高壓變頻器在廣耀鋼鐵有限公司的應用

2006年，我國鋼產量繼續穩居世界第一，然而也同時并存的是鋼鐵行業的高能耗，根據有關資料顯示，我國鋼鐵工業在全國能耗總量中的份額高達近15%，與電力、化工行業一起,位列工業能耗數量前三甲，這對于高速發展的中國鋼鐵行業無疑是不得不說的痛。顯然，淘汰高耗能的落后工藝設備，通過一系列的先進節能措施進行節能改造，采用先進的能源管理措施無疑是鋼鐵行業的當務之急。

廣耀鋼鐵有限公司是一家專業從事生鐵冶煉、鑄造、礦粉燒結、鐵精粉洗選等產品的生產的一家現代化企業。由于公司快速發展的需要，公司新上了一個煉鋼項目，為了提高產品競爭能力，降低能耗，公司對煉鋼廠轉爐的除塵風機驅動引進了最新的高壓變頻節能技術，經過廣耀鋼鐵有限公司的工程技術人員的考察和詳細的分析，選用了深圳微能科技有限公司生產的win-hv系列高壓變頻器來對除塵風機進行節能改造。

每個轉爐設有一個兌鋼口和一個出鋼口，轉爐兌鋼或出鋼時，高溫的鋼水會同空氣發生劇烈的化學反應，產生大量的煙氣。一方面對現場操作的工人健康不利，另一方面也對環境造成了巨大的污染。為改善現場環境，降低污染，需要對鋼爐的兌鋼、出鋼進行除塵改造。廣耀轉爐大致工藝為煉一桶鋼的周期大約為100min，大致分為進料、吹煉、出料，時間大約分別為20min、60min、20min，由氧槍自動控制，也可以由操作工人根據氧槍的位置進行手動控制。

根據工藝要求，除塵風機需要二種風量來適應轉爐兌出鋼工藝要求，為此將除塵風機分為兩段速控制——-高速和低速，進料和出料為低速，吹煉為高速，而且系統要求高壓變頻器加速時間必須足夠短，加速時間長會影響效率和除塵效果。因此，低速到高速的時間必須控制在40s之內，才不至于影響除塵效果。

2 方案設計

根據現場情況和可具備的各種條件，決定采取以下改造方案。

2.1簡化控制邏輯

在現場直接根據出鋼口、兌鋼口的開關狀態來控制變頻器的轉速，變頻器預設2個速度點，根據現場所需風量不同自動調節電機轉速。采用微能高壓變頻器內置的plc可編程的高級功能，在變頻器自帶的中文人機界面上實現時間和速度的給定，根據工藝要求，各階段所需風量如表1所示。

2.2電氣系統圖

電氣系統圖如附圖所示。

2.3應用高壓變頻器的效果

（1）延長電機和風機的使用壽命。除塵風機均為離心式風機，啟動時間長，啟動電流大（約6～8倍額定電流），對電機和風機的機械沖擊力很大，嚴重影響其使用壽命。而采用變頻調速后，可以實現軟起動和軟制動，對電機幾乎不產生沖擊，可大大延長機械的使用壽命。

（2）減少機械閥門和風機葉輪的磨損。安裝變頻調速裝置后，風機經常工作在比原來定速時低150r/min的轉速下運行，因此，大大減少了風機葉輪的磨損，減少了風機振動。延長風機的大修周期，節省檢修費用和檢修時間。

（3）便于實現除塵控制系統自動化。除塵系統的的風量經常需要根據工藝的要求變化，在過去用擋板調節時，存在執行機構的開度與流量的關系曲線的線性化問題。往往由于執行機構的磨損量過大，閥門特性發生變化，出現非線性問題，致使調節過程產生誤差，自動控制系統無法正常工作。而變頻調速始終保持在線性化、高精度（0.1～0.01hz）的范圍內工作，為實現除塵系統的自動化創造了優越條件。

（4）改善了工藝。投入變頻器后除塵風機可以非常平滑穩定的調節風量，運行人員可以自如的調控，除塵風機運行參數得到了改善，提高了效率。

3 微能公司高壓大功率變頻器具有獨特的優勢

（1）輸入、輸出諧波含量低，符合并優于ieee519～1992及gb/t14519～93標準對電壓失真和電流失真最嚴格的要求，輸入功率因數高，在調速范圍內可達到0.97，噪音低，發熱低，不會引起電機轉矩脈動，可直接驅動普通電機，無須濾波器和功率因數補償；輸入電壓相對諧波含量為2.12%，網側電流畸變含量僅為1.90%，額定輸出時輸出電壓相對諧波含量為2.56%，輸出電流畸變含量只有3.44%，這些參數值遠優于其他同類產品水平。

（2）win－hv系列變頻器是電壓源型變頻器，且擁有大量的電容，對電網變化的承受能力強，電壓變化可承受范圍為+15%～-20%。

（3）微能高壓變頻器采用特殊的風道設計，在變頻器工作狀態下，隨時可進行日常維護，大大提高維護的方便性。

（4）微能高壓變頻器變頻效率為98.5%，系統效率高于96%，且在整個調速范圍內均保持不變，而早期的高-低-高變頻器，因輸入、輸出均有變壓器，存在著系統效率低，噪音高，發熱厲害，且速度降下來時，效率也隨之降低的問題。

（5）微能≥2500kw的大功率變頻器采用深圳微能科技有限公司獨有的空氣密閉循環水冷技術，散熱好，又可省略掉機器向戶外排風的風道，既節約成本，維護又簡單方便。

（6）微能高壓變頻器采用了獨特的結構型式，其主控制柜位于整機低電位端，免除強電場及磁場干擾，大大提高了設備的工作穩定性，且在正常工作時可隨時打開側面柜門觀察系統工作情況，使用者感到十分方便。

（7）微能避各家設計之短，沒有使用國外的小功率厚膜電路作為驅動，而是采用完全自主設計的驅動電路，使機器工作得更穩定；加之低電感的母線結構，使微能即使在大功率高壓變頻器也可做到得順心應手。

4 實際應用效果

微能高壓變頻器自進入現場安裝，2臺設備均一次調試成功。自運行以來，從未出現任何故障，其可靠性得到了廣耀公司的一致認可和稱贊。
其電機和變頻器的具體參數如表2所示。

5 結束語

深圳微能科技有限公司從開始進入高壓變頻器領域，至今已有3個年頭了，目前月近十臺的應用業績，受到了國內外越來越多企業的關注。在冶金行業迫切需要最新節能技術的今天，微能公司以實際案例的應用表明微能高壓變頻器無疑是冶金鋼鐵行業高壓電機調速節能的最佳選擇。

作者簡介
鐘文琪 （1978－） 畢業后一直從事變頻技術應用相關工作，現就職于深圳市微能科技有限公司。

參考文獻
[1] win-hv 使用說明書