高压变频技术在电炉除尘系统中的应用实践
高压变频器在除尘节能改造上的应用
进 行 改 造 ， 能 效 果 显 著 ， 实 现 了高 压 电机 的平 稳 启 动及 变速 运 行 ， 用 价 值 高 ， 得 在 除 尘 系 统 中 推广 应 用 。 节 并 实 值
ｄ ｍｅ ｔｃ ｈｉｈ ｖ ｌ ｇ ｅ ｅ ｃ ｏ ｖ ｒｅ ｏ ｉ ｏ ｅ ｔ ｅ ０ ｋ ｈｉｈ ｖ ｌａ ｅ ｓ ｓｅ ｏ ｄｕ ｔｎ ｔｒ Ｔｈ ｆｅ ｔｏ ｎ ｒ ｏ ｓｉ ｓ — ｏｔ ｅ ｆ ｑｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｅ ｔｒｔ ｍｐｒｖ ｈ １ Ｖ ｇ — ｏｔ ｇ ｙ ｔｍ ｆｄｅ ｓｉｇ ｍｏｏ ． ａ ｒ ｅ ｅｆｃ ｆｅ ｅ — ｇ ａ ｉ ｇ ｉ ｅ ｒ ｂ ｅ ａ ｄ ｒａ ｉｅ ｈｅ ｓｅ ｙ ｓａｔ ｎｄ ｇ ａ ｈｆ ｐｅａ ｉｎ ｏ ｉｈ ｖ ｌａ ｅ ｍｏｏ ． Ｉｓ ｐ ａ ｔｃ ｌｖ ｌ ｓ ｙ ｓ ｖｎ ｓｒ ｍａ ｋａ ｌ ， ｎ ｅ ｌｚ ｄ ｔ ｔａｄ ｔ ｒｓ ａ ｅ ｒｓ ｉ ｏ ｒｔｏ ｆ ｈｇ — ｏｔ ｇ ｔｒ ｔ ｒ ｃｉ ａ ａｕｅ ｉ ｔ ｈｓ ． ａ ｄ ｉ ｒｈ ｂｅｎ ｄ ｌ ｐ ｌｅ ｏ ｄ ｓ ｌａ ｎ ｙ ｔｍ． ｉｈ ｎ ｓｗｏ ｉｇ ｗｉｅｙ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｕ ｔｃｅ ｎｉｇ ｓ ｓｅ ｔ Ｋｅ ｙｗｏ ｄ ｆｅ ｅ ｃ ｏ ｅ ｔｒ ｄ ｔｃ ｌｅ ｔｏ ， ｅ ｒ ｙ ｓ ｖ ｎ ｒ ｓ ｒ ｑｕ ｎ ｙ ｃ ｎｖ ｒｅ ， ｕｓ ｏｌｃｉ ｎ ｎｅｇ ａ ｉ ｇ
７ 列 的铜缆 ，电动 机为 鼠笼 电机 。 电源进线 柜 内 ０系 有 上 、下 隔离及 真空 断路 器等 电气 装置 ；Ｐ Ｔ保 护柜 内有 电流 、 电压互 感器 ， 以及 继 电保护 装 置和计 量系
高压变频器在高炉炉前除尘风机上的应用探究
高压变频器在高炉炉前除尘风机上的应用探究滕泽民（河钢集团承钢公司自动化中心，河北 承德 ０６７００１）摘 要：目前在我国钢铁冶炼行业中，主要采用电动机实现能源供应，高压电动机的能耗量非常大，在６０％￣７５％之间，为了降低其能耗量，最有效的方法就是使用高压变频器。
高压变频器已经在我国电动机中得到了广泛应用，并取得了显著的节能效果，本文将重点研究高压变频器在高炉炉前除尘风机中的应用，提升风机的实际应用效率。
关键词：高压变频器；高炉炉前除尘风机；节能效果中图分类号：ＴＭ９２１．５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）１３－０２９６－２Application of High Voltage Frequency Converter in Dust Removal Fan of Blast FurnaceTENG Ze-min（Ｃｈｅｎｇｇａｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｈｅｇａｎｇ Ｇｒｏｕｐ， Ｃｈｅｎｇｄｅ ０６７００１， Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ， ｉｎ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｉｒｏｎ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ｍｏｔｏｒ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｕｐｐｌｙ． Ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ ｍｏｔｏｒ ｉｓ ｖｅｒｙ ｌａｒｇｅ， ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ６０％ ｔｏ ７５％． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｉｔｓ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｗａｙ ｉｓ ｔｏ ｕｓｅ ｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｏｔｏｒｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ， ａｎｄ ｈａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｉｌｌ ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｎ ｄｕｓｔ－ｒｅｍｏｖｉｎｇ ｆａｎ ｉｎ ｆｒｏｎｔ ｏｆ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｆａｎ．Keywords: ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｄｕｓｔ ｒｅｍｏｖａｌ ｆａｎ； ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ高炉在实际运行中会产生大量的烟尘，严重污染环境，为了解决这一问题，我国明确规定需要对高炉展开除尘处理，因此高炉炉前除尘风机得到了应用。
