高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在大冶特鋼四煉鋼電爐除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

北京利德華福電氣技術(shù)有限公司


　大冶特鋼四煉鋼廠設(shè)置7#、8#兩個(gè)煉鋼電爐，每個(gè)電爐配置除塵風(fēng)機(jī)一臺(tái)（配套電機(jī)功率1600kw），電爐除塵風(fēng)機(jī)需要六種風(fēng)量來適應(yīng)電爐煉鋼工藝要求，為了提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，該電爐除塵風(fēng)機(jī)需要進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，除塵風(fēng)機(jī)高壓變頻器采用北京利德華福技術(shù)有限公司生產(chǎn)的Harsvert系列，并于2003年8月13日調(diào)試完畢投入運(yùn)行。
除塵風(fēng)機(jī)工藝要求
　　大冶特鋼四煉鋼廠設(shè)置7#和8#兩個(gè)煉鋼電爐，煉鋼電爐在正常的冶煉過程中，一個(gè)冶煉周期分為如下時(shí)間段：①加鐵水3分鐘，②裝料3分鐘，③供電21分鐘，④供電供氧30分鐘，⑤等樣5分鐘，⑥出鋼5分鐘，⑦堵眼3分鐘，總共大約70分鐘，其中①②⑤⑥⑦五個(gè)時(shí)間段煙塵較少，除塵風(fēng)機(jī)可以低速運(yùn)行，低速運(yùn)行時(shí)間共19分鐘，占總冶煉周期的27%。考慮風(fēng)機(jī)本身的加減速過程，低速運(yùn)行的時(shí)間比重按20%計(jì)算。考慮設(shè)備檢修，年運(yùn)行時(shí)間按300天計(jì)算。按冶煉工藝要求，煙塵較大時(shí)需要120萬立方米/小時(shí)的風(fēng)量，由1600KW風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，提供風(fēng)量85萬立方米/小時(shí)，另配560KW風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，提供風(fēng)量35萬立方米/小時(shí)。煙塵較小時(shí)需要80萬立方米/小時(shí)的風(fēng)量，560KW風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，提供風(fēng)量35萬立方米/小時(shí)，1600KW風(fēng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行，提供風(fēng)量45萬立方米/小時(shí)（為額定風(fēng)量的52.9%）。


A1-A2為加鐵水和裝料時(shí)間（低速）
A3-A4為供電和供電供氧冶煉時(shí)間（高速）
A5-A6為等樣、出鋼、堵眼時(shí)間（低速）
A2為爐前生產(chǎn)現(xiàn)場采集的電爐送電和送氧信號(hào)開始由低速升速至高速的升速點(diǎn)
A4為爐前生產(chǎn)現(xiàn)場采集的電爐停送電和停送氧信號(hào)開始由高速減速至低速的減速點(diǎn)


　　為適應(yīng)生產(chǎn)變化電爐除塵風(fēng)機(jī)在低速段暫定需要5種風(fēng)量來適應(yīng)電爐煉鋼工藝要求。
　　A到B為低速段的第一低速段（最低速），B到P為低速段第五低速段（最高速），Q到R低速段的第一低速段（最低速）；
　　B到D為第二個(gè)低速段，其中B到C為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；
　　D到F為第三個(gè)低速段，其中D到E為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；
　　F到H為第四個(gè)低速段，其中F到G為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；
　　H到J為第五個(gè)低速段，其中H到I為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；
　　風(fēng)機(jī)升速時(shí)可以根據(jù)需要跨越任一升速點(diǎn)；
　　J點(diǎn)風(fēng)機(jī)開始減速。
　　J到L為第五個(gè)低速段轉(zhuǎn)換為第四個(gè)低速段，其中J到K為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；
　　L到N為第四個(gè)低速段轉(zhuǎn)換為第三個(gè)低速段，其中L到M為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；
　　N到P為第三個(gè)低速段轉(zhuǎn)換為第二個(gè)低速段，其中N到O為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；
　　P到R為第一低速段，其中P到Q為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；
　　Q到R為低速段的第一低速段（最低速）。
　　大冶特鋼四煉鋼廠電爐除塵風(fēng)機(jī)采用HARSVERT-A06/220變頻器進(jìn)行調(diào)速控制，外加工頻旁路開關(guān)柜，變頻器為直接高-高方式的電壓源型，變頻器的主要性能指標(biāo)如下：變頻器容量2250KVA，額定輸出電流220A，輸入頻率45Hz到55Hz，額定輸入電壓6000V，允許電壓波動(dòng)±10%，輸入功率因數(shù)≥0.96（大于20%負(fù)載時(shí)），輸出頻率范圍按五級(jí)速度，0Hz到50Hz范圍內(nèi)調(diào)整（即：調(diào)速范圍0～100%），變頻器效率≥98%（不含輸入變壓器），輸出頻率分辨率0.01Hz，無級(jí)調(diào)速，過載能力120%一分鐘，150%立即保護(hù)。加速時(shí)間可按工藝要求設(shè)定，減速時(shí)問可按工藝要求設(shè)定。
變頻器與現(xiàn)場接口表



