1、概 述
唐山某特種鋼有限公司煉鋼廠原有50t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐三座，轉(zhuǎn)爐在吹煉過程中，爐口會排出大量棕紅色的煙氣，煙氣溫度高，且含有易燃?xì)怏w和金屬顆粒；按照我國1996年頒布的《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297一1996）的規(guī)定：對煙氣必須進(jìn)行冷卻、凈化處理后，由引風(fēng)機(jī)將其排至煙囪放散或輸送到煤氣回收系統(tǒng)中備用。因此，每座轉(zhuǎn)爐必須配置一套除塵系統(tǒng)：一共有四臺除塵風(fēng)機(jī)，采取三用一備的運(yùn)行方式。風(fēng)機(jī)電動機(jī)功率為1000kW，供電電壓為10kV。由于轉(zhuǎn)爐周期性間斷吹氧，為滿足節(jié)能和環(huán)保要求，要求風(fēng)機(jī)在整個煉鋼工作周期內(nèi)變速運(yùn)行：吹氧時高速運(yùn)行，不吹氧時低速運(yùn)行。最初設(shè)計(jì)采用風(fēng)門擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量，電動機(jī)采用水電阻啟動；經(jīng)過一段時間的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)采用風(fēng)門擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量存在著非常大的局限性，主要表現(xiàn)在：
a) 風(fēng)門擋板須人工調(diào)節(jié)，使用不便；通常不論工況如何，風(fēng)門一直不變，造成巨大浪費(fèi)；
b) 風(fēng)門擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量是把風(fēng)量消耗在擋風(fēng)板上，造成擋風(fēng)板前后壓差大，風(fēng)門易磨損；
c) 風(fēng)機(jī)、電機(jī)全速運(yùn)行，震動大、噪聲大、損耗大，軸承磨損嚴(yán)重；
d) 調(diào)節(jié)精度低、線性度差，響應(yīng)速度慢；
e) 電動機(jī)啟動電流大，影響電網(wǎng)穩(wěn)定。
鑒于存在上述眾多問題，煉鋼廠決定對三座轉(zhuǎn)爐的除塵系統(tǒng)分別進(jìn)行改造，采用深圳市科陸變頻器有限公司生產(chǎn)的CL2700系列高壓變頻器通過電動機(jī)調(diào)速來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。
2、電動機(jī)基本參數(shù)及變頻器設(shè)置的參數(shù)
a) 拆除水阻啟動柜，電動機(jī)中性點(diǎn)直接短接；
b) 在控制室增加一臺操作柜，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、本地控制以及電流、轉(zhuǎn)速、頻率的監(jiān)視；
c) 設(shè)立高速、低速兩檔速度控制；
d) 當(dāng)除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行時，功率單元故障只報(bào)警不停機(jī)。
圖1 系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制箱接口圖、功能表
3、高壓變頻器技術(shù)要求及改造方案
3.1. 除塵風(fēng)機(jī)是除塵凈化系統(tǒng)的動力中樞，一旦除塵風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)行，不但影響生產(chǎn)、造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還有可能威脅到現(xiàn)場生產(chǎn)人員的人身安全；另外，調(diào)速系統(tǒng)工作的環(huán)境比較惡劣，轉(zhuǎn)爐又是周期性間斷吹氧，所以，為除塵風(fēng)機(jī)配套的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，要求具有極高的可靠性。基于以上工作特點(diǎn)，對變頻調(diào)速系統(tǒng)的主要要求如下：
a) 要求變頻器具有高可靠性，長期運(yùn)行無故障；
b) 調(diào)速范圍要大，效率要高；
c) 具有邏輯控制能力，可以自動按照吹氧周期升降速；
d) 有共振點(diǎn)跳轉(zhuǎn)設(shè)置，能使電機(jī)避開共振點(diǎn)運(yùn)行，保證風(fēng)機(jī)不喘震。
3.2. 經(jīng)過多方調(diào)研、比較，最后決定采用深圳市科陸變頻器公司生產(chǎn)的CL2700系列高壓變頻器，通過雙方技術(shù)人員的合作，共同制定了1#轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機(jī)的變頻改造方案，改造方案如下：
3.3. 系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制箱接口圖、功能表：
4、經(jīng)濟(jì)效益及附加值運(yùn)行參數(shù)比較
4.1. 減少電機(jī)啟動時的電流沖擊
電機(jī)采用水電阻啟動時的最大啟動電流達(dá)到額定電流的2.5~4倍。經(jīng)過變頻改造后，觀察變頻器啟動的負(fù)荷曲線，發(fā)現(xiàn)它啟動時基本沒有沖擊，電流從零開始，僅是隨著轉(zhuǎn)速增加而上升，無論如何都不會超過額定電流的1.2倍。因此風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行解決了電機(jī)啟動時的大電流沖擊問題，消除了大啟動電流對電機(jī)、傳動系統(tǒng)和主機(jī)的沖擊應(yīng)力，大大降低日常的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。
4.2. 延長設(shè)備使用壽命
使用變頻器可使電機(jī)轉(zhuǎn)速變化沿風(fēng)機(jī)的加減速特性曲線變化，沒有應(yīng)力負(fù)載作用于軸承上，延長了軸承的壽命。同時有關(guān)數(shù)據(jù)說明，機(jī)械壽命與轉(zhuǎn)速的倒數(shù)成正比，降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可成倍地提高風(fēng)機(jī)壽命，風(fēng)機(jī)的使用維護(hù)費(fèi)用自然就降低了。
4.3. 降低噪音
風(fēng)機(jī)采用變頻器調(diào)速驅(qū)動，在降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行的同時，噪音也大幅度地降低，同時克服了由于調(diào)整風(fēng)門線性度不好，調(diào)節(jié)品質(zhì)差，引起共振，造成風(fēng)道強(qiáng)烈震動的缺陷，運(yùn)行工況得到明顯改善。
由上述可知，采用變頻調(diào)速的方式可提高電機(jī)的使用效率，綜合利用能源，減小損耗,給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
5、結(jié)束語
通過運(yùn)行實(shí)踐證明，深圳市科陸變頻器有限公司生產(chǎn)的CL2700系列高壓變頻器是穩(wěn)定可靠的，達(dá)到了預(yù)期的節(jié)能目的。隨著科技的進(jìn)步，國產(chǎn)變頻器的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，已經(jīng)逐步替代各種進(jìn)口產(chǎn)品，特別是高壓變頻器，可靠性和性價比都比進(jìn)口產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢，為我國的節(jié)能降耗做出了突出的貢獻(xiàn)。
