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高压变频器在烧结脱硫增压风机中的使用

2014-04-14 10:53:31

  高压变频器在烧结脱硫增压风机中的使用
  The Application of High Voltage Inverter in the Sintering Desulfurization Booster Fan

  山东新风光电子科技发展有限公司 陈续强 王燕翔 杨瑞瑞
  吉林建龙钢铁有限责任公司  徐其福
  Chen Xuqiang Wang Yanxiang   Yang Ruirui  Xu Qifu

  摘  要:本文引见了风景高压变频器在建龙集团炼铁厂烧结脱硫增压风机中的使用状况。现场运转状况表白,接纳高压变频器对烧结脱硫增压风机停止调速节能,节能结果是较着的。
  关键词:高压变频器   烧结   增压风机   节能
  Abstract: This paper introduces the application of the Fengguang brand high-voltage inverter on the sintering desulfurization booster fan in Jianlong Group ironworks. Field operations show high voltage inverter for sintering desulfurization booster fan for speed energy saving, energy-saving effect is obvious.
  Key words: High voltage inverter   Sintering   Booster fan   Energy
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  尽人皆知,在我国因SO2排放而构成的酸雨风险日趋严峻,每一年形成数千亿的经济损失,SO2及酸雨净化已成为制约我国经济和社会发展的主要身分。“十二五”时期,SO2减排成为环保事情的重点。钢铁行业是SO2排放的次要行业之一,特别是烧结消费工序的SO2排放总量占到钢铁行业SO2排放总量的50%,处理好烧结工序的SO2减排,就是捉住了钢铁行业SO2减排事情的重点,将为钢铁行业完成“十二五”计划中要求的SO2减排使命打下坚固的根底。
  2原生产情况以及工艺要求
  吉林建龙钢铁有限责任公司成立于2001年5月,是天下出名民企建龙重工集团的部属子公司,是集烧结、炼铁、炼钢、轧材于一体的综合型钢铁加工企业,是吉林省民营经济征税金星企业和省再就业明星企业。建龙集团炼铁厂烧结车间有一座360平米烧结机,配有1套烟气脱硫安装,脱硫入口烟气接至烧结机主抽风机房外出口烟道。颠末脱硫后,净烟气经脱硫塔烟囱排放,烧结烟气脱硫工艺流程如图1所示。

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  来自烧结厂引风机的烟气,经增压风机增压后进入冷却器。在冷却器中,原烟气被产业水和来自吸收塔的浆液冷却,然后烟气以必然压力导入吸收塔停止反响,净化后的烟气从脱硫塔烟囱排挤。脱硫塔将吸取后的SO2经由过程相干安装转化为硫酸钙,并排出至指定位置。
  增压风机是用于克制脱硫安装的烟气阻力,将原烟气引入脱硫体系,并不变出口压力的次要装备。增压风机感化是克制脱硫安装的阻力,抵偿烟气在脱硫安装中的压力丧失。脱硫体系的阻力次要由烟道沿程阻力、冷却器、除雾器阻力及脱硫塔内液位高度构成的压力等构成。
  脱硫增压风机的风量和压头按以下要求挑选:
  (1)脱硫增压风机的根本风量按吸收塔的设想工况下的烟气量思索。脱硫增压风机的风量裕量不低于10%。
  (2)脱硫增压风机的根本压头为脱硫安装自己的阻力及脱硫安装进出口的压差之和。进出口压力由主题设想单元卖力供给。脱硫增压风机的压头裕量不低于20%。
  增压风机是烟气脱硫安装中最主要的辅机之一,增压风机是脱硫体系中的用电大户,其运转服从的上下,对厂用电率的影响是无足轻重的,同时为了满意烟气脱硫需求以及风机磨损等身分的影响,常常思索较大的余量,因而对增压风机停止变频革新能够提高风机的运转服从,提高稳定性,进而包管脱硫体系的运转可靠性,同时还能获得优良的节能结果,到达节能降耗目标。
  3体系革新计划节能道理
  风机负载调速节能道理,风机的事情特性如图2所示。

