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旭阳公司焦炉尾气除尘风机变频节能革新

2014-04-14 09:35:23

  旭阳公司焦炉尾气除尘风机变频节能革新
  Xu Yang Company Coke Exhaust Dust Blower Energy Transformation Frequency

  山东新风光电子科技发展有限公司   胡灵芝
  河北旭阳焦化有限公司    白立杰
  Hu Lingzhi  Bai Lijie

  摘  要:本文偏重引见高压变频器在旭阳公司焦炉尾气除尘风机上的使用状况,对节能结果停止了阐发,成果表白,焦化厂接纳高压变频器对尾气除尘风机停止调速,具有投资省,奏效快等特性。
  关键词: 高压变频器  尾气除尘风机  使用
  Abstract: This paper focuses on high voltage inverter in the coke exhaust dust blower of Xuyang the company's application. The analysis of the energy saving effect, the results show that the coke plant dust by high voltage inverter on the exhaust fan to speed, with investment, quick and so on.
  Key words:  High voltage inverter  Exhaust dust blower  Applications
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  旭阳煤化工集团是全球抢先的煤化工产物供应商,集团总部位于北京,焦点业务为生产、贩卖焦炭、焦化产物及深加工煤化工产物。河北旭阳焦化有限公司是旭阳煤化工集团部属子公司,年生产能力200万吨焦化及配套粗苯、焦油、硫铵等。企业2009年全年实现销售收入43亿元,实现利税5.06亿元。
  河北省旭阳焦化集团焦炉是焦化厂的次要消费装备,也是焦化厂生产过程中最大的污染源之一。焦化厂在生产过程、推焦历程中排放大量温度高、浓度大的有害气体及易分散的烟尘,对人体风险极大。特别在焦炉炉顶大气中苯可溶物严峻超标,焦炉事情区粉尘浓度也超标,严峻危及职工的身体健康。
  根据我国1996年公布的《大气污染物综合排放尺度》(GB16297一1996),对烟气必需冷却、净化,由引风机将其排至烟囱放散或运送到煤气收受接管体系中备用。因而,每座焦炉需配有一套除尘体系。一期工程的空中除尘站利用的是一台630kW/10kV的高压机电拖动风机,抽取前级焦炉出焦时发生的焦炉烟气和尘埃,吸取的烟尘和气体进入除尘站的布袋除尘器滤除粉尘和有害物质当前,高温气体经高炉排放到氛围中。除尘体系风机型号AI850。因为焦炉周期性连续推焦,为满意节能和环保要求,要求风机在全部炼焦事情周期内变速运转,推焦时高速运转,不推焦时低速运转。原体系接纳液力偶合器调速,高速800rpm,低速600rpm。颠末一段时间的运转,发明液力偶合器手艺存在着局限性,次要表示在:
  (1)调速范畴在40%~95%之间,转速不稳定;形成能源华侈。
  (2)液力偶合器自己包罗油路,旱路等多套体系,故障率高,液力偶合器一旦毛病,只能停机维修,无法切换至工频旁路运转,形成焦炉停产,不能满意连续生产的需求。
  (3)液力偶合器在调速越低时效率越低,调速的节能结果大打折扣。
  (4)调理精度低、线性度差,呼应慢。
  (5)机电仍旧为间接启动,需求启动安装,启动打击也大,而且不能频仍启动。
  跟着高压变频器使用的愈来愈遍及,高压变频器的性价比愈来愈高,比拟液力偶合器变频器具有以下长处:
  (1)高压变频器调速范畴大,精度高,调速范畴为0-100%。
  (2)高压变频器是高科技产品,可靠性高,根本免保护,万一变频器毛病,机电还能够间接挂电网工频运转,不会形成消费丧失。
  (3)高压变频器在全部调速范围内都具有较高的服从(大于96%)。
  (4)高压变频器对机电及负载机器实现真正的软启动,假如工艺需求,机电能够在短时间内屡次反复启动。
  (5)高压变频器不会由于机电速度的上下而增长本钱,而低速大容量的机电用液力偶合器调速,本钱将大大增长,有些时分以至无法实现。
  鉴于此,在2009年节能革新事情中,焦化厂指导决议对空中除尘站除尘风机(一期工程)停止革新,经多方考查,选中山东新风光电子科技发展有限公司消费的风景牌JD-BP38-630F型高压变频器对除尘风机停止调速。
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  除尘风机是除尘净化系统的动力中枢,一旦除尘风机不能一般运转,不单影响消费,还有可能要挟到现场消费职员的人身安全;另外,调速体系事情的情况比力卑劣;同时焦炉又周期性连续推焦;以是,和除尘风机配套的高压调速体系计划应缜密详尽,颠末单方技术人员的协作,订定了一期工程除尘风机的技术改造计划。革新计划以下:
  2.1 装备设置
  风景高压变频调速体系由一次回路进线柜(旁路柜)、变压器柜、变频单位柜和操纵掌握柜构成。旁路柜在变频器保护历程中或变频器呈现毛病时,将机电投入到工频电网运转,包管消费不受影响。变频运转时,变频器为机电供给片面的庇护。高压变频器旁路柜一次回路如图1所示。

