烧结厂主抽风机变频调速节能案例分析_何青
烧结系统主抽风机的变频生产与节能应用
烧结系统主抽风机的变频生产与节能应用摘要随着自动化控制技术的不断进步，冶金行业对自动化高效化、节能化有了更高的要求，本文采用高压变频控制技术对烧结主抽风机同步电动机在启动过程中实现降压、降噪、减少电网高次谐波，并在生产时可控调速，以达到节能省电效果。
关键词：高压变频器变频控制节能环保1前言高压大功率同步电动机是当前烧结主抽风机的常规配置，也是钢铁企业烧结工序中的核心设备。
烧结主抽风机的起动多采用降压起动，起动电流通常是额定电流的 3～5 倍，不仅严重冲击电网和电网中的其他用电设备，而且冲击电流导致电动机振动大、发热快、绝缘易老化。
因烧结工艺参数或配料变化，通常采用调节主抽风机风门开起度的方式来调节烧结机风箱的风压和风量，但是电动机的输出功率几乎不变，导致电能较大浪费。
因此，采用先进的高压变频技术实现主抽风机的起动和调速控制，是烧结生产提高产量和质量、降低能耗的重要措施。
2高压变频器的工作原理和系统组成2.1高压变频器的工作原理变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元等组成，三相高压电进入高压开关柜，经输入降压和移相等处理后为功率柜中功率单元供电；其次，变频控制柜中的控制单元对功率柜中功率单元进行整流、逆变控制、检测等处理，使得频率可以根据需要通过操作界面给出；最后，控制柜中控制单元将控制信息发送至功率单元中进行整流、逆变等调整，输出所需等级的电压，基本控制原理如图1所示。
图1电机的转速满足如下的关系式：n =（1-s）60f/P=F×（1-s）（P：电机极对数；f：电机运行频率;s：滑差）从式中看出，电机的同步转速F（F=60f/P）正比于电机的运行频率f，由于滑差s一般情况下比较小（0~0.05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速n。
，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。
电机的滑差s和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。
烧结主抽风机从变频运行切换到工频运行过程问题的解决
烧结主抽风机从变频运行切换到工频运行过程问题的解决陈主成【摘要】对烧结主抽风机的同步电机,因故需要从变频启动运行切换到工频运行过程中高压主回路开关发生跳闸的原因进行了简要分析,提出了解决措施;经过试车实践证明是有效的.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】2页(P44-45)【关键词】切换;跳闸;差动保护;励磁;延时【作者】陈主成【作者单位】中冶华天工程技术有限公司,江苏南京210019【正文语种】中文【中图分类】TM3青岛钢铁有限公司环保搬迁工程，2台4800 kW的烧结主抽电机选用同步电机，驱动电机的2台5000 kW的10 kV高压变频器由安川电机（中国上海）有限公司供货；设计方案如图1所示；图1中，VCB2是向1#电机供给10 kV工频电源的高压柜内部真空断路器，是高压柜内部的10 kV主回路开关（为了叙述方便，后面用VCB2代表对应的高压开关柜，其他序号的VCB符号含义与此类似）；VCB3是向高压变频器供电的高压柜内部真空断路器；VCS1～VCS9是变频柜内部的10 kV高压主回路开关；母线供电电压是10 kV。
为了讨论的方便，现对本方案的功能简要说明如下：高压供电分别设Ⅰ段和Ⅱ段母线，Ⅰ段高压母线通过1#或2#变频器，都能驱动1#电机，但不能驱动2#电机（2#主电机的驱动电路未画出）；Ⅱ段高压母线通过2#或1#变频器，都能驱动2#电机，但不能驱动1#电机。
两台电机正常生产由高压变频驱动；但如果变频器发生故障或生产需要，可以切换到工频状态运行；例如：1#变频器把1#电机启动完毕后，可以切换到VCB2高压柜供电，电机在工频状态下运行。
通过试车发现，从变频运行切换到工频运行，有两个问题需要解决，否则，高压主回路会跳闸，切换功能无法实现。
下面以1#电机从变频切换到工频为例进行讨论。
1#电机启动和切换回路由VCB2、VCB3、VCS2、高压变频器、VCS3、VCS4、隔离电抗器组成；其中VCB2是向1#电机供给10 kV工频电源的高压开关柜。
高压变频器在烧结主抽风机上的应用
ｔ平甲 ｐ 一
＝ Ｉ
节将改变风机效率 ， 棚偏离额定点越远 ， 风 效率越低。 ２ 变 频调 速 系统 组成 和 特点 （） １ 变频调速系统组成 。变频调速系统采用 的
Ｉ＝
是水冷式 ３ 脉 冲完美无谐波罗宾康高压变速调速 Ｏ
器 。变频 调速 系统 由 １ 个进 线柜 、 个预 充 电及变 压 １
从流体力学 的原理得知 ，叶片式风机轴功率 Ｐ 与风量 ９的关 系为 ：
Ｐ一 ３ １ Ｑ
ｌ
一
同步电机拖动的主抽风机 ，采用罗宾康的高压变频
器 对风 机进 行调 速 。２台主抽 风机 分别 对应 ２套变
频器及配套附属设备 。在正常生产时 ， 闸门 １０ 全 ０％ 部打开固定不动， 通过变频器调节主抽风机 的转速 ，
来 达到满 足生 产工艺 所需要 的风量 、 风压 。 通过 变频 调 速来 调 节 风量 而 不是 通 过调 节 风 门来调 节 风 量 ， 不 但可 以使风量 可 以精确调 节 ，而且 可 以达 到节能 减 排 的 目的 。主抽 风机系统 结构示 意 图见 图 １ 。
