高压变频器在除尘系统的改造

左岚

摘要：高压变频器实现了对除尘风机的无极调速，满足了生产工艺过程对电机调速控制的要求，达到高产量和高质量的目的，可以大幅度的节约能源，降低成本。

1.引言

在高炉出铁的过程中，出铁场会产生大量的灰尘，烟气以及一些有害物质，除尘系统将这些有害物质进行处理。根据炼铁工艺，高炉每天平均出铁12炉，在出完铁20---30分钟后，出铁场基本没有灰尘，烟气。安钢炼铁厂1号高炉除尘风机采用160KW电机拖动，除尘风机在生产过程中处于工频状态运行，风机启动后电机按额定转速运行，通过调节风门挡板的开度来调节风量，以满足生产工艺要求。除尘风机的使用率大约70%左右，对于电量的需求非常的大，造成了很大的浪费；另外，风机在启动的过程中会造成巨大的振动，电机启动电流可能达到额定电流的3-7倍，对于电网会造成非常大的冲击。所以对出铁场除尘风机进行高压变频技术改造。

2.变频改造

2.1变频器的选型：安钢炼铁厂选用的是荣信RHVC系列高压变频器。荣信高压变频器是采用目前世界上先进的IGBT功率单元串联多电平技术，数字控制技术，SPWM脉宽调制技术及超导热管散热技术研制而成的系列高压电机节能调速产品。此产品具有高效节能、高功率因素及高可靠性等特点，结束了传统方法造成的能源和人力的浪费，延长了电机等设备的使用寿命，方便电机的保养和维护。

荣信RHVC系列变频器采用IGBT变频功率单元串联多重化叠加技术，属于高—高电压源型变频器，高压直接输入输出，无需输出变压器，效率高，输出频率范围宽。高压变频器实现了电机的软启动，启动电流小，而且可以连续调速，选择最佳速度，还可以根据用户的速度曲线图完成自动控制，既节约能源，又提高了生产效率，还可以实现远程监控和网络化控制，可以和用户现场灵活接口，满足用户的不同要求，采用光纤通讯技术，使系统抗电磁干扰的性能增强，运行更加安全可靠。

2.2变频器的安装：荣信RHVC高压变频器主要由功率柜、移项变压柜和旁路柜组成。在现有的高压配电室东面在建一个配电室，规格要求在14*10*4米，新的配电室内的装备有PLC控制柜、变频单元柜、变压器柜和旁路柜，对电机的控制实现本地和远程DCS两种控制方式。对于电机转速的控制是由变频装置来进行的，远程的DCS向变频装置发送相应的速度调节信号就能够实现对电机转速的控制，同时DCS还可以实现对电机运行情况的实时监控。DCS就是远程配电箱，运用DCS可以实现对变频器的远程控制。采用DCS装置时线路也要进行更改，电机启动柜的出现由最初的接入电机更改为经过新增的变频柜接入电机。其中旁柜的主要作用是进行变频运行和工频运行之间的切换。移项变压器可以有效的消除输入谐波，对变压器可以采用本地控制和DCS远程控制这两种方式来控制器启停，远程的DCS向变频装置发送相应的速度调节信号就能够实现对电机转速的控制，同时DCS还可以实现对电机运行情况的实时监控。DCS就是远程配电箱，运用DCS可以实现对变频器的远程控制，采用远程配电箱可以对变频器进行各种操作，包括启停、调速等。操作人员的所有操作都可以通过DCS来完成。

3.改造后的效果：

3.1带来经济效益 进行改造后，电机的运行更加稳定，频率维持在45Hz，一次侧电流也有原来的30A降到了现在的18A，这样就可以实现31%以上的节能，可以为企业带来一定的经济效益。

3.2延长电机使用寿命 改造后电机在启动和加速的过程中所受的冲击更小，同时电机运行也更加的平稳，噪音也小。采用DCS对电机的其他和加速仅需控制，电机的启动是缓慢的，加速是逐步进行的，因此电机在启动和急速过程中所受到的机械扭矩的冲击就会减小，电机不易受到损伤，电机的寿命得以延长。同时电机的运行更加的平稳，电机内各零部件的使用寿命也会延长。

3.3电网所受冲击变小 经过改造后，电机实现了软启动，电机的启动时间变长，加速也更加均匀，电机的启动电流也会相应的减小，电网所受到的冲击也会减小很多。

3.4电网污染减少 改造后，电机网侧功率因素大于0 .9 6，并且变频器输入输出谐波含量非常低，电网污染很容易就可以达到国家的制定的相应标准。

3.5降低操作人员的工作强度 改造后，操作人员运用DCS可以实现对变频器的远程控制，采用远程配电箱可以对变频器进行各种操作，包括启停、调速等。操作人员的工作强度进一步降低，工作效率也更高。

4、设备运行情况

4.1运行稳定，安全可靠。在改造之前，对电机的启停进行控制使用的是液力耦合器，这一做法的缺点是轴承的磨损特变大，平均40天左右就要进行一次更换，每次更换轴承都需要半天时间，在这半天中必须要停炉，所造成的经济损失是巨大的。但是是使用HARSVERT-A06/076变频器对电机进行控制和监控后，因为其具有免维护的特点，保养工作只是对通风滤网进行清洗就可以完成，而且不需要停炉，生产的连续性得到了保障。HARSVERT-A06/076变频器自从tourism使用以来一直保持正常的运转，在使用过程中也没有出现故障。

4.2节能效果好吨钢电耗明显降低。

4.3 HARSVERT-A06/076变频器的使用使电机的启停更加缓慢，同时变频器为电机提供的无谐波干扰和正弦波电流保证了电机运行的稳定，故障率明显降低。同时，变频器设置共振点跳转频率，电机在启动和急速过程中所受到的机械扭矩的冲击就会减小，电机不易受到损伤，电机的寿命得以延长。同时电机的运行更加的平稳，电机内各零部件的使用寿命也会延长。

4.4对于电机的保护方面，变频器要比继电器的保护效果更好。

4.5变频器对于电网的适应能力极强，就算是处于6.7KV的电网电压下，变频器仍能正常的工作。

4.6在改造之前，对电机的启停进行控制使用的是液力耦合器，采用这一方式对电机进行控制使得电机的运行噪音比较大，而使用变频器可以有效的降低电机的运行噪音。同时使用变频器对电机进行控制不需要定期的更换轴承，因为更换轴承而造成的环境污染问题也得到了有效的解决。

5、结束语

几个月的实践应用表明， HARSVERT-A06/076高压大功率变频器的性能比较稳定，同时使用效果也非常好，对于企业的节能、正常生产等都有非常大的帮助。我公司也在其他的风尘机中使用这一设备。

参考文献：

[1]刘凤袖. 高压变频器在广州发电厂给水系统改造中的应用[D].华南理工大学，2012.

[2]朱思国. 6KV-900KW功率单元级联型高压变频器的研制[D].湖南大学，2007.

[3]吴加林. IGBT直接串联高压变频器[J]. 电工技术杂志，2003，02：1-4.endprint