　　變頻器與四煉鋼廠PLC控制系統(tǒng)接口：四煉鋼廠PLC為西門子S7-300，變頻器內(nèi)置PLC為西門子S7-200，通訊時(shí)以四煉鋼廠PLC作為主站，變頻器PLC作為從站，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊；變頻器需上傳到四煉鋼廠PLC的信息包括：故障報(bào)警（綜合）、高壓合閘允許、高壓緊急分?jǐn)唷⒛M量信號(hào)：變頻器運(yùn)行頻率、變頻器輸入電流（4-20mA電流源，帶載能力大于500Ω）。
　　變頻器與四煉鋼廠現(xiàn)場接口：變頻器與四煉鋼廠電動(dòng)機(jī)就地操作箱以硬線連接方式實(shí)現(xiàn)，四煉鋼廠就地操作箱上應(yīng)包括：按鈕類：啟動(dòng)按鈕（帶指示）、停止按鈕（帶指示）；指示燈類：變頻正常運(yùn)行指示、工頻運(yùn)行指示；變頻器與四煉鋼廠爐前操作臺(tái)以硬線連接方式實(shí)現(xiàn)，四煉鋼廠爐前操作臺(tái)上應(yīng)包括：按鈕類：高速按鈕（帶指示）、低速1（最低速）按鈕（帶指示）、低速2按鈕（帶指示）、低速3按鈕（帶指示）、低速4按鈕（帶指示）、低速5（最高速）按鈕（帶指示）；變頻器向就地操作箱提供的信號(hào)為：狀態(tài)信號(hào)：變頻器正常運(yùn)行、工頻運(yùn)行；就地操作箱向變頻器提供的信號(hào)為：遠(yuǎn)控指令：啟動(dòng)、停止；爐前操作臺(tái)向變頻器提供的信號(hào)為：工況轉(zhuǎn)速指令：高速指令、低速1指令、低速2指令、低速3指令、低速4指令、低速5指令；變頻器與高壓開關(guān)柜的連鎖信號(hào)：高壓緊急分?jǐn)唷Ｒ陨祥_關(guān)量均采用無源接點(diǎn)輸出，定義為接點(diǎn)閉合時(shí)有效，接點(diǎn)容量均為AC220V/3A。
　　變頻器遠(yuǎn)程/近程控制選擇，當(dāng)變頻器遠(yuǎn)程/近程控制選擇開關(guān)打到遠(yuǎn)程位置時(shí)，控制權(quán)交給電動(dòng)機(jī)就地操作箱，當(dāng)變頻器遠(yuǎn)程/近程控制選擇開關(guān)打到近程位置時(shí)，控制權(quán)交給變頻器。

除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行測試情況


　　電爐除塵風(fēng)機(jī)未上變頻以前，在各種工況下的電機(jī)工作電流為180A，采用變頻調(diào)速后在除塵風(fēng)機(jī)低速段平均節(jié)電率在47.5%以上。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2003年10月