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        高压大功率变频器在转炉生产中的应用

        作者:本站    来源:原创    时间:2016-08-29     浏览量:7616

          一、背景情况
          转炉吹炼过程中,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,对烟气必须冷却、净化,由引风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收系统中备用。每个转炉都配有一套除尘系统,除尘系统采用二级文氏管烟尘净化方式,烟道直径Φ1.8m,烟气输送管线620mm,风机型号D900,电机功率630KW/6KV。由于转炉周期性间断吹氧,为满足节能和环保要求,要求风机在整个炼钢工作周期内变速运行,吹氧时高速运行,不吹氧时低速运行。原来采用液力耦合器调速,高速2700r/min(设计2900r/min),低速800r/min。由于液力耦合器技术的局限性,使得:
          1. 调速范围在30%~90%之间,转速不稳定;而且,低速800r/min仍然偏高,造成能源浪费,高速运行时,液力耦合器有时丢转,转炉炉口冒烟;
          2. 经过多年的使用,液力耦合器已严重老化,需经常更换轴承,造成转炉停产,不能满足连续生产的需要。
          3. 电动机的效率低,损耗大,尤其低速运行时,效率极低;
          4. 调节精度低、线性度差,响应慢;
          5. 启动电流比较大,影响电网稳定;
          6. 液力耦合器故障时,无法切换至工频旁路运行,必须?;煨?;
          7. 漏油严重,对环境污染大;
          鉴于液力耦合器存在上述众多问题,对其进行改造已成当务之急。
          为了提高风机的运行效率,解决使用液力耦合器带来的众多问题,炼钢厂决定进行变频改造。
          二、变频器改造方案
          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,可使电机切换到工频运行。
          3. 调速范围要大,效率要高。
          4. 具有逻辑控制能力,可以自动按照吹氧周期升降速。
          5. 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。
          经过多方调研、比较,制定了1号转炉除尘风机的变频改造方案,改造方案如下:
          1、设备配置
          KM:变频器供电的高压真空断路器
          KG1、KG2、KG3: 真空接触器
          BPQ:CSHF-800/06变频器
          DJ: 630KW/6KV异步电动机。
          KM为原有高压开关,KG1、KG2、KG3。
          风机高速运行时,如果变频器出现严重故障,应将电机自动切换到工频电网运行,当前吹炼周期结束后,自动断开KG3,检修变频器,变频器检修完毕后,通过复位按钮,自动返回原变频调速状态。如果在低速运行,则立即断开KG3,开始检修。这样,在变频器出现严重故障时,系统能够自动转入工频电网中,负载不用?;?,满足现场不能?;囊?。
          2、电机及风机参数
          电机参数:            风机参数:
          型 号:               型号:D900-13-2
          额定功率:630KW         进气容积流量:900m3/min(混合煤气)
          额定电压: 6KV          压力增加值: 2600mmH2O
          额定频率: 50Hz         进气温度: 35℃
          额定电流:64A          主轴转速: 2975rpm
          额定功率因数:0.89        轴功率: 540kw
          额定效率: 92.5%
          额定转速: 2970rpm
          3、除尘风机工艺要求
          1)吹炼工艺周期
          A到B为兑铁加废钢时间。
          B到C为风机升速时间,可以调节。
          C到D为吹氧时间。
          D点风机开始减速。
          D到E为倒炉测温取样时间。
          E到F为出钢时间。
          F到G为溅渣时间。
          整个吹炼工艺周期约23分钟,其中高速时间(C到D)13分钟。高速定为45Hz,可以调节;低速定为5Hz,可以调节。
          2)变频器和现场接口
          在B点,由现场提供一对闭合节点(氮氧转换点),变频器从低速向高速启动。在C点,变频器到达高速后,给现场提供一对闭合节点(高速状态节点),以便现场操作工进行下氧枪工作。在D点,现场向变频器提供另一对闭合节点(风机减速点),变频器开始降速,降速时间不作具体要求,但在减速过程中如果需要提速,变频器应能满足提速要求。
          风机转速、氮氧切换节点、氧枪位置节点三者满足如下关系:
          现场提供给变频器的两对节点(氮氧转换点、风机减速点)及变频器提供给现场的高速状态节点均为无源节点,具有5A/30VDC或0.8A/230VAC的容量。
          3)变频器技术指标
          输入电压           三相交流有效值 6.3KV±10%
          输入频率           50±5Hz
          输出电压           三相正弦波电压0-6KV
          输出频率           0-50Hz
          频率分辨率          0.01HZ
          加速时间           可按工艺要求设定
          减速时问           可按工艺要求设定
          频率设定方式         高低两级速度,可在0-50Hz范围内调整
          故障诊断及检测        自动检测,自动定位
          网侧功率因数         0.95(高速时)
          过载?;?          120%l分种(每10分钟)、150%立即?;?br />   防护等级           IP20
          环境温度           0-40℃
          环境湿度           90%,无凝结
          海拔高度           1000米以下
          三、设备运行情况
          2006年底定购了我公司一台高压变频器,型号为CSHF-800/06,2007年1月16日变频器正式投入使用。
          1、 同原来使用液力耦合器比较,湖南中科电气有限公司生产的高压变频器有以下优点:
          运行稳定,安全可靠。原来使用液力耦合器须经常更换轴承,每次需停炉半天左右,带来的巨大的经济损失。湖南中科电气有限公司生产的变频器具有免维护的特点,只需定期更换柜门上的通风滤网,不用?;?,保证了生产的连续性。
          2、节能效果显著,大大降低了吨钢电耗。
          3、电动机实现了真正的软启动、软停运,变频器提供给电机的无谐波干扰的正弦波电流,降低了电机的故障次数。同时,变频器设置共振点跳转频率,避免了风机长期在共振点运行,使风机工作平稳,风机轴承磨损减少,延长了电机、风机的使用寿命和维修周期,提高了风机的利用率。
          4、变频器自身?;すδ芡晟?,同原来继电?;け冉?,?;すδ芨?,更灵敏,大大加强了对电机的?;?。在变频器调试期间,变频器自动?;?,报电机过流。经检查发现电动机有一相线鼻子发生断裂,电机缺相运行,造成过流。我们及时进行了检修,避免了事故的扩大化。
          5、变频器同现场信号无缝接口,满足生产的需要。变频器内置PLC,现场信号接入灵活。转炉为变频器提供一对高速、低速节点,变频器按照节点的状态自动高速、低速往复运行;将以前仪表柜中的转炉的烟气流量、烟气温度信号接入变频器,把仪表柜拆除,大大节约了场地。变频器自带转速测定,原来同电机相连的测速器也被取消,由变频器为现场直接提供电机转速指示,
          6、适应电网电压波动能力强。
          7、同液力耦合器比较,在加速期间大大减小了噪声,削弱了噪声污染。由于不用定期拆换轴承,减少了机油对环境的污染,使风机房的现场环境有了极大改善。
          四、结束语
          从几个月的运行情况来看,湖南中科电气有限公司生产的CSHF-800/06高压大功率变频器性能好,可靠性高,节能效果明显,满足连续生产对调速系统的要求。
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