欢迎来到360期刊网
客服电话:4006-587-789 客服在线时间:09:00~22:30(节假日不休息) 客服邮箱:360qikan@vip.163.com在线投稿:非工作时间点此在线提交您的稿件
当前位置: 首页 > 论文范文 > 理工论文 >

变频器在炼钢转炉除尘风机的应用

时间:2017-10-09 14:49来源:未知 作者:360期刊网 点击:

  变频器在炼钢转炉除尘风机的应用①

  朱明

  (福建三钢闽光股份有限公司供应公司 福建三明 365000)

  摘要:本文简单介绍了ABB变频器在除尘风机的应用,阐述了控制系统的原理及功能,并对相应的节能原理进行了介绍。

  关键词;变频器 炼钢 除尘 风机 节能

  中图分类号:TM921 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)02(b)-0065-02

  转炉炼钢具有显著的周期性和连续性特点,生产一炉钢需要30min~45min,其中供氧(吹炼)过程为15min~20min,一半以上为非吹炼时间,此时风机没有必要高速运行,如将其切换至低速节能状态,可节省大量能源,同时减少设备损耗,对提高设备利用率也十分有益。

  目前国内转炉一次除尘风机多采用液力耦合器,但由于存在转差损耗等,节能效果不理想,且设备故障率较高。交流变频技术不仅调速平滑,调速范围大,效率高,启动电流小,运行平稳,而且节能效果好,对风机、泵类设备而言是最佳的节能手段,平均节能效果可以达到30%以上。

  三钢炼钢厂原有15t氧气顶吹转炉三座,采用“三吹三”方式,2000年初,炼钢厂对三座转炉进行扩容改造,采用液力偶合器调速,但发现很多问题,液力偶合器需要经常更换轴承,造成停产,无法满足连续生产的需要,调节时精度太低,响应速度慢;液力偶合器故障时无法切换至工频回路,炼钢新上100t转炉时决定不再使用液力偶合器调速,改用ABB中压变频器为新转炉风机进行调速。

  1电机参数

  额定功率:630kW,额定电压:690V;额定频率:50Hz*额定转速:2970转/分。风机参数:主轴转速:2974转/分;轴功率:500kW,额定功率因素:0.89。

  2 ABB中压变频器系统结构特点ACS800-07变频器主要由熔断器单元、

传动单线接线图

  图1 传动单线接线图

  辅助控制单元、DSU整流单元及逆变单元组成。系统单线图见图1。

  (1)熔断器单元主要包括进线交流熔断器l(2)辅助控制单元包括控制回路的控制元件及控制板RDCU-02C,急停控制,变频的起动、停止、复位,与外部的电路接口等部分;(3)DSU整流单元是由一个半控桥式二极管整流供电单元1×D4模块组成,模块是一种尺寸,装有轮子和插接式连接器,为落地式单元,内置交流电抗器,直流熔断器,主开关和可选的接触器,具有冷却风机控制及电源控制,易于服务和维护,(4)逆变单元采用2×R8i的两个逆变模块并联的方式,两个模块置于同一个柜体内,共用一块主控板,通过光纤分配单元把控制信号同时送至模块内,实现变频控制的各种功能。逆变的直流母线侧安装共模滤波器,出线配备du/dt滤波器,抑制了输出电压尖峰和快速电压改变,减小了对电机的绝缘性能的影响,同时降低了电机电缆的容性漏电流,高频辐射、高频损耗和轴承电流。炼钢的工艺过程以及风机特性是我们选择ABB中压变频器的主要原因。

风机的特性曲线

  图2风机的特性曲线
变频器在炼钢转炉除尘风机的应用

  图3

  3控制系统组成

  控制系统由变频调速器、风机电机、和工/变频转换柜等组成。系统中的旁路开关柜用于工频、变频转换,#1风机/#2风机的转换,可以选择一台风机变频运行,一台风机工频运行或者一台风机运行一台备用。_二旦变频器出现故障时,可转换为工频运行,增强系统的可靠性。当具备主电源及控制电源的条件,系统进入待机状态,在待机状态时,系统由两种操作模式可供选择:工频运行状态和变频运行状态。

  工频运行状态:若系统需要工频运行,则操作台状态选择开关置于工频位置,这时相应的断路器和接触器断开,用操作台控制,实现电机的工频运行及停机。变频运行状态:若系统需要变频运行,则操作台状态选择开关置于变频运行位置,实现电机的变频运行与停止,变频器频率的高低根据压力情况实行闭环控制(也可以组成开环调节),闭环或速度上升时间均由主机设置。

  4节能原理及效益分析

  从风机的工作特性来看,调速控制与风门控制调节风量比较,有着更高的节能效果,通过图2风机的特性曲线可以说明其节能原理。图中,曲线l为风机在恒速(n,)下的风压一风量(H-Q)特性,曲线2为管网风阻特性(风门开度全开)。设工作点为A,输出风量Q.为100%,此时风机轴功率N.与Q,H,的乘积,即和AH.OQ.所包围的面积成正比。

  根据工艺要求,风量需从Q.降至Q,,有两种控制方法:一是风门控制,风机转速不变,调节风门(开度减小),即增加管网阻力,使管网阻力特性变为曲线3,系统工作点由A移到B。由图1可见,风压反而增加,轴功率N,与面积BH,oo,成正比,减少不多。另一种是调速控制,风机转速由n.降到n,,根据风机参数的的比例定律,画出在转速n,下的风压一风量(H-Q)特性,如曲线4,工作点由原来的A点移到C点。可见在相同风量Q,的情况下,风压H3大幅度降低,功率N,与面积CH,OQ,成正比,显著减少,节省的功率损耗△N与Q,△H的乘积成正比,节能效果是十分明显的。

  由流体力学可知,风量与转速的一次方成正比,风压与转速的平方成正比,轴功率与转速的三次方成正比。当风量减少,风机转速下降时,其消耗的功率降低很多。例如,风量下降到80%,转速也下降到80%,轴功率将下降到额定功率的51.2%。如果风量下降到50%,其轴功率将下降到额定功率的12.5%。考虑到附加控制装置效率的影响,这个节电效果也是很可观的。

  5风机工艺分析

  吹炼工艺周期,具体如图3。

  t.到t,:兑铁加废钢时间,约60S。t,到t,:风机加速时间,90S,根据现场情况可以更改。t,到t。:吹氧时间,约15分钟。t。:风机开始减速,180S,可以调节。t。到t;:倒炉测温取样时间,约120S。t5到t6:出钢时间,约120S。t。到t,:溅渣时间,约180S。整个吹炼工艺周期约30min,高速定为45Hz,可以调节;低速定为20Hz,可以调节。

  6结语

  除尘风机在不吹炼时,只需要很低的转速,根本不需要满负荷运转。利用中压变频器根据实际需要对除尘风机进行变频运行,既保证和改善了工艺,又达到节能降耗的目的和效果。自投入运行以来,实现了很好的经济效益。

  参考文献

  [1] 张燕宾,变频调速应用实践[M].北京:机械工业出版社,2000,12.

  [2] ACS800自定义编程手册[M].北京ABB电气传动有限公司,2004,7.

  [3] ACS800技术样本[M].北京ABB电气传动有限公司,2004,7.

  [4] ACS800固件手册[M].北京ABB电气传动有限公司,2004,7.

  [5] ACS800硬件手册[M].北京ABB电气传动有限公司,2004,7.

  [6] 冯捷,张红文,转炉炼钢生产[Ml.金工业出版社,2006,5.

在线投稿