高压变频器在100t转炉一次除尘主风机中的应用
式， 将 同一 相 的所 有功率 单元 串联在 一起 ． 便 形成 了
５ ９
ｗｗｗ． ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｃ ａ ａ ａ ． ｃ ｏ ｍ ｌ 自动 化 应 用
变 频 节 能 及 软 起 动 系 统
一
个星型连接 的三相高压 电源 ， 驱 动电动 机运行 。
变 频 器 通 过 ＭＯ Ｄ — Ｂ Ｕ Ｓ与 除 尘 主 Ｐ Ｌ Ｃ通 信 ． 除 尘 Ｐ Ｌ Ｃ与 转 炉 氧 枪 倾 动 Ｐ Ｌ Ｃ之 间 通 过 以 太 网 实 现 数 据 交换和信 号采 集 ． 通 过 对 转 炉 炉 况 的判 断 ． 实 现 对 风 机 的 自动 调 速 控 制 。根据 炉前 冶炼 模式 （ 炼 钢 渣 ） 、 转 炉倾 动 角度 和 氧枪 高 度 。 来 建立 程 序 逻辑 关 系 在 上位
炼十余分钟后 ． 操枪人员提枪 ． 风机 自动进入 “ 提枪降
速” 档位 。 频率 以 ３ ０ Ｈ ｚ 运行 ： 如 果 点吹 。 程 序 判 断 抢
位． 会再 次升速至 ３ ５ Ｈ ｚ “ 点吹升 速” 档位 ． 点吹结 束提
枪 后 会 再 次 自动 降 速 至 “ 提枪 降速 ” 位： 当 转 炉 角 度
功 率 单 元 是 组 成 高 压 变 频 器 的最 小 单 位 。功 率 单 元 的基本拓 扑 为交一 直一 交 三 相 整 流／ 单 相 逆变 电路 ． 功率 单元 串联后 得到 的是阶梯 正弦 的 Ｐ ＷＭ 波 形 ， 波 形 正 弦度 好 ． ｄ ｕ ／ ｄ ｔ 小． 可 以减 少 对 电机 和 电缆 的绝 缘 损 坏． 无需 输 出滤 波 器 就 可 以使 输 出 电 缆 长 度 很 长 ， 电 动
荣信 Ｒ Ｈ Ｖ Ｃ高压变频器的主电路如 图 １ 所示 具 有相 同标号 的 ３组 副边绕组 ． 分别 向 同一 功率柜 （ 同
利德华福高压变频调速技术在电炉除尘风机中的应用
机的效率可保持在最高效率的８５％左右。
２增压风机采用高压变频调速技术的 例如 当需要风量为风机额 定冈量 的６０％时 ，通过调节
理论依 据
电机的转速至其额定转速 的６０％，即通过高压 变频器调
节 电源频率至额定频率的６０％（３０Ｈｚ）即可 ，这时所需要
经过舞钢公司多位设备技术人员的论证 ，认为对除 的轴功率将降至为原来 的３０％以下 ，而风机 的效率则基
２０１２年１ｏｆＪ刊 ｗｗｗ ｃｎ—ｐｌａｓｔｉｃｓ ｎｅｔ 塑料 制造 ７７
ｌ科技 专题 Ｉ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｐｒｏｊｅｃｔ
本保持在最高效率的８５％左右。这样 即使考虑高压变频调
速装置本身的损耗等因素 ，其节 电效果也是很明显的。 如果采用调节风 门开度的方式来控 制风量 ，则在 系
关键词 ：高压变频器 增压风机 调速 技术
１引言
尘风机的高压 电机进 行有效的调速控 制 ，是节约除尘风 机 用 电的最佳途径 。因为 ，由流体 力学 的基本定律可
人 所周知 ，钢铁企业是耗能大户，而舞钢公司长 知 ，使 用三相异步 电动机驱动的风机 负载属于平方转 八 期以来都非常重视高耗能用 电设备的节能工 矩负载 ，其转速ｎ与风量Ｑ、压力Ｈ以及轴功率Ｐ具有如下
ｌ
＼
＼
菱 频嚣
； Ｉ ６｝（Ｗ５０ＨＺ
＼
图二 高压开关框
７８ 塑料 制造 ＷＷＷ ｃｎ—ｐｌａｓｔｉｃｓ ｎｅｔ ２０１２年 １０月
图２中ＯＦ为带综合继保的高压断路器 ，ＱＳＩ、ＱＳ２、 ＱＳ３采用手动隔离开关 ，电机可以实现手动旁路 。如果 ＱＳ］、ＱＳ２闭合 ，ＱＳ３断开时 ，电机可 由变频器控制调速 运行 ；如果 ＱＳ１、ＱＳ２断开 ，ＱＳ３闭合时 ，电机 工频 运 行 ，可由ＱＦ直接启停并进行保护 。变频器可 完全和 电网 脱离 ，便于维护与榭 彦。
高压变频器在除尘风机上的应用
高压变频器在除尘风机上的应用摘要：电机是风机、水泵、压缩机、机床、传输带等各种设备的驱动装置，广泛应用于冶金、石化、化工、煤炭、建材、公用设施等多个行业和领域，是用电量最大的耗电机械。
据统计测算，我国电机保有量约19亿千瓦，总耗电量约3.8万千亿千瓦，占社会总用电量的64%，其中工业领域电机用电量为2.9万亿千瓦，约占工业用电的75%。
