高壓變頻技術在冶金除塵系統中的節能應用

陳勇

摘要：在冶金生產工藝中，除塵系統為重要的環節部分，除塵系統運行效率對整個工藝過程的執行和落實質量有著直接影響。隨著冶金行業的快速發展，除塵系統在不斷更新和優化，尤其是高壓變頻技術在其中的應用，使其可以根據實際生產需求來進行自動調節，更好的適應實際工況，在保證高效生產的同時，減少能源浪費。本文對高壓變頻技術在冶金除塵系統中的應用方向和要點進行了簡單分析。

關鍵詞：高壓變頻技術；冶金工藝；除塵系統

高壓變頻技術主要應用于交流電動機的變頻調速，相比其他調速技術具有更大技術優勢，節能效果顯著。將高壓變頻技術應用到冶金除塵系統中，對進一步促進生產效率具有較大意義，應就技術特點和冶金工藝就應用方式不斷進行深入分析。

一、冶金除塵系統特點

就冶金工藝特點來看，生產過程中會伴隨著產生大量的粉塵，對生產效率以及人員健康均有著嚴重影響，一直以來都是生產技術優化的要點。在專業技術不斷更新的情況下，冶金除塵系統在不斷創新，功能更為完善，不斷提高除塵效果。冶金行業已經實現了大規模技術改造，各生產工段已經普遍應用了除塵設備，可以維持除塵系統的穩定可靠運行，符合綠色環保生產要求。就實踐效果來看，除塵系統主風機裝機功率容量在不斷增加，變頻技術越來越廣泛的被應用到調速裝置中，確保風機能夠根據實際工況來對速度大小進行靈活調節。例如部分繼續生產工段，以工藝特點為依據，采取自動控制的方法，使得系統主風機可以以高速或低速的狀態工作，避免造成能源浪費。相比復雜度較高的工段，以最大煙塵量作為主要依據，可以節省更多電能，維持系統風機時刻處于最佳狀態，提高綜合生產效果[1]。

二、高壓變頻技術在冶金除塵系統中應用

1.高壓變頻調速技術

高壓變頻調速技術在冶金除塵系統中的應用已經相對成熟，其應用了先進的電力電子技術、現代通信技術、計算機控制技術以及高壓電氣技術等，涉及多門專業領域，相比其他調速技術具有更大優勢。

第一，高精確性。根據冶金工藝要求和特點，利用其所具有的高精確性頻率分辨率與調速精度，來靈活的適應不同工況。第二，操作性高。變頻器應用的為液晶顯示數字界面，配置有觸摸式面板，上面顯示實時數據，包括電流、電壓、頻率以及電機轉速等，便于工作人員隨時根據生產要求來進行調整，達到最佳除塵效果，滿足生產需求。第三， 運行可靠性。冶金除塵系統所應用的高壓變頻器設計有通用的外部接口，可實現與DCS的通訊。同時還能夠根據實際需求來連接設備控制回路，構成部分閉環控制系統，提高系統運行的可靠性。并且，其還具備電力電子保護和工業電氣保護功能，無論是正常狀態還是故障狀態，均可以保證變頻器以及電機的安全性與穩定性，不會受到損傷[2]。第四，靈活性強?？捎袧M足現場操作以及遠程操作，與互聯網連接便可實現遠程監控，及時掌握實時生產狀態。另外，電機還能夠滿足軟啟動、軟制動要求，所需啟動電流比較小，根據需求還可以靈活調節電機啟動時間，將系統電機運行對電網造成的不良影響降到最低。再加上系統構件損耗小，進一步延長了設備服務壽命，減少相關成本投入，對提高生產綜合效益具有重要意義。

2.高壓變頻技術應用

2.1系統應用參數

以某冶金廠為對象進行分析，其煙氣治理項目中應用了2套大功率高壓變頻器，并對高壓除塵風機配套應用“一拖一”變頻控制方法。變頻器被安裝在室內，其相關參數為：額定輸入電壓/允許變化范圍為10kV（-20%±15%），系統輸入電壓/輸出電壓為10kV/10kV，輸出電流為130A，額定容量為2250kVA。并且，變頻器效率在額定輸出時為97%，超過20%負載時>95%；在額定輸出狀態下輸入側功率因數為0.97，超過30%負載狀態時，功率因數>0.92[3]。另外，還設置有液晶觸摸屏，支持鍵盤操作。

2.2變頻調速控制

高壓變頻技術在冶金除塵系統中的應用，變頻器控制方式主要分為就地控制和遠程控制兩種。其一，就地控制。即以單元控制柜上的液晶觸摸屏為對象，根據生產除塵需求，完成各項參數的設定，并執行啟、停所有控制。其二，遠程控制。通過中央控制室內安裝的工控機來實現對變頻器的控制，其中兩者之間通過RS485接口連接，并應用MODBUS通訊協議進行數據交換。

2.3系統應用效果

高壓變頻調速對進一步提高除塵系統控制效率具有重要意義，可保持較高的調速精度，增加調速范圍，并對電力電子保護功能進行了完善，能夠滿足自動通信功能，并且在保持較高穩定性和可靠性運行狀態下，后期維護管理難度降低，系統除塵效率提高，逐漸成為了冶金企業電機節能首要選擇。

本項目應用變頻器后，根據現場實際運行情況分析，變頻器和液力耦合器相比每年大約可以減少200萬元的電費和后期維護管理費用，企業使得利潤增加。并且，就生產操作人員反饋，除塵風機可長時間的維持平滑穩定運行狀態，能夠根據工況對風量進行可靠調節，運行人員操作便利，各項運行參數均得到了改善，工藝運行效率得到了提高。相較傳統除塵系統運行效果，應用高壓變頻調速技術以后，能夠更好的適應不同工況條件，隨時可根據實際需求對風機轉速進行調節，使其保持接近認定狀態作業，進而能夠更好的避免因為偏離額定工作區域導致的振動問題。同時，變頻調速核心目的是降低風機轉速，可以緩解構件的磨損，使得系統零部件服務壽命得以延長。變頻調速在技術以及效益上優勢越來越突出，以額定電流來啟動電機，所需時間延長，降低了風機啟動對電網的沖擊。

結束語：

對于冶金除塵系統來講，其能否保持最佳運行狀態，對生產條件和工藝效率存在密切聯系，為避免因為煙塵處理不佳而對生產造成的不良影響，必須要進一步加強對其的優化。高壓變頻調速技術在除塵系統中的應用，能夠有效降低生產成本，降低企業的一次投資，并且可根據工況靈活調節風機轉速，降低對電能的損耗，達到節能生產的效果。

參考文獻：

[1] 王桂清.變頻節能技術在冶金企業機電設備中的應用[J].電子測試，2018（17）：119+123.

[2] 許法濤.鋼鐵冶金領域變頻控制技術實踐應用探討[J].電子測試，2018（11）：130+138.

[3] 宋長軍，李忠.鋼鐵冶金領域變頻控制技術實踐應用探討[J].數字通信世界，2018（06）：183.