．
当电动 机的转速 由 ／ 变化到 ｎ ， ， （ ７ ， 。 ａ时 Ｑ Ｈ 风
知， 当所需 风量从 Ｑ 减小 到 Ｑ 时 ， ： 如果 采用 调节 风
ｆ Ｙ 闸 号抽 门１ 风机 主
＿
Ｉ
ｌＩ ／ Ｊ
门的办法 ， 管网阻力将会增加 ， 管网特性 曲线上移 ，
系统 的运行 工况 点从 Ａ点变 到新 的运行工 况点 Ｂ点
图 １ 主抽风机 系统结构 示意 图
关 键 词 ： 风机 抽 中 图分 类 号 ：Ｍ ９ １ １ Ｔ ２． ５
烧结矿的生产就是将含铁原料、 燃料、 溶剂等按比 例混和在一起 ， 加适量的水润湿后铺在烧结设备上， 从 上向下点火进行烧结 。烧结主抽烟风机的主要作 用是 通过烟道进行抽风 ， 产生负压， 使烧结机混合料中的固 体燃料 自上而下充分燃烧 ，达到烧 结的 目的并将烧 结 过程中产生的各种气体通过烟道、 电除尘器、 消音器等 由烟 囱排 出。烧结时 的风量必须控制准确 ， 否则 ， 烧结 矿就会因燃烧不充分而影响质量， 甚至报废。 山西 太 钢 不 锈 钢股 份 有 限公 司 （ 以下 简称 太
烧结机主抽风机高效节能改造
主 要设 备 参数 见 表 １。其 主抽 风 系统 采 用 ２台 ５６００ｋＷ、１０ｋＶ高压电动机拖动 ２台ＳＪ１４３００—０．８９
／０．７２型主抽风机。该风机为西安 陕鼓动力股份有 限公司生产 ，主要参数见表 ２。
第 ３６卷 ２０１８年第 ５期（总第 １９７期）
原烟 囱
图 １ 新 ３号烧结机基本工艺布局
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｓｉｎｔｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ，ｍａｉｎ ｅｘｈａｕｓｔ ｆａｎ，ｈｉｇｈ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ，ｒｏｔｏｒ
１ 引言 为解决老烧结系统 ＳＯ：和粉尘超标排放污染环
境问题 ，为满足 ６００万 ｔ／ａ生铁产能的需要 ，为提高 烧结矿质量和烧结机整体装备水平 ，为提升可持续 发展能力 ，２０１２年攀钢钒联合 中冶长天国际工程有 限责任 公 司关 停拆 除 了原 ３，４，５号 ３台 １３０ｍ 烧 结 机 ，在原 地 改建 了 １台 ２６０ｍ 烧 结机 （简称 新 ３号 烧 结机）。新 ３号烧结机在烧结工艺 、节能减排 、设备 选择 、自动控制等方面广泛应用新技术 、新设备 ，使 得其工艺 、技术 、装备和 自动化水平达到了当前 国内 外领 先水 平 。但在 投产 使用 过程 中，也 暴露 出 主抽 风机运 行不稳 、电耗指标高 的问题 。
【关键词】 绕结机 主抽风机 高效节能 转子
Ｈ ｉｇｈ Ｅｆ ｉ ｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ Ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｎ Ｍ ａｉｎ Ｅｘｈａｕｓｔ Ｆａｎ ｏｆ Ｓｉｎｔｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ
ＴＡＮＧ Ｗｅｉ，ＺＨＯＵ Ｚｈａｎｇ－ｊｉｎ，ＦＥＮＧ Ｍａｏ－ｒｏｎｇ，ＦＥＮＧ Ｗｅｉ （ＩｒｏｎｍａｋｉｎｇＰｌａｎｔ ｏｆＰａｎｚｈｉｈｕａ Ｓｔｅｅｌａ ｎｄ Ｖａｎａｄｉｕｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｐａｎｚｂｉｈｕａ ６１７０２２）
烧结主抽风机电动机变频调速改造及故障处理
烧结主抽风机电动机变频调速改造及故障处理彭凌云(江西新余钢铁有限公司新余338001)使用与维护 第38卷2020年第3期(总第207期)【摘要】阐述了大功率电动机串液态电阻降压启动的优、缺点。
在保留原有液态电阻降压起动作为备用 起动方式基础上，采用了西门子高压变频交流调速技术，对烧结机主抽风机大功率同步电动机的起动及控制系 统进行升级改造，并对运行中出现的故障进行跟踪分析。
【关键词】电动机峰压起动志汪文洗史類调速洗结机Variable-frequency Variable-speed Reform of Sintering Main ExhaustFan Electric Motor and Faults TreatmentPENG Ling-yun(Jiangxi Xinyu Iron & Steel Co., Ltd., Xinyu 338001)【Abstract】The advantages and disadvantages of the series liquid resistance voltage dropping start of the high power motor are described.O n the basis of retaining the original liquid resistance voltage dropping start as a standby starting mode,Siemens high-voltage variable-frequency AC variable-speed technology is*adopted.And the starting and control system of the high-power synchronous m otor of the sintering main exhaust fan are upgraded and modified.The faults occurred in the operation are tracked and analyzed.