目前我单位30千瓦以上电机共2000余台，装机容量32万千瓦，变频电机占比近13%，对我单位而言，电机能效每整体提升1个百分点，能够节电约1000万度/年，节约电费约500万元/年。
关键词：节能；变频器；节电率；频率；风速1、技术背景为了节能降耗，目前对我单位5台除尘风机做变频节能改造研究。
分别为：磨矿仓除尘450kw一台；高压辊磨除尘280kw一台；中间贮矿仓除尘450kw一台；中破碎除尘450kw一台；筛分除尘1000kw一台。
2、节电原理风机属于平方转矩负载，根据流体力学的知识可知：1）风机的流量与水泵的转速成正比2）风机的扬程（压力）与转速的平方成正比3）风机的轴功率与转速的立方成正比3、计算过程1）风机的轴功率为p，风机的转速为n，风机的扬程为h，流量为q；2）转速调节后：轴功率为p0，转速为n0，扬程为h0，流量为q0；3）计算公式：p=kn3 h=kn2 q=kn假设：转速降低到原来的95%，即下降5%时（a）流量q0=k ×（95/100）n=0.95kn=0.95q 即流量变为未调节前的95%，下降了5%；（b）扬程（或压力）h0=k×[（95/100）n]2=0.9kn2=0.9h；这时扬程（或压力）下降了（h-h0）/h×100% =（h-0.9h）/h×100%=[h（1-0.9）]/h×100%=10%（c）轴功率p0= k×[（95/100）n]3=0.86 kn3=0.86p；这时轴功率下降了（p- p0）/p×100% =（p-0.86p）/p×100%=[p（1-0.86）]/p×100%=14%综上所述：也就是说当风机转速下降5%时，流量也同比例下降了5%、扬程（或压力）下降了10%、轴功率下降了14%，这时的轴功率即为节电率。
高压变频器在1880高炉出铁场除尘系统中的应用
Electrical Engineering and AutomationJune 2014, Volume 3, Issue 2, PP.16-20 Application of High V oltage Inverter in the1880m3 Blast Furnace Casthouse Dedusting SystemGuangxue YuShandong Iron and Steel Group Laiwu Branch Company Equipment Maintenance Center#Email: yuguangxue23@AbstractThe employment of technically innovated high-voltage inverter in dedusting system outcome high leveled electric automatic control and achieved the goal of saving energy and reducing cost.Keywords: Dusting System; High-Volatge Converter; Energy Saving高压变频器在1880高炉出铁场除尘系统中的应用于光学山东钢铁集团莱芜分公司设备维修中心山东省莱芜市271104摘要：通过采用高压变频器在除尘系统的技术改造，提高了电气自动控制水平，达到节能降耗的目标。
关键词：除尘系统；高压变频；节能引言引言：环保、节能、高效一直以来是莱钢炼铁高炉出铁场除尘系统的不懈追求。
在对除尘器、管道系统、输灰系统等设施进行改造的同时，我们非常注重电气及控制系统的优化升级。
曾尝试将高压液变电阻式软启动器改造为性能较为可靠的HRVS-DN型电子式高压软启动器。
然而这仅解决了电机启动时对电网的冲击和启动后旁路接触器工作的问题，虽对电机有较好的保护作用，却无明显的节能效果。
高压变频器在除尘电机上的应用
整 ， 钢 过 程 中加 料 、 铁水 、 炼 兑 等样 、 钢 、 眼期 出 堵 间 ， 量 很 小 ， 尘 不 需 要 大风 量 ； 炼 吹 氧 期 烟气 除 冶 间， 烟气量 最 大 ， 求 风量 也 最 大 。整 个 冶炼 过 程 要
小 ， 入 电流谐 波 畸变 小 于 ４ ， 网输 入 电压 谐 输 ％ 电 波 畸变小 于 ２ ， ％ 不存 在谐 波引起 的电机 附 加发 热
１２ 除 尘风 机工 艺 要约 ② 约 ６ 分 钟 ； 等样 、 ０ ③ 出钢 、 眼 ， ２ 分 钟 。整个 堵 约 ５ 冶炼 工 艺 周 期 约 为 ９ ０分 钟 ， 中① ③ 为 低 速 时 其
维普资讯
２０ ０ ８年第 ２期
供 电 ， 率单 元 之 间 及 变 压 器 二 次 绕 组 之 间相 互 功 绝缘 ， 次 绕 组 采 用 延 边 三 角 形 接 法 ， 现 多 重 二 实 化， 以达 到 降低 输 入 谐 波 电流 的 目的。 每 个 功 率 单 元结 构 上完全 一致 ， 以互 换 ， 统 为基 本 的单 可 系
率 ０５～１０ Ｚ 。 ２Ｈ 。
空 间 。我 厂使 用北 京利 德 华 福公 司 生产 的高 压变 频 器 ， 能效 果 明显 ， 到 了可 观 的经济 效益 。 节 得
