高壓變頻器在除塵系統的改造

左嵐

摘要：高壓變頻器實現了對除塵風機的無極調速，滿足了生產工藝過程對電機調速控制的要求，達到高產量和高質量的目的，可以大幅度的節約能源，降低成本。

1.引言

在高爐出鐵的過程中，出鐵場會產生大量的灰塵，煙氣以及一些有害物質，除塵系統將這些有害物質進行處理。根據煉鐵工藝，高爐每天平均出鐵12爐，在出完鐵20---30分鐘后，出鐵場基本沒有灰塵，煙氣。安鋼煉鐵廠1號高爐除塵風機采用160KW電機拖動，除塵風機在生產過程中處于工頻狀態運行，風機啟動后電機按額定轉速運行，通過調節風門擋板的開度來調節風量，以滿足生產工藝要求。除塵風機的使用率大約70%左右，對于電量的需求非常的大，造成了很大的浪費；另外，風機在啟動的過程中會造成巨大的振動，電機啟動電流可能達到額定電流的3-7倍，對于電網會造成非常大的沖擊。所以對出鐵場除塵風機進行高壓變頻技術改造。

2.變頻改造

2.1變頻器的選型：安鋼煉鐵廠選用的是榮信RHVC系列高壓變頻器。榮信高壓變頻器是采用目前世界上先進的IGBT功率單元串聯多電平技術，數字控制技術，SPWM脈寬調制技術及超導熱管散熱技術研制而成的系列高壓電機節能調速產品。此產品具有高效節能、高功率因素及高可靠性等特點，結束了傳統方法造成的能源和人力的浪費，延長了電機等設備的使用壽命，方便電機的保養和維護。

榮信RHVC系列變頻器采用IGBT變頻功率單元串聯多重化疊加技術，屬于高—高電壓源型變頻器，高壓直接輸入輸出，無需輸出變壓器，效率高，輸出頻率范圍寬。高壓變頻器實現了電機的軟啟動，啟動電流小，而且可以連續調速，選擇最佳速度，還可以根據用戶的速度曲線圖完成自動控制，既節約能源，又提高了生產效率，還可以實現遠程監控和網絡化控制，可以和用戶現場靈活接口，滿足用戶的不同要求，采用光纖通訊技術，使系統抗電磁干擾的性能增強，運行更加安全可靠。

2.2變頻器的安裝：榮信RHVC高壓變頻器主要由功率柜、移項變壓柜和旁路柜組成。在現有的高壓配電室東面在建一個配電室，規格要求在14*10*4米，新的配電室內的裝備有PLC控制柜、變頻單元柜、變壓器柜和旁路柜，對電機的控制實現本地和遠程DCS兩種控制方式。對于電機轉速的控制是由變頻裝置來進行的，遠程的DCS向變頻裝置發送相應的速度調節信號就能夠實現對電機轉速的控制，同時DCS還可以實現對電機運行情況的實時監控。DCS就是遠程配電箱，運用DCS可以實現對變頻器的遠程控制。采用DCS裝置時線路也要進行更改，電機啟動柜的出現由最初的接入電機更改為經過新增的變頻柜接入電機。其中旁柜的主要作用是進行變頻運行和工頻運行之間的切換。移項變壓器可以有效的消除輸入諧波，對變壓器可以采用本地控制和DCS遠程控制這兩種方式來控制器啟停，遠程的DCS向變頻裝置發送相應的速度調節信號就能夠實現對電機轉速的控制，同時DCS還可以實現對電機運行情況的實時監控。DCS就是遠程配電箱，運用DCS可以實現對變頻器的遠程控制，采用遠程配電箱可以對變頻器進行各種操作，包括啟停、調速等。操作人員的所有操作都可以通過DCS來完成。

3.改造后的效果：

3.1帶來經濟效益 進行改造后，電機的運行更加穩定，頻率維持在45Hz，一次側電流也有原來的30A降到了現在的18A，這樣就可以實現31%以上的節能，可以為企業帶來一定的經濟效益。

3.2延長電機使用壽命 改造后電機在啟動和加速的過程中所受的沖擊更小，同時電機運行也更加的平穩，噪音也小。采用DCS對電機的其他和加速僅需控制，電機的啟動是緩慢的，加速是逐步進行的，因此電機在啟動和急速過程中所受到的機械扭矩的沖擊就會減小，電機不易受到損傷，電機的壽命得以延長。同時電機的運行更加的平穩，電機內各零部件的使用壽命也會延長。

3.3電網所受沖擊變小 經過改造后，電機實現了軟啟動，電機的啟動時間變長，加速也更加均勻，電機的啟動電流也會相應的減小，電網所受到的沖擊也會減小很多。

3.4電網污染減少 改造后，電機網側功率因素大于0 .9 6，并且變頻器輸入輸出諧波含量非常低，電網污染很容易就可以達到國家的制定的相應標準。

3.5降低操作人員的工作強度 改造后，操作人員運用DCS可以實現對變頻器的遠程控制，采用遠程配電箱可以對變頻器進行各種操作，包括啟停、調速等。操作人員的工作強度進一步降低，工作效率也更高。

4、設備運行情況

4.1運行穩定，安全可靠。在改造之前，對電機的啟停進行控制使用的是液力耦合器，這一做法的缺點是軸承的磨損特變大，平均40天左右就要進行一次更換，每次更換軸承都需要半天時間，在這半天中必須要停爐，所造成的經濟損失是巨大的。但是是使用HARSVERT-A06/076變頻器對電機進行控制和監控后，因為其具有免維護的特點，保養工作只是對通風濾網進行清洗就可以完成，而且不需要停爐，生產的連續性得到了保障。HARSVERT-A06/076變頻器自從tourism使用以來一直保持正常的運轉，在使用過程中也沒有出現故障。

4.2節能效果好噸鋼電耗明顯降低。

4.3 HARSVERT-A06/076變頻器的使用使電機的啟停更加緩慢，同時變頻器為電機提供的無諧波干擾和正弦波電流保證了電機運行的穩定，故障率明顯降低。同時，變頻器設置共振點跳轉頻率，電機在啟動和急速過程中所受到的機械扭矩的沖擊就會減小，電機不易受到損傷，電機的壽命得以延長。同時電機的運行更加的平穩，電機內各零部件的使用壽命也會延長。

4.4對于電機的保護方面，變頻器要比繼電器的保護效果更好。

4.5變頻器對于電網的適應能力極強，就算是處于6.7KV的電網電壓下，變頻器仍能正常的工作。

4.6在改造之前，對電機的啟停進行控制使用的是液力耦合器，采用這一方式對電機進行控制使得電機的運行噪音比較大，而使用變頻器可以有效的降低電機的運行噪音。同時使用變頻器對電機進行控制不需要定期的更換軸承，因為更換軸承而造成的環境污染問題也得到了有效的解決。

5、結束語

幾個月的實踐應用表明， HARSVERT-A06/076高壓大功率變頻器的性能比較穩定，同時使用效果也非常好，對于企業的節能、正常生產等都有非常大的幫助。我公司也在其他的風塵機中使用這一設備。

參考文獻：

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