【Key words】Electric m otor,voltage dropping start,high voltage AC variable-frequency variable- speed,sintering machine1前言烧结厂于2008至2011年投产3台360m2烧结机,每台烧结机配套2台型号为TD6400-6/1730的 同步电动机，额定功率_kW,额定电压10kV,额 定电流422A，额定转速lO O O r/min,功率因数0.95。
高压变频器在津西钢铁265烧结主抽风机系统的应用
146科技展望TECHNOLOGY OUTLOOK中国航班CHINA FLIGHTS高压变频器在津西钢铁265烧结主抽风机系统的应用何静|卧龙电气集团辽宁荣信电气传动有限公司摘要：目前高压变频系统已经在工业领域的各行各业广泛应用，本文就津西钢铁股份有限公司265烧结主抽风机同步电机高压变频调速装置改造的具体实施和应用做了简要介绍，本次改造方案拟定共采用2台（RHVC4-S06/6300-F）高压变频装置针对主抽风机进行变频调速运行，系统实现了降低电能消耗、改善工艺、提高自动化水平、同步机励磁自动调节的目的，改造后系统配置方式为一拖一加切换柜方式配置。
关键词：主抽风机；变频器；节能；同步电机现烧结生产线共有两台主抽风机，两台主抽风机的系统参数完全相同，工况基本相同，主要参数为：电机额定功率：5000KW；电机额定电压：6000V；电机额定电流：549A。
1变频调速一次系统主回路方案运行说明：1.1变频运行M1变频运行时，QF11、QF12闭合，QF13、QF1、QF2断开，采用母排直接封星；M2变频运行时，QF21、QF22闭合，断开QF23、QF3、QF4，母排直接封星，同M1变频运行；变频器可以拖动风机进入工作状态，同步零速启动，以频率控制为基础自行控制流量，但工频此时不得运行。
1.2工频运行为了保证生产不中断，变频检修或故障条件下能基于QF1、QF13、QF2闭合M1，通过QF3、QF23、QF4闭合M2，此时处于工频运行（也就是工作模式同改造之前），流量调节此法依旧可以基于阀门展开，且QF11、QF12断开，QF21、QF22断开作可靠断点，全面隔离高压与变频器。
系统闭锁关系：（1）QF11、QF13、和QF21、QF23均进入电气互锁状态，QF11、QF12和QF21与QF22均实现电气程序顺序联锁；（2） 该系统能使用远程操作系统，远程操作、两地操作并不复杂，只要选择操作面板上的“本机/远程”中的远程开关即能达到这个目标。
烧结主抽风机的变频控制和节能
网 中的其 他用 电设备 ，而 且冲 击 电流 导致 电动 机振
动大 、发 热 快 、绝 缘 易老 化 。 因烧 结工 艺 参数 或配 料变 化 ，通 常采用 调 节主 抽风 机风 门开起度 的方式 来 调节烧 结 机风 箱 的风压 和风 量 ，但 是 电动机 的输压 变频 技术 实现 主抽 风 机 的起 动和 调速 控 制 ，是烧 结 生产 提高 产量 和质 量 、 降低 能耗 的重 要
摘要
本 文采用 高压 变频控 制技 术对 烧 结主抽 风 机 同步 电 动机 实现 无冲 击起 动和 无 级调速 ，
并 实现 变 频控制 系统 与工 频 系统 的双 向无扰 切换 ， 以取 得 显著 的节 电效果 。 关键 词 ：高压 变 频器 ；变 频控 制； 同步 电动机 ；无扰 切换 Ｔｈｅ Ｆｒ ｅ ｑ ｕｅ ｎｃ ｙ Ｃｏ ｎｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ａ ｎｄ Ｅｎｅ ｒ ｇ ｙ Ｓａ ｖ ｉ ｎｇ ｏ ｆ
技 术 与 应 用
烧 结 主 抽 风 机 的 变 频 控 制 和 节 能
崔 士 选 刘 庆 来 潘 永 亮 ２
（ １ ．济 南庚 辰铸 造材 料有 限公 司，济 南 ２ ５ ０ １ ０ ９ ； ２ ．宁波天 安 （ 集 团 ）股份 有 限公 司，浙 江 宁波 ３ １ ５ ７ ０ ０）
１ ． １ 高压 变频控 制 系统组 成结 构及 技术 方案 高压 同步 电动机 相 对 于异 步 电动机 来 说 ，变频 控 制上 最大 的技术 难 点是解 决 失 步现象 ，因此 ，必 须 解 决好 同步 电动 机 的起 动 问题 、调速 期 间和 励磁 装 置 的协 调 问题 、 同步 电动机 正 常停机 和 故 障灭磁 问题 ¨ １ 。高 压大 功 率 同步 电动 机 的变频 控 制技 术 在 我 国处于 初 级阶 段 ，为此 ，在 方 案 设计 中我 们 与设
烧结主抽风机变频调速的节能原理及效果_李诗京
确控制并不断调整主抽风机风量及负压等参数在合适的 状态下运行，是决定烧结矿产量和质量最主要的生产保障 措施之一。
常规的做法是通过改变主抽风机的风门开度来调节 风量的大小，以满足生产需要。这种调节方式简单易行， 成熟可靠，投资小，但它是以增加管网损耗，降低系统效率 为代价。且由于通过风门调节风量时，电机仍以额定转速 运行，造成很大的电能浪费。据了解，国内大多数烧结主 抽风机的选型都普遍偏大，这是因为在烧结主抽风机的选 型设计中很难准确地计算出风道系统的管网阻力，同时也 考虑到烧结工艺在长期生产过程中可能出现的各种不利 因素，如： 烧结机系统的漏风现象、烧结机设备的磨损率等 等。设计选型时通常按系统最不利条件下的最大风量和 风压裕度作 为 选 择 风 机 的 依 据，并 由 此 来 确 定 风 机 的 型