ｌ 高压 变频 器 的技 术要 求及 改造方案
１ １ 电机及风 机 参数 。 电 机 参 数 ：型 号 ： ５ ０— ８ 额 定 功 率 ： Ｙ ６３ １０ ｋ ００ Ｗ 额 定 电 流 ：１Ａ 额 定 电压 ：ｋ １８ ６ Ｖ 额定 转速 ：４ ｒｍ 功率 因数 ： 。４ ７ ２ｐ ０ ８ 风 机 参 数 ： 号 ： ４ — ７Ｎ ２ Ｆ 风 量 ： 型 Ｙ ３ Ｏ８
高压变频调速在电弧炉除尘风机上的应用
１ 技 术 改 造 背 景
电弧 炉炼 钢是 一些 钢 铁厂 造成 烟尘 污染 的主要
． ． ．
中图分类号： １ ； ９１ １ Ｔ １ Ｔ ２． Ｆ１Ｍ ５
Ｉ ｌ 一
文献标志 Ｂ 码：
米 之 冶 过是 过 墨 擞 电烁 炉 源 ～。 烁 程 通 囱 电 向 弧 俐
整炉内气氛 ． 对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极
钢周期 为 ７ ５ｍ 在不 同的生产工艺 阶段 ． ０ ８ ｉ 电弧 炉 产生 的烟气量 和烟气 温度不 同 且差异 较大 。加料过 程 中 主要是 装 料 时废钢 及渣 料产 生 的扬尘 ． 要 的 需
。
．
．
除尘 风 量不 大 以粉 尘不 扩散 、 污染 电炉 周边 工作 不 环境 为标 准 送 电过 程 中是原 料送 电拉弧加 热 引发
— ｌ ｌ
。１ ．
电 弧炉
Ｉ ｌ
喷 尘 ｌ 淋冲 器ｌ
水阍
电 动
。 。 ｎ ／ 一
为 利 电 钢 废 为 要 料，制 碳 或 有 。炉 以钢 主 原 熔 出钢
不 锈钢 钢水 供炼 铸用 。电弧 炉炼 钢 时产生 的有 害物 污 染 主要体 现 在 电炉 加料 、 炼 、 冶 出钢 ３个 阶段 电 炉 冶炼 一般分 为熔化 期 、 氧化 期和 还 原期 ． 中氧化 其 期 强 化脱 炭 ， 由于 吹 氧或 加 矿 石 而 产生 大 量 赤 褐色
Ｃ ＨＥＮＧ ｈ ｎ － ｉ ｎ Ｓ ｅ ｇｘ ａ
（ ｂ ｉ ａ ｈ ａ ｅｅｏ ｍ ｎ ｏｐ ｒｔ ｎ Ｗｕ ａ ３ ０ ７ Ｃ ｉａ Ｈｕ ｅ Ｓ ｎ ｕ ｎＤ ｖ ｌ ｅ ｔ ｒｏａ ｏ ， ｈ ｎ４ ０ ７ ， ｈｎ ） ｐ Ｃ ｉ
高压变频调速节能技术在除尘风机上的应用
浪 费。 （ ２ ） 高低速之 间的控制 一般采 取 电话联 系 的方 式 ，即 由中控室操 作人 员 电话 联系除 尘值班 室值 班 人 员进 行高 低速 调整 。现 场 实际存在 通知不 及 时 、
不调速 、高速长 期运行 （ 特 别 是晚上 ）等 问题 ，耗 费 能源 。
尘风 机是一个 问 隙性的工 作制度 ， 即高 炉 出铁 时高 速使 用 ，不 出铁 时低 速使 用 。
２ ）矿焦槽除尘、机尾配料和整粒除尘风机
图 １ 高炉炼 铁 出铁 场工 艺周期 图
（ １ ） 在生产 过程 中常常需要 根据生产 的实 际情 况 不断调 整风机 的风量 、负 压等风 系统参 数 ，使之 满 足生产 。 以上 ３台除尘风机均 采用 调节风 门的方 式 调节 系统参数 ，这 种调节 方式 是最原始 的调 节方 法 ，仅仅 是 改变通道 的流通 阻力 ，其开 合度大 小不
１ ８ ０ ０
ｌ ０ １ ２ ９ ． ４ ９ ９ ５ ０ ． ８ ６
Ｉ ｌ ２ Ｏ
１ Ｏ ８ ５ ５ ９ ７ ０ ． ７ ９
６ ３ ０
１ Ｏ ４ ７ ． ４ ７ ４ ６ ０ ． ８
改造前基准功率／ ｋ Ｗ 运行 参数 风机入口阀门开度／ ％
Ｙ ＫＫ７ １ ０ ． １ ０
ＹＫ Ｋ５ ６ ０ ３ — ８
额定功率 Ｗ
铭牌 参 数 额 定 电压／ ｋ Ｖ 额 定 电流 ／ Ａ 额 定转 速／ （ ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ ） 功 率 因数
２ ０ ０ ０
１ Ｏ ｌ ４ １ ． ９ ９ ９ ４ ０ ． ８ ６
近 比广 Ｂ Ｈ２ Ｏ Ｑ ２的面 积 。显 然风机 所需 的功率增 大
２ ４台高压风 机 节能 改造采 取 的措 施
高压变频器在高炉炉前除尘中的应用
2
结合除尘系统的 24 h 不间断工作制， 经技术人员现 场研究决定， 宜在炉前除尘系统中采用高压变频器 的方式进行节能改造。同时， 增设的高压变频器应 该具有变频/工频切换装置， 即在变频器发生故障 时， 能手动切换到工频方式运转， 保证电机继续运 行。并且， 为满足岗位工艺的要求， 需将变频器部 分功能显示在监控画面上， 实现上位机集中监管。
技术改造思路
考虑到炉前除尘风机对环保和生产的重要性，
M
输出正弦滤波器 隔离 中间直 鼠笼式 隔离变压器 二极管 二极管 保护 三电平逆变器 输出正弦滤波器 中间直 鼠笼式 三电平逆变器 保护 变压器 IGCT 流回路 感应电机 整流桥 感应电机 整流桥 IGCT 流回路
图1
ACS1000 变频器电气原理
ZTSFGN-800/6 TSFGN-1750/6
