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      菜單

      國產高壓變頻器在濟鋼三煉鋼除塵風機的節能應用

      來源:
      時間: 2016-06-23

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      1、用戶及現場工藝簡介

      濟南鋼鐵股份有限公司是國內一流、國際先進的板材精品基地。主要工藝有焦化、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼。已發展成為全國最大的中厚板生產、出口龍頭企業,產品出口比例、中厚板的產量、成本、市場占有率、出口量等多項指標居全國第一。目前已建成了國內最先進的大型球團豎爐;全部采用冶金前沿技術、具有國際一流水平的1750立方米高爐和120t轉爐;國內獨創、技術一流的鑄坯熱送直軋工藝和蓄熱式步進梁式加熱爐;國內軋制力最大、精度最高的中厚板軋機;形成了1750立方米高爐-120噸轉爐-中厚板軋機國內一流、國際先進的現代化生產線。

      在節能降耗形勢下,濟鋼積極采用新技術新產品進行節能改造,三煉鋼廠采用高壓變頻器對其倒罐站除塵風機進行了高壓變頻調速改造。

      傳統設計上,鋼鐵廠的除塵風機采用液力耦合器調速或風門調節,但由于調節手段的落后、調節控制不方便,導致風機的運行效率低,損耗巨大,而采用變頻調速改造的節能空間巨大。濟鋼集團第三煉鋼廠在2007年的節能改造設備招標中,以智光電氣可靠性制造與技術、高壓變頻器大量穩定可靠的運行業績,最終選擇了廣州智光電電氣股份有限公司生產的ZINVERT系列高壓變頻器,對三煉鋼的2240kW的倒爐站除塵風機進行了高壓變頻調速改造。

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      2、改造方案

      濟南鋼鐵第三煉鋼廠倒罐站除塵風機。電機為10kV、2240kW,原采用液偶實現啟動和調速運行,原風機運行一般一直保持在高速運行。該除塵風機相關的工藝是:高爐出鐵到魚雷罐中,然后經魚雷罐運至倒罐站,倒出至儲鐵鋼包中,再經鋼包送至轉爐煉鋼。在倒罐站倒鐵的同時會出現煙塵上升,為提高鐵的純度等,用除塵風機來抽走這些煙塵。

      濟鋼三煉鋼廠倒罐站有2個倒鐵口,生產中通常有三種情況:兩口同時出鐵(約10%時間)、一個口出鐵(約50%時間)和不出鐵(約40%時間)。每次倒鐵時間約7~8分鐘。一般每天要求煉95爐鋼,即倒95罐鐵。在兩罐同時倒鐵時的除塵量要求大,只一罐倒鐵時的除塵量要求一般,不出鐵時的除塵量較小。因此,可根據出倒鐵情況對除塵風機的風量進行調整,達到滿足除塵效果的同時達到節能效果。

      系統一次接線如下圖所示。10kV電源經變頻裝置刀閘K1到高壓變頻裝置,變頻裝置輸出經刀閘K2與水阻柜串聯接至電動機,正常時先將水阻柜旁路再進行變頻啟動電動機;10kV電源還可經刀閘K2切換至工頻側通過串水阻降壓起動電動機。一旦變頻裝置出現故障,即可馬上斷開輸入側10kV開關及刀閘K1,將變頻裝置隔離,切換刀閘K2至工頻側,把水阻柜投入,在工頻電源下起動電機運行。刀閘K1、K2之間具有閉鎖和防止誤操作功能。ZINVERT型智能高壓變頻調速系統內核控制由雙DSP完成,裝置在現場運行時其運行頻率設定方式有多種方式?,F場采用自動控制功能,實現分級速度控制。

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      國產高壓變頻器在濟鋼三煉鋼除塵風機的節能應用

      圖4 高壓變頻調速系統一次主接線圖

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      3、項目改造效果

      為實現高壓變頻調速的自動功能,滿足生產的需要,ZINVERT系列高壓變頻調速系統內置PLC,現場信號接入靈活。倒爐的行程開關分別為變頻器自動提供三個轉速的控制接點接入PLC,高壓變頻器根據現場倒爐的個數自動高速、中速、低速運行。

      根據倒爐情況,除塵風機變頻改造后的運行平均功率為:

      250×40%+720×50%+1182×10%=578kW;

      平均節電率:100%×(1700-578)/1700=66%;

      按照年工作350天,年節電量:(1700-578)×24×350=942.48(萬kWh)。

      由于改造工期要求,該次技術改造保留了液力耦合器,液力耦合器開度全開由變頻調速運行,經過高壓變頻器半年的穩定運行后,用戶已決定對液力耦合器進行拆除,液力耦合器拆除后,將進一步節省液力耦合器的轉差損耗,還可進一步提高節電率3至5個百分點。除顯著的節能效果外,除塵風機采用廣州智光電氣股份有限公司的高壓變頻器改造后,同原來使用液力耦合器比較,有以下優點:

      (1) 網側功率因數提高: 原電機直接由工頻驅動時,采用無功補償,其實際運行功率因數為0.92。采用高壓變頻調節系統后,電源側的功率因數可提高到0.96以上,無需無功補償裝置就能大大的減少無功功率,滿足電網要求,可進一步節約上游設備的運行費用。

      (2) 設備運行與維護費用下降:采用變頻調節后,由于通過調節電機轉速實現節能,在負荷率較低時,電機、風機轉速也降低,主設備及相應輔助設備如軸承等磨損較前減輕,維護周期可加長,設備運行壽命延長。

      (3) 噪音大大減小,改善運行人員的工作環境:采用變頻調節后,由于通過調節電機轉速實現調節,風門全開,鼓風機、風管的噪音大大下降,改善工作環境條件,現場運行人員反映良好。

      (4)高壓變頻器實現自動轉速調節,控制自動化(根據兩個爐的倒爐的行程開關,自動實現三個工況的控制),并且在較低轉速下比液力耦合器的效率大大提高節,能效果顯著,大大降低了噸鋼電耗。

      (5)高壓變頻器具有真正意義上的軟起動功能,它可以使起動電流值保持在額定電流以內,不會對電網造成沖擊,也不會對所傳動的風機、泵類的機械設備帶來沖擊,電動機實現了真正的軟啟、軟停,降低轉速也傳動系統的磨損故障,延長設備的維修周期,提高了設備的利用率?! ??

      (6)智光ZINVERT系列高壓變頻器的適應電網電壓波動能力強,電網電壓波動-35%~+15%,變頻器仍能正常運行。


      4、結語

      ZINVERT系列高壓變頻器在濟鋼集團第三煉鋼廠倒爐除塵風機調速改造,設備投運以來運行穩定,保證了鋼廠工藝的正常生產,并取得了可觀的節能經濟效益與附加效益,為該產品在鋼鐵行業的推廣應用取得良好經驗。


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