ABSTＲACT Based on the operation condition of the main sintering exhausters，this article has analyzed the energy-saving principles of frequency conversion control applied on main sintering exhauster，meanwhile listed several successful domestic energy-saving application cases of different sizes such as a 400m2 sinter，a 500m2 sinter and a 660m2 main sintering exhauster on which frequency conversion control was applied，and thus demonstrated the energysaving effects． The results indicate that by the frequency conversion controlon the main sintering exhauster，the goal to decrease energy cost and production cost can be reached． This will be the trend for major sinter projects in the future．
马钢烧结主抽风机变频节能改造
马钢烧结主抽风机变频节能改造张云;杨进【摘要】马钢烧结系统使用的抽风机耗电较高,为降低电耗,决定实施节能改造.在分析、研制的基础上,结合现代科技,采取了切实可行的措施,并成功地实施了改造,达到了节能降耗的效果,取得了明显的经济效益.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】3页(P17-19)【关键词】风机;变频系统;节能;电耗【作者】张云;杨进【作者单位】马鞍山钢铁股份有限公司设备部,安徽马鞍山 243000;马鞍山钢铁股份有限公司设备部,安徽马鞍山 243000【正文语种】中文【中图分类】TM34马钢股份公司第三炼铁总厂现有A、B两台烧结机，每台烧结机由2台主抽风机组成，每台主抽风机由一台功率为7800 kW的同步电机拖动运行，采用西门子变频软启动方式启动电机。
每台烧结机月耗电量约600万kW·h左右，在烧结生产中耗电比重较高。
为了降低烧结生产的电耗，我们在此方面进行了探索，将传统的大风机电机采用软启动方式启动，工频运行模式，改为既具有软启动功能，又具备调速功能的变频方式，从而有效地降低了烧结生产的用电成本，效果较好，值得推广。
2.1 设备元器件老化，故障率较高，影响正常生产。
马钢股份公司第三炼铁总厂A、B烧结机自2006年投产至今已有十多年，变频器等电气设备控制元器件老化，部分模块损坏，出现无法正常开机情况，对烧结生产影响较大。
2.2 通过对风机运行工况数据分析，烧结生产负荷的波动以及风门挡板的调节存在着较大的电量损耗。
第三炼铁总厂A、B烧结机主抽风机共4台，均为工频运行和挡板调节风量，根据现场数据的统计，风机风门平均开度为74%，负压为15 kPa，因此，当生产负荷波动时，需要经常调节风门挡板，这期间存在着较大的电量损耗。
利用变频控制技术，改风门调节风量为电机调速调节风量，降低电机电量的消耗，降低风门损耗，预计每台风机电机年总节电率达到20%左右。
高压变频技术在烧结主抽风机上的应用
第３４卷第１期 ２０１２年２月
Ａｚ、∥Ｌ翻Ｌ么ｔ．ａａ么１莎Ｌ翻ｂ
山
东
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Ｖ０１．３４ Ｎｏ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１２
Ｓｈａｎｄｏｎｇ
Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ
《生产技术５ 叱ｔ，ｔ，ｔ７ｔ，ｔ，匕７匕 Nhomakorabea‘ｌ；刈
高压变频技术在烧结主抽风机上的应用
杨河清，叶正文
（济南钢铁股份有限公司炼铁厂，山东济南２５０１０１）
８。２０
法严格按工艺要求砌筑，同时耐火砖存在正负公
差，在保证尺寸前提下，无法保证灰缝在１～３ ｍｍ范 围内。砌筑时曾发现，灰缝最大为７ ｍｍ。上述原因 是牛腿开裂并导致环形风道倒塌的又一原因。 ２．３生产操作存在问题 安钢焦化厂１４０
ｔ／ｈ
体量的分配应根据干熄炉各段间温度范围进行合
理分配调节，尽量避免由于循环气体受到炉内焦炭 质量的变化而产生温度的变化，特别要注意斜道牛 腿及环形风道部位温度剧烈波动。如果控制不好，
１
前言
主抽风机是烧结生产的主要设备之一，其风
几台高压柜，将２台变频器系统做成冗余启动配置，
当任１台变频器出现故障时，另１台变频器将自己 所带风机拖至工频运行，然后该变频器从原来的母