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  DL:用户高压真空断路器
  K1、K2、K3:高压变频器内置高压断绝开关
  BPQ:JD-BP38-630F高压变频器
  D:630kW/10kV异步电动机。
  图1手动旁路柜中,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接纳电磁互锁操动机构,实现电磁互锁。当K1、K3闭合,K2断开时,机电变频运转;当K1、K3断开,K2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。
  现场掌握要求能够长途和本机掌握。风机高速运转时,假如变频器呈现严峻毛病,变频器主动停机。长途掌握时,经由过程操作台工频/变频旋钮把机电切换到工频电网运转,当推焦周期完毕后,检验变频器。变频器检验终了后,经由过程把操作台工频/变频旋钮打到变频位置,返回变频调速形态。本机掌握时,经由过程变频器掌握柜工频/变频旋钮把机电切换到工频电网运转,当推焦周期完毕后,检验变频器。变频器检验终了后,经由过程把变频器工频/变频旋钮打到变频位置,返回变频调速形态。
  2.2机电及风机参数

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  2.3除尘风机工艺要求
  除尘风机用于焦炭出焦时除尘利用,该焦炉有3台推焦车,1、2号不能同时推焦,1、2号与3号能够有同时推焦的能够,单炉推焦霎时风量到达800rpm,两台同时推焦870rpm,而且需求连续80S,不推焦时600rpm就能够。
  接纳变频器革新后,为了节流电能,除尘风机设想为高低速两档运转,不出焦时,风机转速约600rpm;出焦时,风机升速至800rpm(大概870rpm)。
  具体操作以下:推焦除尘风机平常不出焦时在低速运转(30Hz )。推焦机开端推焦时,推焦杆分开限位推出后给变频器收回高速旌旗灯号(40Hz ),风机启动到高速,待推焦杆退回时经必然延迟时间(40S)给变频器收回降速旌旗灯号,降为低速(30Hz)。
  2.4 监控和操纵
  除尘风机在不推焦时,只需求很低的转速,底子不需要满负荷运转。操纵高压变频器按照实践需求对除尘风机停止变速运转,既改进了工艺,又到达节能降耗的目标和结果。
  对除尘风机高压变频监控详细实现历程以下:变频器操纵能够在本机掌握,也能够长途操纵。变频器包罗一台内置的PLC,用于柜体内开关旌旗灯号的逻辑处置,以及与现场各类操纵旌旗灯号和形态旌旗灯号(如RS485)的和谐,而且能够按照用户的需求扩大掌握开关量,加强了体系的灵活性。变频器也可由控制室的上位机或操作台停止操纵。
  现场操纵职员能够经由过程上位机或操作台对变频器停止长途操纵并监控变频器运转形态,能够按照工况需求自在设定,完整能够满意工艺要求。
  上位机:能够经由过程上位机停止长途监控,一方面便于用户随时理解装备运转状况,另一方面,也利于装备的长途诊断和保护,毛病成绩能够实时获得处理。
  操作台:能够经由过程操作台对变频器停止简朴的长途操纵,包罗:工频/变频切换。
  2.5现场所需开关量节点