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  曲线①为风机按转速N1事情时的特性曲线,曲线②为风机按转速N2事情时的特性曲线,③④为风道阻力曲线。
  在第一种负载工况下,风机事情在A点,风量为Q1,风压为H1。假如风机仍旧按N1速度定速运转,用挡板将风量调理为Q2时,风压将上升到H3,风机事情点移到B点。因为挡板的截流感化,风道阻力曲线由③变为④。在A、B两点,风机功率别离为PA=H1×Q1,PB=H3×Q2,固然Q2<Q1,但H3>H1,实践减小的功率有限。
  假如不接纳挡板调理,这时候风路阻力特性连结曲线曲线③稳定,改用调理风机速度来减小风量,风机改按速度N2运转,事情特性为曲线②,风机事情在C点,风量仍旧为Q2,但压力为H2。比拟B、C两点,风机削减的轴功率为:ΔP=PB- PC=(H3 -H2)×Q2
  在风道阻力特性稳定的状况下,风机的风量Q、压力H、轴功率P和转速N之间满意以下干系(类似定理):Q∝N,H∝N2,P∝N3
  就是说,经由过程调速方法改动风机风量,风量降落一半时,风机轴功率将降落87.5%。
  4增压风机变频革新计划
  4.1变频掌握增压风机道理
  对增压风机频次自动控制的目标是经由过程调解增压风机的转速,实现经由过程掌握增压风机进口烟气风压负压的目标,包管烧结及脱硫体系的安稳运转,同时低落运转能耗。
  高压变频器可按照主烟道风速压力状况调理增压风机出口风量,以此肯定增压风机着力,从而到达节能结果。具体来说,实现以下掌握:
  当脱硫风机和主抽风机在开机消费或烧结工况颠簸需求调解主抽风门时,需求和谐烧结和脱硫两个体系的风骚掌握,和谐不好容易形成脱硫风机憋风跳闸,影响消费及装备不变。
  将脱硫增压风机的运转参数接到中控室,中控室能够按照界面显现的增压风机运转参数随时把握脱硫和主抽的风机运转状况。由中控和谐脱硫岗亭和主抽风机岗亭的开停机及风门调解操纵,调理历程应存眷主抽出口烟道的负压变革,确保出口为负压。
  4.2 革新装备状况
  建龙钢铁炼铁厂指导对脱硫装备增压风机停止变频革新,在节省本钱的战略前提下,考虑到国产高压产物程度已靠近国际程度,能满意现场工艺运转要求,停止性价比比力,决议接纳山东新风光电子科技发展有限公司消费的风景牌JD-BP38-2240F型高压变频调速器对增压风机停止革新,接纳“一拖一”手动旁路掌握,革新取得了胜利。现场增压风机机参数如表1所示。

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  4.3风景牌JD-BP38-2240F 高压变频器产物机能
  山东新风光是国度高新技术企业,消费的风景牌JD-BP38系列高压变频器是“中国名牌产品”,JD-BP38系列高压变频器以高速DSP为掌握焦点,接纳无速度矢量掌握手艺、功率单位串连多电平手艺,其谐波目标远小于IEE519-1992的谐波国家标准,输入功率因数高,输出波形质量好,没必要接纳输入谐波滤波器、功率因数抵偿安装和输出滤波器;不存在谐波惹起的机电附加发热和转矩脉动、乐音、输出dv/dt、共模电压等成绩,能够利用一般的异步电机。
  风景牌高压变频器为高--高电压源型模式,由移相变压器,功率单元和控制器构成。JD-BP38-2240F高压变频器接纳48脉冲整流,功率单位每相接纳8个功率单位串接构成,三相共24个单位;输出相电压为17电平,输出线电压33电平,功率单位旁路单位接纳可控硅作为旁路器件,不降额运转。控制器部门以高速微处理器实现掌握以及与子微处理器间停止通讯。风景高压变频器接纳模块化设想,互换性好、维修简朴。JD-BP38-2240F高压变频器次要技术参数如表2所示。

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   风景高压变频器除具有普通一般变频器的机能外,还具有以下凸起特性:
  (1)接纳高速DSP作为中央处理器,运算速度更快,掌握更精准。
  (2)飞车启动功用。可以辨认机电的速度并在机电不停转的状况下间接起动。
  (3)完好的工频/变频主动互切手艺。新风光公司供给的主动旁路切换柜,不只可实现变频毛病状况下主动由变频转换至工频运转形态,还可实现在变频检验终了后由工频霎时转换至变频运转的功用,全部转换历程不会对用户装备的运转形成任何影响。
  (4)扭转中再启动功用。运转历程中高压瞬时掉电3s内规复,高压变频器不停机,高压规复后变频主动运转到掉电前的频次。
  (5)线电压主动平衡手艺(星点漂移手艺)。变频器某相有单位毛病后,为了使线电压均衡,传统的处置办法是将另外两相的电压也降至与毛病相不异的电压,而线电压主动平衡手艺经由过程调解相与相之间的夹角,在相电压输出最大且不相等的前提下包管最大的线电压平衡输出。
  (6)具有突发相间短路庇护功用。假如因为装备缘故原由及其他缘故原由形成输出短路,此时假如变频器不具有相间短路庇护功用,将会招致重大事故。风景变频器在发作相似成绩时可以立刻封闭变频器输出,庇护装备不受损伤,制止变乱的发作。
  4.4 增压风机变频革新主回路
  脱硫增压风机是脱硫体系一般运转的枢纽装备之一,假如不能包管增压风机一般运转,将迫使脱硫体系停运,影响烧结消费。因而,增压风机变频革新要在挑选可靠性高的变频器产物的基础上,还该当装备工频旁路柜,即使变频器毛病、检验时也可实现电机工频旁路运转,以包管风机拖动而不影响脱硫体系的一般运转。装备工频旁路柜的感化是,假如发作变频器毛病跳闸,可以切换为工频旁路运转。变频器毛病消弭规复投运时,能够先切除增压风机旁路开关,依托变频器的飞车启动功用,在增压风机高速惰走的状况下规复变频器装备运转,从而大大减小风压颠簸的工夫。其主回路如图3所示,接纳一拖一手动旁路带星点柜掌握计划。