压、风量的变化，直接关系到烧结矿的产质量，而其 电耗一般又占整个生产线的一半左右。在烧结生 产过程中通常采用改变主抽风机的风门开度的方 式来调节风箱负压的大小。由于国内此类风机的
昆钢草铺新区新区烧结厂1#、2#烧结主抽风机高压同步电机变频改造方案
昆钢草铺新区新区烧结厂1#、2#烧结主抽风机高压同步电机变频改造方案昆钢草铺新区烧结厂1#、2#烧结主抽风机高压同步电机变频节能改造技术方案目录1.概述 (1)2.项目概况 (3)2.1. ·································································工程概况32.2. ······················································烧结厂现场数据调研32.2.1. ···································草铺新区烧结厂主要技术参数32.2.2. ··············································主抽风机技术参数43.系统节能改造分析 (7)3.1. ························································变频改造节能原理83.2. ·················································烧结厂主抽风机能耗分析93.3. ······················································1#烧结风机节电分析103.4. ······················································2#烧结风机节电分析113.5. ······················································变频改造后经济效益114.改造工程设计方案 (12)4.1. ·································································改造目的124.2. ····························································电气技术方案124.3. ······················································变频器散热冷却方案134.3.1. ············································空水冷却器功率确定134.3.2. ·········································空水冷却系统控制方式134.3.3. ····················································循环水参数144.4. ···················································变频励磁装置技术要求144.5. ·············································上位机DCS自动控制改造方案144.5.1. ···································上位机DCS自控系统改造要求144.5.2. ·····································DCS自控系统改造设备清单155.ES9000S高压变频技术规格 (17)6.改造工程施工建筑安装方案 (18)6.1. ··························································高压变频器安装186.2. ·················································高压变频室建设施工设计196.2.1. ················································高压变频室施工196.2.2. ··············································配套电缆沟的建设196.3. ······················································空水冷系统施工方案196.3.1. ·········································水冷柜与风道系统施工206.3.2. ··················································冷却循环水塔206.4. ····························································励磁柜的安装217.供货范围 (22)7.1. ····························································设备供货清单227.2. ·················································备品备件及专用工具清单227.3. ···············································空水冷却循环系统供货清单227.4. ······················································电缆及电缆附件清单227.5. ························································自控系统设备清单228.