费在阀门上;若采用液力偶合器调速，则存在以下缺点:
(1) 调速范围窄，转速不稳定;
(2) 电机的效率低，损耗大;
(3) 液力偶合器经常出现故障，不能满足连续生产的需要;
(4) 调节精度低，响应慢。
鉴于存在以上诸多问题，因此，通钢集团炼铁厂6#高炉除尘风机改用变频调速控制。
2 高压变频器技术要求
众所周知，高炉在生产过程中，产生大量的烟尘，污染环境，根据国家法规，需要除尘处理。除尘风机是除尘系统的关键设备，一旦除尘风机不能正常工作，不但耽误生产，影响产量，还有可能对现场值班人员人身安全造成威胁，因此，和除尘风机配套的高压变频器，要求具有极高的可靠性。对高压变频器的主要要求如下:
(1) 要求可靠性高;
(2) 要求有完善的数字控制功能;
(3) 技术指标要求高;
(4) 要求适应恶劣的使用环境;
(5) 要求标准的数字通信接口;
(6) 调速范围大，效率要高;
(7) 要求满足高炉生产工艺调速要求。
经过多方考察，比较性价比，决定选用山东新风光电子科技发展有限公司生产的JD-BP38型高压变频器，通过双方技术人员的合作，共同制定了6#高炉除尘风机的变频控制方案。
3 现场除尘风机设备简介
3.1 电机及风机参数
(1) 电机参数
型号 Y560-3-8
额定功率 800kW
额定电压 10kV
额定频率 50Hz
额定电流 59.5A
额定功率因数 0.82
额定转速 745r/min
(2) 风机参数
型号 Y4-73
额定流量 393797m3/h
额定转速 730r/min
轴功率 800kW
3.2 除尘风机工艺要求
高炉生产为周期性间断出铁,高炉在出铁时,产生大量棕红色烟尘,此时要求风机变频高速运行;在不出铁时,只需要很低的转速。利用变频器根据高炉实际需要对除尘风机进行变频调速控制,既保证和改善了工艺,又达到了节能降耗的目的。
通钢6#高炉一个出铁工艺高速时间约40min,每天出铁15炉。出铁时,变频器高速运行,高速定为45Hz(可调);不出铁时,变频器低速运行,低速定为20Hz(可调)。
4 高压变频器系统介绍
通钢集团有限公司炼铁厂最终选定山东新风光电子科技发展有限公司生产的风光牌JD-BP38-800F功率单元多电平串联高压大功率变频器,对6#高炉除尘风机进行调速控制。
4.1 风光牌JD-BP38-800F高压变频器主要性能指标
变频器功率 800kW
额定输出电流 69A
输入频率 50Hz±5Hz
额定输入电压 10kV
允许电压波动 ±20%
输入功率因数 ≥0.98
输出频率范围0~50Hz
输出电压范围0~10kV
变频器效率 ≥96%
过载能力 100%连续 160%连续1min 220%允许1.5s
4.2 JD-BP38-800F高压变频器主要技术性能
(1) 高—高电压源型变频器，直接10kV输入，直接10kV输出，无须任何输出变压器或滤波器，适配于普通高压电动机，对电机、电缆绝缘无损害。
(2) 输入功率因数高，电流谐波小，无须功率因数补偿、谐波抑制装置。
(3) 单元电路模块化设计，维护简单，互换性好。
(4) 输出阶梯正弦PWM波形。
(5) 高压主回路与控制器之间为光纤连接，强弱电隔离，安全可靠。
(6) 完善的故障检测，精确的故障保护及准确的定位显示和报警。
(7) 内置PLC，易于改变控制逻辑关系，可灵活选择现场控制/远程控制，适应现场多变需求。
(8) 采用载波移相控制技术，大大抑制了输出电压的谐波成分，保证输出波形是完美正弦波。
(9) 控制电源与高压电相互独立，无高压时可以检测变频器输出，便于现场调试以及培训操作人员，便于维护。
(10) 采用准优化SPWM调制技术，电压利用率高。
(11) 功率单元经24h高温老化、150％负载试验，可靠性高。
(12) 中文Windows 操作界面，彩色液晶触摸屏操作。用户操作监控系统界面十分友好和完善，系统包括上位机(商用PC机)、下位机(工控机)、单片机。其中单片机给用户提供一个4位LED数码显示屏和一个12键的小键盘操作平台，可对变频器进行全部操作，包括参数设置和各种运行指令。工控机用触摸屏和通用键盘给用户提供操作平台，其功能更齐全，包括参数设定、功能设定、运行操作、运行数据打印、故障查询等等。上位机(商用PC机)放在总控室，可对多台变频器进行遥测、遥控。若只有一台变频器，上位机可省，或