ZTSFGN-1150/6 1150
3.4
图2 变频器输出电压和电流波形
增加变频/工频切换柜
为提高环保质量， 保证炉前除尘风机的连续运 行， 防止变频器故障停机后造成污染， 需实现变频 故障后能及时切换至工频运行功能， 因此增加了变 频/工频切换柜， 保证了在变频故障时， 除尘风机能 及时倒用至工频运行。切换柜原理见图 3。
第 40 卷 第 2 期 2018 年 4 月
������������ ������������������������������������������������������������
山
东
冶
金
Shandong Metallurgy
Vol.40 No.2 April 2018
1
炉， 每座高炉分别设有 1 个出铁口。出铁后产生的 大量烟尘完全依靠除尘系统进行处理。铁口出铁 时产生烟尘量大， 除尘风机风门接近全开， 除尘电 机处于高负荷运行状态。铁口封堵进入铁水冶炼 阶段时， 吸尘点阀门仍需打开， 用以降低作业点温 度并捕集产生的烟尘， 但此时除尘电机可调至低负 荷运行。按现有高炉出铁制度， 铁口出铁时间约 60 min， 出铁结束进入冶炼阶段至下一铁口开口约 需 30 min。即正常生产时， 在一个标准出铁周期 内， 只有 2/3 时间需要风机高负荷运行， 余下的 1/3 时间风机可进入低负荷阶段。但实际运行时， 风机 风门接近全开， 始终处于高负荷运行状态， 而且除 尘风机电机采用直接启动， 启动时电流达到额定电 流的 7～8 倍， 整个过程造成了电能的极大浪费。 为了节约电能， 保证除尘电机的使用寿命， 增 强设备的利用效率， 迫切需要对现场的除尘系统进 行技术改造， 主要是增加安全、 稳定、 可靠性高的调 速设备， 保障整个除尘系统运行的稳定持续。
高压变频器在转炉一次除尘风机中的应用
高压变频器在转炉一次除尘风机中的应用高压变频器因其具有调速范围广、调速精度高、系统可靠性高等优点从而在转炉一次除尘风机系统中得到了广泛的应用。
本文主要对高压变频器的原理、控制方式进行了探讨，对比了系统改造前后在节能方面上的优势。
标签：高压变频器；液力耦合器；技能；PLC1 引言唐山国丰80吨转炉一次除尘采用的是半干法除尘系统，除尘风机原采用的是液力耦合器调速的控制方式。
除尘风机电机型号为YB710M2-4，额定电压10KV，额定功率1250KW，额定转速1490r/min。
在实际生产过程中，风机控制分为两个阶段，兑铁、溅渣、等待为风机低速阶段，此时风机转速为650r/min，吹炼为风机高速阶段，此时风机转速为1350r/min。
因为液力耦合器具有调速范围小、精度低、输出效率不高的缺点，造成风机无法实现更为合理的转速控制，造成电能的过多消耗。
并且由于液力耦合器已使用多年，现故障率已较高，对生产已造成很大的影响，因此决定对除尘风机进行高压变频改造。
2 高压变频器的组成此次改造采用的是采用的是汇川HD90-J100/2000-DNT型高压变频器，主要由以下4部分组成：手动旁路柜、变压器柜、功率单元柜、控制柜。
手动旁路柜是为了保证负载不间断的运行而设置的，在变频器发生故障后可以变频控制手动切换到工频控制。
变压器柜内装有干式移相变压器，对输入的10KV高压进行隔离、移相、整流后，输出相互有相位差的低压电，分别接到每一相的功率单元的输入端。
功率单元柜共有24个功率单元，分属3相，每相8个功率单元串联，功率单元实际为单相桥式变频器，由输入变压器的副边绕组供电，整流、滤波后由IGBT以PWM方法进行控制，输出可变频、变压的交流电，串联叠加后可输出0—50HZ，线电压为10KV的三相交流电，以驱动交流电动机。
控制柜内装有一套主控制器，主控制器根据控制命令、给定信号机运行信息、应答信息进行运行控制、状态分析、故障诊断等运算，检测出故障后按故障性质进行故障处理，如封锁系统、高压跳闸等，并给出相应故障信号。
高压变频器系统在4#除尘风机中的应用图
高压变频器系统在4#除尘风机中的应用（图）1、引言三钢炼钢厂原有15t氧气顶吹转炉三座，采用“三吹三”方式，转炉吹炼过程中，炉口会排出大量棕红色的烟气，烟气温度高、含有易燃气体和金属颗粒，按照我国1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》（GB16297一1996），对烟气必须冷却、净化，由引风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收系统中备用。
因此，每座转炉需配有一套除尘系统，除尘系统采用二级文氏管烟尘净化方式，烟道直径Φ1.7m,烟气输送管线820mm，风机型号AI850，电机功率630KW/6KV。
由于转炉周期性间断吹氧，为满足节能和环保要求,要求风机在整个炼钢工作周期内变速运行，吹氧时高速运行，不吹氧时低速运行。
2000年初，炼钢厂对三座转炉进行扩容改造，将风机移至地面，采用液力偶合器调速，高速2700r/min（设计2900r/min），低速1200r/min。