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  烧结厂脱硫增压风机原设置带星点柜设置液阻启动柜,本次革新保存原有星点柜和液阻柜连结稳定。需求将星点柜断路器的一组常开点引至变频器。需求变频拖动电机时,液阻柜按原掌握方法启动。即下级高压开关柜给变频器送电后,液阻柜获得开关柜闭合形态旌旗灯号后就启动。星点柜闭合后,变频器检测到闭合旌旗灯号前方具有开机条件,然后按照实际情况给变频器启动旌旗灯号,停止变频运转。工频运转时,闭合K3,液阻柜按本来工频方法启动,完成星点柜和液阻柜的启动,到达机电软启动。
  连结现有运转形态稳定。
  旁路柜中,共有3个高压断绝开关,为了确保不向变频器输出端反送电,K2与K3接纳机器互锁操动机构,实现机器互锁。当K1、K2闭合,K3断开时,机电变频运转;当K1、K2断开,K3闭合时,电机工频运转,此时变频器从高压中断绝出来,便于检验、保护和调试。
  旁路柜必需与下级高压断路器DL连锁,DL合闸时,绝对不允许操纵旁路断绝开关与变频输出断绝开关,以避免呈现拉弧征象,确保操纵职员和装备的安全。
  毛病分闸:将变频器“高压分断”旌旗灯号与旁路柜“变频投入”旌旗灯号串连后,并联于高压开关分闸回路。在变频投入形态下,当变频器呈现毛病时,分断变频器高压输入;旁路投入形态下,变频器毛病分闸无效。
  庇护:连结原有对机电的庇护及其整定值稳定。关于差动庇护,在变频运转时期不可用,能够经由过程背景掌握退出庇护压板,在旁路运转时投入庇护压板。
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  5.1节能结果
  本脱硫增压风机变频革新项目于2012年11月7日正式投入运转,至今运转一般。投入变频器后按照烧结消费发生的烟气多少,及时调理增压风机的转速,能够十分光滑地掌握增压风机的风量,掌握增压风机入口为所需负压,包管烧结一般消费。
  在烧结产量根本不异的状况下,炼铁厂节能服务中心对增压风机一般运转时参数实践丈量如表3所示。增压风机工频运转,机电实践功率1073.23kW;增压风机变频运转,机电实践功率658.24kW;机电功率减小414.99kW。根据增压风机年运转小时数为7000h,年节省电量约莫为290.493万kW·h,电价根据0.30元/kW·h计,则一台增压风机变频革新的收益为871499元。

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  5.2其他结果
  (1)改进了工艺,简单实现烧结体系和脱硫体系的和谐共同,提高了脱硫增压风机的运转服从。
  (2)耽误机电和风机的使用寿命。增压风机启动时间长,启动电流大(约5~7倍额定电流),对机电和风机的机器冲击力很大,严峻影响其使用寿命。而接纳变频调速后,能够实现软起动和软截至,对机电几乎不发生打击,可大大耽误机器的使用寿命。
  (3)削减阀门机器和风机叶轮的磨损。变频革新后,低落了增压风机转速,削减了风机叶轮的磨损,削减了风机振动。耽误风机的大修周期,节流检验用度。
  (4)便于实现脱硫增压风机控制系统自动化。脱硫体系的的风量常常需求按照烧结烟气的多少变革,在已往用挡板调理时,存在执行机构的开度与流量的干系曲线的线形成绩。而变频调速始终保持在线形高精度0.1~0.01Hz的范围内事情,简单实现脱硫体系的自动化掌握。
  6结束语
  建龙钢铁炼铁厂烧结脱硫增压风机高压变频器投运以来,其机能不变、节能结果较着,能够按照烧结烟气工况状况,对脱硫增压风机停止风量调理,大大提高烧结脱硫体系运转的稳定性,提高了烧结运转的经济性。在钢厂风机上使用高压变频器节能降耗,是国度鼎力倡导节能降耗不成短少的手艺手腕。高压变频器在电力、冶金、石化、水泥、矿山等高压机电驱动的各个行业愈来愈会大显神通。

 

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