高壓變頻器在鋼鐵行業(yè)的運用

某鋼鐵集團(tuán)二煉鋼廠在2003年6月擴(kuò)建煉鋼廠設(shè)計綜合產(chǎn)鋼能力為150萬噸，其三座轉(zhuǎn)爐分別配置三套除塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)一方面將燃燒不完全的煤氣回收，另一方面通過除塵風(fēng)機(jī)排除剩余煙氣，為滿足鋼廠節(jié)能及環(huán)保的要求，除塵風(fēng)機(jī)根據(jù)煉鋼工藝在吹氧及煉鋼時高速運行，其余時間為低速運行。為了滿足生產(chǎn)工藝，使系統(tǒng)的運行符合工況，需要系統(tǒng)有良好的調(diào)速性能。

通過對液力耦合器調(diào)速技術(shù)方案、直流調(diào)速技術(shù)方案以及其它方式的調(diào)速方案進(jìn)行對比分析，認(rèn)為使用液力耦合器，會制約昆鋼二煉鋼廠節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，增加企業(yè)競爭力的目的。

2003年6月，某鋼鐵集團(tuán)二煉鋼廠與東方日立經(jīng)過技術(shù)磋商，決定采用DFCVERT-MV-1000/6B（現(xiàn)型號為DHVECTOL-DI01000/06B）高壓大功率變頻器在1號轉(zhuǎn)爐的除塵風(fēng)機(jī)上進(jìn)行變頻改造，以滿足風(fēng)機(jī)調(diào)速的要求，改善工藝狀況。

變頻改造方案實施除塵風(fēng)機(jī)是除塵凈化系統(tǒng)的動力中樞，一旦除塵風(fēng)機(jī)不能正常運行，不但影響生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還有可能危脅到現(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；同時轉(zhuǎn)爐又周期性間斷吹氧；所以，和除塵風(fēng)機(jī)配套的高壓調(diào)速系統(tǒng)，要求具有極高的可靠性。

2003年8月底變頻器發(fā)往現(xiàn)場，9月中旬變頻器完成了現(xiàn)場的安裝調(diào)試工作并正式投入生產(chǎn)運行。變頻器從制造到正式投入使用，所用的生產(chǎn)、安裝、調(diào)試周期都很短，總共僅有3個多月的時間，保證了1號轉(zhuǎn)爐的技術(shù)改造的周期和正常的生產(chǎn)。

同傳統(tǒng)的液力耦合器比較，東方日立生產(chǎn)的高壓變頻器有以下優(yōu)點：

（1）運行穩(wěn)定，安全可靠。原來使用液力耦合器大概40天左右就必須更換軸承，每次需停爐半天左右，帶來的巨大的經(jīng)濟(jì)損失。DFCVERT-MV型變頻器具有免維護(hù)的特點，只需定期更換柜門上的通風(fēng)濾網(wǎng)，不用停機(jī)，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。

（2）節(jié)能效果較為顯著，大大降低了噸鋼電耗。

（3）電動機(jī)實現(xiàn)了真正的軟啟動、軟停運，變頻器提供給電機(jī)的無諧波干擾的正弦波電流，降低了電機(jī)的故障次數(shù)。同時，變頻器設(shè)置共振點跳轉(zhuǎn)頻率，避免了風(fēng)機(jī)會處于共振點運行的可能性，使風(fēng)機(jī)工作平穩(wěn)，風(fēng)機(jī)軸承磨損減少，延長了電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命和維修周期，提高了設(shè)備的使用壽命。

（4）變頻器自身保護(hù)功能完善，同原來繼電保護(hù)比較，保護(hù)功能更多，更靈敏，大大加強(qiáng)了對電機(jī)的保護(hù)。

（5）變頻器同現(xiàn)場信號采用可靠的連接方式，控制方便，性能可靠，滿足煉鋼生產(chǎn)的需要。變頻器內(nèi)置有PLC，現(xiàn)場信號接入靈活。在控制邏輯上，由現(xiàn)場（轉(zhuǎn)爐）為變頻器提供一對高速、低速節(jié)點，變頻器按照節(jié)點的狀態(tài)自動高速、低速往復(fù)運行；由變頻器自身的頻率輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)速測定，可以取消原來同電機(jī)相連的測速器，由變頻器為現(xiàn)場直接提供電機(jī)轉(zhuǎn)速指示。

（6）設(shè)備適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動能力強(qiáng)，有時電網(wǎng)電壓高達(dá)6.9kV，或者電壓低至5.5kV變頻器仍能正常運行。

（7）同液力耦合器比較，在加速期間大大減小了噪聲，削弱了噪聲污染。由于不用定期拆換軸承或者對液力耦合器進(jìn)行維修，避免了機(jī)油對環(huán)境的污染，使風(fēng)機(jī)房的現(xiàn)場環(huán)境有了極大改善。

（8）由于電機(jī)降低速度運行以及工作在高效率區(qū)，因此電機(jī)和軸承的溫升都明顯低于采用液力耦合器的系統(tǒng)，這樣可以延長風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的使用壽命。從現(xiàn)場投運來看，該變頻器通常運行在高速和低速兩種狀態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)爐在吹氧和煉鋼時，變頻器由低速轉(zhuǎn)入高速狀態(tài)，上升時間要求在1分鐘之內(nèi)完成，否則在吹氧和煉鋼時要產(chǎn)生大量的煙氣，若不能及時排出煙氣，將會影響到生產(chǎn)甚至現(xiàn)場工作人員的人身安全。經(jīng)過現(xiàn)場多次運行，DFCVERT-MV-1000/6B變頻器完全能夠滿足這項技術(shù)要求。其次，從高速到低速也完全滿足工藝的要求。

根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)計算，采用變頻調(diào)速比采用液力耦合器調(diào)速節(jié)能率提高26.17%，經(jīng)過近半年的運行，證明DFCVERT-MV-1000/6B高壓大功率變頻器性能好，可靠性高，節(jié)能效果明顯，滿足連續(xù)生產(chǎn)對調(diào)速系統(tǒng)的要求，同時可以大大改善工藝條件，提高生產(chǎn)效率，具有很好的推廣價值。因此該鋼鐵集團(tuán)二煉鋼廠在成功改造了1號轉(zhuǎn)爐后又決定對2號、3號轉(zhuǎn)爐進(jìn)行變頻改造。