经过一段时间的运行，发现液力偶合器技术存在着局限性，主要表现在：1、调速范围在30%～90%之间，转速不稳定；而且低速1200r/min仍然偏高，造成能源浪费，高速运行时，液力偶合器有时失速，转炉炉口冒烟；2、液力偶合器需经常更换轴承，造成转炉停产，不能满足连续生产的需要。
3、电动机的效率低，损耗大，尤其低速运行时，效率极低；4、调节精度低、线性度差，响应慢；5、启动电流仍比较大，影响电网稳定；6、液力偶合器故障时，无法切换至工频旁路运行，必须停机检修；7、漏油严重，对环境污染大，地面被油污蚀严重；鉴于液力偶合器存在上述众多问题，因此在2001年，炼钢新上一座30t转炉时决定不再使用液力偶合器调速，改用高压变频器为新转炉风机进行调速。
2、高压变频器技术要求及改造方案除尘风机是除尘净化系统的动力中枢，一旦除尘风机不能正常运行，不但影响生产，造成巨大的经济损失，还有可能威胁到现场生产人员的人身安全；另外，调速系统工作的环境比较恶劣；同时转炉又周期性间断吹氧；所以，和除尘风机配套的高压调速系统，要求具有极高的可靠性。
高压变频技术在冶金除尘系统中的节能应用陈勇
高压变频技术在冶金除尘系统中的节能应用陈勇摘要：在冶金生产工艺中，除尘系统为重要的环节部分，除尘系统运行效率对整个工艺过程的执行和落实质量有着直接影响。
随着冶金行业的快速发展，除尘系统在不断更新和优化，尤其是高压变频技术在其中的应用，使其可以根据实际生产需求来进行自动调节，更好的适应实际工况，在保证高效生产的同时，减少能源浪费。
本文对高压变频技术在冶金除尘系统中的应用方向和要点进行了简单分析。
关键词：高压变频技术；冶金工艺；除尘系统高压变频技术主要应用于交流电动机的变频调速，相比其他调速技术具有更大技术优势，节能效果显著。
将高压变频技术应用到冶金除尘系统中，对进一步促进生产效率具有较大意义，应就技术特点和冶金工艺就应用方式不断进行深入分析。
一、冶金除尘系统特点就冶金工艺特点来看，生产过程中会伴随着产生大量的粉尘，对生产效率以及人员健康均有着严重影响，一直以来都是生产技术优化的要点。
在专业技术不断更新的情况下，冶金除尘系统在不断创新，功能更为完善，不断提高除尘效果。
冶金行业已经实现了大规模技术改造，各生产工段已经普遍应用了除尘设备，可以维持除尘系统的稳定可靠运行，符合绿色环保生产要求。
就实践效果来看，除尘系统主风机装机功率容量在不断增加，变频技术越来越广泛的被应用到调速装置中，确保风机能够根据实际工况来对速度大小进行灵活调节。
例如部分继续生产工段，以工艺特点为依据，采取自动控制的方法，使得系统主风机可以以高速或低速的状态工作，避免造成能源浪费。
相比复杂度较高的工段，以最大烟尘量作为主要依据，可以节省更多电能，维持系统风机时刻处于最佳状态，提高综合生产效果[1]。
二、高压变频技术在冶金除尘系统中应用1.高压变频调速技术高压变频调速技术在冶金除尘系统中的应用已经相对成熟，其应用了先进的电力电子技术、现代通信技术、计算机控制技术以及高压电气技术等，涉及多门专业领域，相比其他调速技术具有更大优势。
第一，高精确性。
高压变频技术在冶金除尘系统中的节能应用
高压变频技术在冶金除尘系统中的节能应用
高压变频技术是一种应用于冶金除尘系统的节能技术。
传统的冶金除尘系统通常使用固定频率的电机驱动除尘设备，但这种方式存在着能耗高、操作维护成本高、除尘效果差等问题。
而高压变频技术则可以通过对电机进行变频控制，实现节能的同时提高系统的工作效率和除尘效果。
高压变频技术可以根据实际需求进行电机的灵活控制。
传统的冶金除尘系统通常使用固定频率的电机驱动除尘设备，无法根据实际工况的变化进行调整。
而高压变频技术可以根据除尘系统的负荷变化实时调整电机的转速和功率，保持系统在最佳工作状态，从而避免了传统系统中电机运转时的无效功耗，大大降低了电能消耗。
高压变频技术可以提高冶金除尘系统的工作效率。
通过高压变频技术的应用，可以根据工况的需求动态调整电机的转速和功率。
这样可以使除尘风机在不同负荷下工作在最佳工作点，提高风机的效率和运行稳定性，同时也减轻了工作设备的负荷。
相比传统的固定频率控制方式，高压变频技术可以使除尘系统在不同的工况下都能获得较高的工作效率，从而达到节能的效果。
高压变频器在高炉除尘风机上的应用
高压变频器在高炉除尘风机上的应用本文分析了高压变频器在济钢高炉除尘风机中应用，通过计算分析以及实际运行的效果，证明了高压变频器在电机系统节能中的重要作用。
1.引言随着国民经济的迅速发展，特别是世贸组织的加入和市场竞争的加剧，能源问题已经显得尤为突出，节能减排的大力投资成为各个行业提高市场竞争力新的亮点。
而各个行业中，电机的应用极为广泛，它是工况企业中的主要动力，在冶金、石化、电力、矿业等各个行业中，用于风机、轧机、泵类等大型机械设备的拖动，尤其高压电机的电能消耗非常巨大，占企业所有电机电能消耗的65－75%之多。
对于电机节能，高压电机的节能尤为突出。
目前电机系统节能工程被定位国家发改委启动的十大重点节能工程之一。