深圳市库马克新技术股份有限公司优势简介 (23)8.1. ·································································公司简介238.2. ······························································资质优势：238.3. ·····································ES9000系列高压变频器产品技术优势248.4. ··E S9000系列高压变频器产品研发、生产、检测、工程实施及售后服务优势258.5. ········································E S9000系列高压变频器技术特点：278.6. ········································深圳库马克公司在该项目的优势：321.概述钢铁生产企业是国民经济生产中的能源消耗大户，钢铁行业已被列为国家节约资源的重点领域之一。
320m 2烧结主抽风机同步电机高压变频调速系统
国外品牌高压变频器价格 昂贵 ，０ ９年 ８月 ，济钢 ４０ ２０ ０ ｍｚ 烧 结 机 主 抽 风 机 选 用 北 京 利 德 华 福 电气 技 术 有 限公 司 的
量为 ６ ０ ３ ， ８ ｍ ／ 经两塔 进水管 阀调节水 动能冷 却塔进水 流量 可 ｈ
的 Ｄ Ｓ 以便 于远程监视 ， 速反应 。相对整 个烧结 生产线 系 Ｃ， 快
著 。为此决定 ３ ０ ： ２ ｍ 烧结机主抽风机变频调速改造仍然选用利 德华福产品 ， 高压变频调速系统型号 Ｈ Ｒ Ｖ Ｒ — １／１ 。 Ａ Ｓ Ｅ Ｔ Ｓ ０４ ０
隔 离 柜
我 国钢 铁企业 的烧结厂 普遍存在 生产原 料及工况 变化 的 情况 ，而 目前多通 过改变 主抽风机 的风 门开 度来满 足烧结生 产过程 需要 ， 这种方法存 在诸多弊 病 ： ①无法 随时动态 跟踪工 艺进行 风量调节 以满足最佳 工况要 求 ；②烧 结厂 的主抽风机
３ ０ 烧 结主抽风机 同步 电机高压变频调速 系统 ２ ｍ２
李长利
摘 要 针对 ３ ０ ： ２ ｍ 烧结主抽 风机运行 中存在 的 问题 ， 主抽风机 同步 电机 进行 高压 变频 改造 ， 对 节能效 果显著 。
关键词 主抽风机 同步 电机 高压变频器
Ｂ
１ｋ 母线 Ｉ ０Ｖ 电机 １ｋ 母线 Ⅱ ０Ｖ
电机 ， ２ １ 年 １ 自 ０１ 月到 ４月已累计耗 电 １． ｋ ｈ 平均每月 １ ４万 Ｗ・ ，
冷却效果 好 安全 防爆
、
好 易燃危险环境配置 防爆 电机 对环境有噪声 、 、 振动 漂水 的影 噪声小 、 振动小 响
环境影响 无污染
耗电 ２８ ｋ ｈ ．万 Ｗ・，折合年耗电 ３． Ｗ・，水动能冷却塔不用 电 ３ｋ ｈ ６ 机， 每年节省电费 ３ 多万元 ， ０ 一年内即可收 回投资。用水方面， 由 于水动能冷却塔风扇转速随水流量大小 自动调节 ，漂水损失小 ， 自投入运行以来 ， 净环水累计少补水 ３ ０。 ０ｔ Ｗｌ． — ２ ０ ３ ２２
河钢唐钢烧结主抽风机变频节能改造与实践
河钢唐钢烧结主抽风机变频节能改造与实践张丹【摘要】能源短缺和环境污染是人类当前共同面临的世纪性难题.我国自然资源总量排世界第七位,能源资源总量约4万亿吨标准煤,居世界第三位,但我国人口众多,能源资源相对匮乏.而作为我国在电力方面重点推广的节能技术之一的高压大功率变频调速技术,对于节能方面有着明显的效果.我国高压电动机总容量在1.5亿千瓦以上(不包括低压电动机),大部分为风机泵类负载,这些电动机大都由6kV/10kV驱动,它们大多工作在高能耗、低效率状态.如可根据所需的流量调节转速,就可获得很好的节电效果,一般可节电20％～50％.%Energy shortage and environmental pollution are the century problems that human beings are facing.China's total natural resources ranked seventh in the world,the total energy resources of about 4 trillion tons of standard coal,ranking third in the world,but China's population is large,the energy resources are relatively scarce.As one of the key energy-saving technologies in China,high voltage and high power variable frequency speed regulation technology has obvious effect on energy saving.China's high voltage motor total capacity of 150 million kilowatts or more (not including low voltage motor),the majority of fan and pump load,the motor is mostly driven by6kV/10kV,most of them work in the high energy consumption and low efficiency.If you can adjust the speed according to the required flow,you can get very good power-saving effect,generally can save electricity 20％～50％.