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  3风景牌JD-BP38-630F 高压变频器技术参数
  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-BP38-630F高压变频器接纳48脉冲整流,功率单位每相接纳7个功率单位串接构成,三相共21个单位;输出相电压为15电平,输出线电压 29电平,功率单位旁路单位接纳可控硅作为旁路器件。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-BP38-630F高压变频器次要技术参数以下表3所示。

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  4装备运转状况
  从2009年10月31日正式投入运转以来,不断一般运转,没有呈现毛病。总的来说,投入变频器后有以下长处:
  (1)运转不变,安全可靠。本来利用液力偶合器大要60天阁下就必需改换轴承,每次需停炉半天阁下,带来的宏大的经济损失。JD-BP38系列高压变频器具有免保护的特性,只需按期除尘,不消停机,包管了消费的连续性。
  (2) 电动机实现了真正的软启动、软截至。制止了启动时对装备的电气和机器打击,使风机启动安稳。
  (3) 运转工况改进,工人劳动强度低落。
  跟着焦炉消费除尘的需求,调理风机的转速,进而调理风机风量,满意焦炉生产工艺的需求,现场事情情况大为改进,事情强度大大低落。
  (4)耽误了机电、风机的使用寿命,提高了风机的操纵服从。原旧焦炉除尘风机在运转历程中,常常形成风机和机电的破坏,保护工作量大,检验用度高,接纳变频手艺调速后,削减了机器磨损,包管了风机的一般运转。
  (5)调速范畴宽,调速精度高。
  除尘风机的风量常常需求按照工艺的需求变革,在已往液力偶合器调理时,呈现执行机构的开度与流量的非线形成绩,以致调理失误,接纳变频拖动风机能够在0~50Hz范围内随便调速,调速精度高,可连结在0.1~0.01Hz范围内事情,便于实现除尘体系自动化掌握。
  (6)变频器具有多项庇护功用,非常完美。
  与本来旧体系相比较,变频器具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升庇护等多项庇护功用,更准确地庇护了机电。
  (7)节能效果显著,大大低落了电耗。
  5 节能阐发
  焦炉除尘风机高压变频器投入使用以来,运转状况优良,根本到达预期的革新目标。
  除尘风机只要在推焦车推焦的时分需求高速,动员风机高速运转使风机的吸力到达1.5KPa便可满意工艺要求,到达除尘的结果,满意环保要求。按照现场的实践考查,旭阳焦化公司一期的焦炉消费状况是:推焦车天天消费焦炭110炉,每一次往外推焦时都需求除尘风机高速运转,并且每一次推焦连续的工夫是80S。焦炉每炉周期10min,80S要求除尘风机转速800rpm(40Hz)或870 rpm(43.5Hz),其他工夫要求风机转速600rpm(30Hz)。
  除尘风机高压变频器革新前后,本年和去年同期比拟,以吨焦炭电耗来阐发节能数据(单元:度/吨焦炭),如表4所示:

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  从上表4统计数据看,2009年1~6月同2010年1~6月相比力,吨焦炭电耗有较大幅度降落,降落达:18.17%,此中次要的节电是由高压变频器完成的。
  以焦炭除尘风机耗损电量来阐发节能结果,按照旭阳公司消费统计报表,2009年1~6月同2010年1~6月比拟,焦化厂2009年上半年焦炭产量为438020吨,2010年上半年焦炭产量为439334吨,产量根本不异,统计除尘风机耗损电量以下表5所示:

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  从表5数据统计看,除尘风机节电率为:(1780720-1193034)/1780720=33%,6个月共节约用电58.7万度,均匀每个月节约用电9.78万度,年节电量可预算为:9.78×12=117万度。以电价0.45元/度计较,焦化厂一期焦炉除尘风机年节电费:117×0.45=52.65万元。
  6结束语
  从风景牌JD-BP38-630F高压变频器在旭阳焦化公司一期焦炉除尘风机近一年运转状况来看,变频体系满意了焦化厂连续生产的需求,用户十分合意。在本年旭阳焦化公司二期焦炉除尘风机革新中也接纳山东新风光电子科技发展有限公司消费的JD-BP38-900F高压变频器。

 

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