对电机系统的节能来说，不管从调速、起动和制动性能上来说，采用可控硅变频技术是最为理想的节能途径，尤其在某些特定工艺下，中、高电压、大功率的电机采用高压变频器节能效果尤为明显。
2.高压变频器的分类及节能优势变频器是运动控制系统中的功率变换器。
目前，我国高压变频器呈现三大趋势：（1）功率单元串联多电平技术依然是市场的主流。
（2）向大功率方向发展。
（3）随着高压变频技术的成熟，将大幅拓展工艺控制对于变频调速的需求。
高压变频器不像低压变频器那样具有成熟的一致性的主电路拓扑结构，而是限于功率器件的电压耐量和高压使用条件的矛盾，国内外各变频器生产厂商，采用不同的功率器件和不同的主电路结构，以适应各种拖动设备的要求，因而在各项性能指标和适用范围上也各有差异。
高压变频器的分类一般可分为两大类：（1）交—交变频器（无直流环节）（2）交—直—交变频器（有直流环节）。
其中交—直—交变频器又可根据直流环节采用大电感以平抑电流脉动的变频器称为电流源型变频器，直流环节采用大电容以抑制电压波动的变频器则称为电压源型变频器。
图1为三种高压变频器框图。
图1：三种高压变频器框图无论何类变频器，判断其优劣，首先要看其输出交流电压的谐波对电机的影响；其次要看对电网的谐波污染和输入功率因数；再次要看其本身的能量损耗（即效率）如何。
高压变频技术在电弧炉除尘系统中的应用
高压变频技术在电弧炉除尘系统中的应用发表日期：2006-11-23 阅读次数：911 概述钢铁厂以其资源密集、能耗密集、生产规模大、物流吞吐量大等特点，长期以来一直被认为是烟尘排放量大、废弃物多、污染大的企业。
而电弧炉炼钢是钢铁厂造成烟尘污染的主要来源之一。
电弧炉(简称电炉)主要是通过用废钢、铁合金和部分渣料进行配料冶炼，然后熔制出碳钢或不锈钢钢水供连铸用。
电炉炼钢时产生的有害物污染主要体现在电炉加料、冶炼、出钢3个阶段。
吹氧过程的烟气量最大，含尘浓度和烟气温度高。
因此，电炉除尘系统则是按照吹氧时的最大烟尘排量来进行设计。
在系统最大风量需求的基础上增加1.1~1.3倍的安全阈度进行除尘风机选型设计。
整个炼钢过程中吹氧时间占30%~35% .此时风机处于较高负荷运行，而其余时间则处于较低运行工况。
很显然，除尘系统的利用率很低且系统效率差。
长期以来，不论电炉处于哪个运行阶段，产生的粉尘多少均可促使除尘风机全速运行，采用入口挡板开度调节，功率大、效率低造成大量的电能浪费。
随着市场竞争的不断深化，通过节能降耗来提高生产效率成为企收发展提高竞争力的有效手段之一。
在90年代开始广泛应用的高压大功率变频调速技术则正是适应了市场的需求，在技术和应用领域上不断地得到进步和拓展。
现在，己广泛应用于电力、石油化工、矿山、冶金、给排水、机车牵引等领域。
图1 电弧炉除尘系统大冶特钢集团某炼钢厂正是在这种状况下，对电炉除尘系统进行高压变频技术改造研究的。
该电弧炉除尘系统结构如图1所示。
电炉在冶炼过程中的粉尘主要通过炉顶烟道经沉降室沉积，水冷壁冷却后经除尘系统过滤排放;同时利用集尘罩将生产车间现场的粉尘和废气及时排走，以免危及电炉周边工作人员的安全，污染环境。
除尘风机是对烟气进行吸收和排放的主要设备。
2 系统技术方案大冶特钢集团某炼钢厂8#电炉为扩容的70tABB交流电弧炉。
除尘器系统采用TFMC布袋式除尘器，设计过滤面积11985㎡.最大除尘风量450000m3/h。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关键词 ： 高压 变烦 技 术 ； 尘风 机 ； 能 除 节
中 图分 类 号 －Ｆ６ ．１ ＂ ０６ ３８ Ｔ 文 献 标 示码 ： Ａ 文章 编 号 ： ７ １ ４—０７ （００ ０ —０７— ３ ６ ９ １２ １ ） ２ ５ ０
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ｔｅ ｐ ｅｅ ｔｒ ｎ ｉ ｇ ｓｔａ ｏ ｆｔｅ ａｃ ｆｒ￣ｅ ｑ ｉ ｍｅ ｔａ ｄ ｔｅ ｃ ａ ａ ｔｒｓ ｃ ｏ ｅ ｄｕｔｒ ｍｏ ａ ｙ — ｓｒ ｃ ： ｓｄ ｏ ｈ ｒｓ ｎ ｕ ｎ ｎ ｉ ｔ ｎ ｏ ｈ ｒ ｕ ｔ ｅ ｅ ｕ ｐ ｎ ｎ ｈ ｈ ｒｃｅｉｔ ｆｔ ｓ ｅ ｖ ｌｓ ｓ ｕｉ ｉ ｈ ｔｍ ，ｔｒｕｇ ｏ ｃｕ ｉｇ ａ ｄ ａ ａｙｉ ｇ ｔｅ 印 ｐｉ ａｉｎ ｅ ａ ｌ ｆｈｇ — ｖ ｌａ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ａ ｇ ｒｏ ｕ ｔｒ ｍｏ ￣ ｓ ｓｅ ｉ ｈｅ ｅ ｈ ｏ ｈ ｃ ｎ ｌｄｎ ｎ ｎ ｌｚｎ ｈ ｌｅ ｔｏ ｘ ｍｐｅ ｏ ｉｈ ｏｔｇ ｒｑ ｅ ｃ ｈ ｅ ｎ ｄ ｓ ｅ ｖ ｎ ｙ ｔｍ ｎ ｔ ｆｕ ｔ ｌ ｎ ｌｎ ．