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)014【总页数】2页(P97-98)【关键词】烧结;主抽风机;变频;节能;改造【作者】张丹【作者单位】河钢集团唐钢公司炼铁部,河北唐山,063000【正文语种】中文唐钢炼铁部南区烧结车间360m2烧结机是与南区高炉车间3200m³高炉配套的生产设施，于2006年8月份开始筹建，并于2007年8月份正式投产运行。
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1 概 述
烧结主抽风机的电能消耗约占整个烧结厂 电能消耗的一半左右 , 目前烧结主抽风 机最常 用的风量调 节方式 是通过 调节 风门 开度来 调 节 , 以满足生产要求 。 这种调节方式简单易行 , 成熟可靠 , 但它是以增加管网损耗 , 耗费大量能 源为代价的 , 是一 种浪费能源的高能耗 低效率 风量调节方式 。 如果使用变频器对风机进行变 速调节来控制烧结风量 , 就可以将风门 尽可能 地打开 , 从而节约电能 , 降低生产成本 。
由以上 分析可知 , 通过改变风 机的电机转 速来改变风 量的调 节方式 是提 高风 机运行 效 率,降低风机耗电量的有效途径 , 并且转差越 大 , 节能越显著 。
3 应用案例及分析
3.1 案例 1 山西太钢不锈钢 股份有限公司(以 下简称
太钢)于 2010 年 4 月投产 1 台 660 m2 烧结机 (台车底宽 5.0 m , 上口宽 5.5 m , 机长 120 m), 烧结 机利 用系 数 1.3 t/(m2 ·h)(设 备 能力 按 1.45 t/(m2·h)配套), 年产烧结矿 699 万 t , 主机 年工作 339.5 天(工作小时数 8 148 h , 即台时产 量 858 t/ h)。 主抽风系统选用 SJ30000 烧结主 抽风 机 2 台 , 风 量 30 000 m3/ min , 进 口 负 压 17 500 Pa 。 每台主抽风机均由一台同步电动机 拖动 , 主抽风机电动机为 10 kV 、10 760 kW 同 步电动机 , 额定电流 634 A 。采用了两台西门子 罗宾康 -IGBT 型 11 000 kVA 变频装置 。太钢 660 m2 烧结机主抽工频运行与主抽变频运行时 的参数如表 1 所示 。
图 1 风机的风压 -风量特性
由风 机的 特性 曲线 可以 更进 一步 说明 问 题 。 图 1 中曲线 H 为风机的风压特性 , η为风机 效率 , R 为管道的风阻特性(即挡板在某一开度 下管道的通风阻力与风量的关系), H 与 R 的交 点 A 即为风机运行的工作点 。 此时 , 风机的压 力与管道的通风阻力大小相 等方向相反 , 处于
Abstract T aking T aisteeel 660m2 sinter machine and Liansteel 280m2 sinter machine as case examples , the principle and effect of frequency control and energy saving fo r main sintering exhauster w ere discussed.T he analysis show s that , the frequency control and energy saving effect of the main sintering ex hasuter w ere influenced by many facto rs such as fan design allowance , v alve opening degree , efficiency of frequency co ntrol device, production load, air duct sy stem resistance , equipment w ear conditio n etc., and in spite of this, the electricity saving is substantial, especially under low load.
收稿日期 :2011 -12 -20 作者简介 :何青(1960 -), 女 , 高级工程师 , 从事电气工程设计 。
26
烧 结球团
第 37 卷 第 1 期
能曲线将变陡 。 风机调节的基本原理就是要通
过外加条件来改变风机本身的性能曲线或改变
外部管网特性曲线 , 以得到所需的最佳工况 。
对于离心式风机来说 , 风量 Q 与转速 n 成
图 2 风机节流调节特性
图 3 风机转速调节特性