ｔ ｅｈｇ ｏ ｒｈ ｍｅｔｇ ｐ ａ ｔ ｈ ｉｈ— ｖ ｌ ｅ ｆｅ ｅ ｃ ｏ ｖ ｒｉｎ ｔｃ ｏｏ ｙ ｉ ｈ ｌ ｕ ｎ ｃ ｕ ｔｒ ｍｏ ａ ｙｔｍ ’ ｒｃ ｃ ｓｉｔｏ ｉ ｏｔ ｒ ｑ ｎ ｙｃ ｎ ｅｓｏ ｅ ｈｎ ｌｇ ｎｔ ｅａ ｅｆｒ ａ ｅｄ ｓ ｅ Ｖ ｌｓ ｓｅ ｓｐ ａ ｔ ｅｗａ ｎｒ — ａｇ ｕ ｉ ｄ ｃ ｄ ｉ ｅａｌ ｎ ｔｉ ａ ｅ ．Ｉ ｗａ ｒｖ ｄｂ ｈ ｘ ｍｐｅｔ ｔｔｉ ｒｑ ｅ ｃ ｏ ｖ ｒｉｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｏ ｌ ｋｅｇｅ ｔｐ ￣ｅ ｓ ｓｏ ｕ ｅ ｎ ｄ ｔｉｓｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｔ ｓｐｏ ｅ ｙ ｔｅ ｅ ａ ｌ ｈａ ｓｆｅ ｈ ｕ ｎ ｙｃ ｎ ｅｓｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｃ ｕｄ ｍａ ｒ ａ ｗ ｓ ｎ ｅ ｔｅ ａ ｐ ｃｓｏ ｎ ｒ ｙ ｓ ｖｎ ｎ ｎ ａ ｃ ｍｅ ｔｏ ｕｏ ｔ ｎ ｃ ｎｒｌ ｎ ｅ ｅ ． ｈ ｓ ｔ ｅ ｅｇ ａ ｉｇ ａ ｄ ｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ｆａ ｔｍａ ｏ ｏ ｔ ｌ ｇ ｌｖ １ ｅ ｆ ｉ ｏｉ Ｋｅ ｏ ｄ Ｈｉｈ— ｖ ｌａ ｅｆｅ ｅ ｃ ｏ ｖ ｒｉｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ，Ｄｕｓ ｍｏ Ｍ ｉ ｌｗｅ ， Ｅｎ ｒｙ ｓ ｖｎ ｙ Ｗ ｒ ｓ： ｇ ｏｔｇ ｒｑ ｎ ｙ ｃ ｎ ｅｓｏ ｅ ｈ ｏｏ ｕ ｙ ｔｒ ｅ ｖ ａｒｂ ｏ ｒ ｅ ｇ ａ ｉｇ
第１ ６卷 总第 ６ 期 ３ ２１ ００年第 ２期
特 钢技术
Ｓｅ ｌＴｅ ｈ ｌ ｔｅ ｅ ｎｏ
Ｖ １１ （３ ｏ．６ ６ ）
２ １ Ｎｏ． ０ ０， ２
高压 变频 技 术 在 电炉 除 尘 系统 中的应 用 实践
陈 耀 星
（ 钢集 团长 钢公 司炼 钢 厂 ， 攀 四川 江 油 ６１０ ） ２７２
Ｃｈ ｎ Ｙａ ｘ ｎ ｅ ｏ ｉｇ
（ ｔ ｌ ａ ｉ ｈ ｔ ｉ ｕ ｎＣ ａ ｇ ｈ ｎ ｐ ｃ ｌ ｔ ｌ ｏ ， ｔ ． Ｐ ｎ ａ ｇＧｏ ｐ Ｊ ｎｙ ｕ６ １０ ） Ｓｅ —ｍ ｋ ｇＰ ｎ，Ｓ ｈ ａ ｈ ｎ ｅ ｅ ｇ ｅ ｉ ｅ ． Ｌｄ ， ａ ｇ ｎ ｒ ， ａ ｇｏ ２ ７ ｅ ｎ ｅ Ｓ ａＳ ｅＣ ｕ ｉ ２
直是 烟尘排 放量 大 、 弃物 多 、 废 污染 大 的单 位 。而 基 于环 保 要 求 ，０ ６年 １ ２０ １月一２ ０ ０ ７年 ７月 ， 攀
电弧 炉炼 钢 是 炼 钢 厂 造 成 烟 尘 污 染 的主 要 来 源 之
一Hale Waihona Puke 。长钢 公 司对炼钢 厂 四车 间 ４台电弧 炉 和两 台加 热 炉 进行 了除 尘系统 配 套改造 。 电弧 炉 （ 称 电 炉 ） 简 主要 是 通 过 用 废 钢 、 合 金 铁
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｇ — Ｖｏｔ ｇ ｅ ｕｅ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｐ ｉ ｔｏ ｆＨｉｈ — ｌａ ｅ Ｆｒ ｑ ｎ ｙ Ｃｏ ｖ ｒ ｉ ｎ ｃ
Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｓ ｍ ｏ ａ ｙ ｔ ｍ ｆＥｌ ｃ ｒｃ Ｆｕ ｎ ｃ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ Ｄｕ ｔ Ｒｅ ｖ ｌＳ ｓｅ ｏ ｅ ｔ ｉ ｒ ａ ｅ
摘
要 ： 分析 电弧 炉设 备 的 运 行 现 状 和 研 究 电弧 炉 除 尘 系统 特 点 的 基 础 上 ， 过 总 结 分 析 高压 变频 器在 攀 长 在 通
钢 炼 钢 厂 四 车 间 除 尘 系统 中的 应 用 实例 ， 绍 了 高压 变频 技 术 在 电 弧 炉 除 尘 系 统 中的 实践 。 实例 证 明 ， 变 频技 术 介 该
攀钢 集 团长 钢 公 司炼 钢 厂 以其 资源 密集 、 耗 能 密 集 、 产规模 大 、 流吞 吐量 大 等 特 点 ， 期 以来 生 物 长
一
程 中吹氧 时期 占 ３ ％ 一３ ％ ， 时风 机 需 要较 高 负 ０ ５ 此 荷运行 ， 而其 余 时间则 需要 较低 负 荷运 行 。很显 然 ， 若不对 除尘 系统 进 行 节 能 技 术 配套 ， 不论 电炉 处 于 哪一个 运行 阶段 ， 生 的粉 尘 大 小 均 使 除 尘风 机 全 产 速运行 ， 这必 将 造 成 大 量 的 电 能 浪 费。 随 着市 场 竞 争的不 断加 剧 ， 能降 耗 、 节 提高生 产 效率 成为 企业 发 展 提 高竞争 力 的有效手 段 之一 。