从图 4 可见 , 控制挡板开度使风量减少 50 %时 , 风阻曲线 R 变为 R50 , 曲线 H 不变为额 定转 速 , 所需功 率可用 0Q50 A1H1 的面积 来表 示 。而采用转速调节使风量减为 50 %时 , 风机 的风压特性曲线 H 变为 H50 , 曲线 R 不变 , 仍为 挡板全开功率 , 可用 0Q 50A 2H2 的面积表示 。 显 然 , 阴影面积就代表二者之差 , 即可以节约的功 率值 。
Case Study on Varibale Frequency Speed Control and Energy Saving of the Main Exhauster in Sintering Plant
HE Qing (Z hongye Changtian I nternational Engineering Co., L td., Changsha 410007 , Hunan)
化不大 , 多数略有上升 。 另外 , 随风量 Q 降低 ,
风机的效率 η也降低(见图 1), 由式(4)可知 , 功 率 P 降低不明显, 同风量的减少不成比例。此
时,功率 P 中的大部分被用来克服管道阻力而
白白浪费了 。
稳定运转状态 。 曲线 R 与挡板的 开度有关 , 随 开度减小 , R 曲线变得陡峭(如图 2)。曲线 H 的 位置则 与转 速有 关 , 随 转速 降低 , H 曲线 下移 (如图 3)。
显然 , 采用转速调节时 , 当要求风量 Q 由 1
减为 1/ 2 时 , 只需使转速由 1 降为 1/ 2 即可 , 而 轴功率则由 1 减少为(1/ 2)3 =1/ 8 , 也就是节约
了 7/ 8 的电功率 , 效果非常显著 。
如果采 用传统的调节方式 , 通 过风门开度
来调节风量 , 当 Q 由 1 减为 1/ 2 时 , 风压 H 变
DO I :10.13403/j .sjqt .2012.01.009
第 37 卷 第 1 期
烧 结球团
2012 年 2 月
Sintering and Pelletizing
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烧结厂主抽风机变频调速节能案例分析
何 青
(中冶长天国际工程有限责任公司 , 湖南 长沙 410007)
摘 要 :以太钢 660 m2 烧结机和涟钢 280 m2 烧结机为案例 , 讨论了烧 结主抽风机变频 调速节能 的原理 及效果 。 分析表明 :主抽风机变频节能的效果受风机设计裕量 、风门开度、变频装置的效率 、生产负荷 、风 道系统阻力 、设备磨损状况等诸多因素影响 , 但即使如此 , 其节电量也是很可观的 , 特别是在低负荷时尤 为显著 。 关键词 :烧结主抽风机;变频 ;节能 中图分类号 :TF083.2 ;TH44 文献标识码 :A 文章编号 :1000 -8764(2012)01 -0025 -04
正比 , 可写作 :
Q =K 1.n
(1)
风压 H 与转速 n 的平方成正比 , 可写作 :
H =K 2.n2
(2)
电动机的轴功率 P 同 Q 与 H 的积成正比 , 即同
转速 n 的立方成正比 , 可写作 : P =K 3.n3
也可表示为 :
(3)
P =Q.H/ 120η
(4)
式中 :K 1 , K 2 , K 3 为常数 ;η为风机效率 。
2 调速节能的基本原理
离心式风机工作原理 :当叶轮随轴旋转时 ,
叶片间的气体也随叶 轮旋转而获得离心 力 , 并 从叶片之间的出口处甩出 。 被甩出的气体进入 机壳 , 于是机壳内的气体压强增高 , 最后被导向 出口排 出 。 排出的高速 气流具有一定 的风压 。 在固定转速下 , 离 心风机的风压 -风 量特性曲 线从理论上讲是线性 的 , 但由于风机 存在风力 损失 、容积损失 、机械损失 等 , 实际的 压力与流 量特性曲线会随流量 增大而平缓下降 , 对应的 离心风机的效率 -流量曲线随流量的增大而上 升 , η曲线的最高点即效率最大 , 其位置应该与 设计风量相对 应 。 当风机 以恒速运行时 , 风机 的工况点将沿压力 -流量特性曲线移动 。 风机 运行时的工况点不仅 取决于本身的性能 , 而且 取决于系统的特性 , 当管网阻力增大时 , 管路性
16
～ 550
18670
26.6
表 1 可见 :在生产负荷 ～ 80 %的情况下 , 风 机工频定速运行时 , 靠风门调节风量 , 存在大量 的能量损失 ;而采用变频调速运行后 , 风机电机 本体节能为 40 %, 吨矿电耗也由 26.6 kWh/ t 降 到 16 kWh/ t , 节能效果显著 。
表 1 太钢 660 m2 烧结机主抽工频运行与主抽 变频 运行参数(2010 年 9 月数据)
电机 运行方式
台时 650 ～ 700
工频运行 650 ～ 700
运行时实 计算每小时 吨矿
测电流值 风机耗能 电耗
/A
/ kW h / kWh·t -1
310～ 330 11202
图 4 风机调速节能比较
E =[ 1 -(nnn)3] ×P ×T
(5)
2012 年第 1 期
何 青 烧结厂主抽风机变频调 速节能案例分析
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式中 :E —节约电量 , kWh ; nn —额定转速 , r/ min ; N —实际转速 ;r/ min ; P —电机额定功率 , kW ; T —时间 , h 。
根据太钢现场反馈的信息 , 全年平均节省 电量 30 %。按每年运行 330 天 , 电费为 0.5 元/ kWh 计算 , 其节能效益(按平均 30 %节能率计 算)为 :