烧结机主抽风机高压变频改造方案

蒋晨曦

河钢唐钢设备机动部,河北唐山063000

摘要：本文介绍烧结机主抽风机改造的方案。本项目的成功实施，解决了钢铁行业内烧结机主抽风机风量动态调节的难题，同时响应国家节能减排的要求，给企业节省成本。

关键词：主抽风机；变频改造

Abstract：Thispaperintroducestheschemeofrevampingthemainfanofsinteringmachine.Thesuccessfulimplementationofthisprojecthassolvedtheproblemofdynamicregulationofwindvolumeofthemainexhaustfanintheironandsteelindustry.Atthesametime,itrespondstotherequirementsoftheNationalenergyconservationandemissionreduction,andsavesenterprisescosts.

Keywords：Mainfan；Variablefrequencytransformation；

1引言

烧结主抽风机负载的电机容量相对较大，电机长期工频运行，加之长期利用风门进行相关的流量压力调节，造成烧结主抽风机运行起来非常不经济；同时由于电机大多采取水电阻起动的方式，不仅达不到良好的起动效果，而且造成频繁维护、频繁更换电解液的情况，甚至起动过程中的“开锅”“漏液”现象也时有发生，危害人员及设备的安全。

2存在问题

炼铁厂南区360㎡烧结机采用控制风门开度的方式来实现主抽风机风量的调节，随着企业的发展，对烧结矿品质要求的不断提高，此种控制方式逐渐显现无法实现风机风门的精细化调整，满足不了生产过程中需要根据烧结工艺参数进行实时性动态调节风量的要求；电机始终处于额定转速运行，无法实现国家节能减排的要求，同时大大增加了烧结矿的产品吨耗；单台风机电机功率达6800KW，与之配套的水阻启动柜无法实现真正意义上的软启动功能，且由于水阻温度的限制，不允许连续启车。

3改造思路

采用高压变频器来调节风机电机的运行转速，以实现主抽风量、风压的实时控制，来代替落后的风门调节方式。此种方式，在改善和提高系统调节性能的同时，还提高了系统的运行效率、降低了风机的能耗。本次变频改造采用一拖一控制方式，建设2套高压变频器、配套的控制系统、空-水冷却系统、厂房施工安装及相关配套设施建设等。保留原有水电阻启动方式。变频器与水电阻启动一用一备，变频、工频两套系统之间有互锁。变频控制系统与原系统的二次控制回路互不干扰，能够在变频系统发生故障后迅速、准确、彻底的将变频系统切除。所有联锁、互锁、隔离装置的状态可在上位机显示。

4技术改造方案

保留原有水电阻启动方式。变频器与水电阻启动互为备用。变频控制系统与原系统的二次控制回路互不干扰，能够在变频系统发生故障后迅速、准确、彻底的将变频系统切除。所有联锁、互锁、隔离装置的状态可在上位机显示。

新增变频器控制用励磁柜，通过切换柜与原有励磁系统进行切换。新增的励磁柜兼具变频、工频控制功能，故障时A/B套自动切换。

变频控制时从机旁启动，机旁与中控均可调节电机转速。上位机画面能够显示变频器工作状态、运行参数，而且能对变频器进行起、停、调速操作，查询各种开关量、模拟量故障报警、趋势。

变频器自带N+1冗余或等效N+1冗余故障运行方式，变频器采用9或8级功率单元串联，接触器式机械旁路，只旁故障单元，中性点自动平衡。

自动旁路故障的功率单元，同时备用功率单元自动投入运行，满足50Hz满载运行；在一个功率单元旁路的情况下，变频器无需降低负荷，仍然能满足连续调整电机转速的要求。

通过线电压自动均衡技术，即通过改变每相的电角度，在单相电压输出不相等的情况下，保证三相线电压平衡，同时满足50Hz满载运行。

变频短时过载能力不低于150%，使电动机输出转矩不降低。变频器应具备基本V/F控制模式和矢量（有PG和无PG）控制模式，满足生产现场控制要求。

IGBT模块采用进口产品，耐压1700V；电容器采用单只1200V耐压的薄膜电容器（进口产品），无需串联使用；整流桥耐压2000V。

变频器功率单元驱动电源应取自直流母线侧，不需要设置独立的电源供电,降低设备的复杂程度提高可靠性。

变频器具有运行曲线和瞬时曲线显示功能，可选择电流、电压等参数曲线；变频器控制系统需配置USB接口，以方便数据的导出。

设备具有完善的自检功能，在只有控制回路通电的条件下，可对数字板的输出、模拟板的输入输出、PWM板、通讯板、上电逻辑测试等。

5解决变频器运行中的问题

5.1变频器启动整步问题

因同步电机特殊的运行模式，用变频启动时需使用带励启动。在启动之初需经过适当的整步使电机进入稳定的同步状态；同时要选择合适的定、转子磁势大小和控制好各步骤间的切换。

5.2变频器运行时的励磁调节

由于变频器具有调速功能，因此驱动同步电机时无需速度/位置传感器的控制方法，且变频器的输出波形与控制异步电机时的波形相同，均为PWM波形，因此在驱动同步电机运行过程中，变频器相当于一个正弦电压源，无转矩脉动，有很高的可靠性。

5.3同步电动机灭磁

同步电机正常停机时，通过变频器下达停机指令，驱动电机减速至停机转速，然后停止向电机输出电压。同步电机在此转速下进入无驱动滑行，在此过程中，高压变频器输出侧的耐受电压可以承受电机定子侧感应的电压，不需要即时灭磁。在现场断路器开关断开后，再通知励磁装置进行灭磁。

6结语

实施效果：高压变频器投入运行后，系统运行稳定，保护完善，故障诊断能力强，各参数性能均达到预期目标。对保证安全生产，提高经济和社会效益，具有十分重要的意义。

变频器投入运行，日常节电比例约为20%，两台主抽风机原日耗电量为25万千瓦时，则日节省电量5万千瓦时，年节省电量1825万千瓦时，产生巨大的经济效益。

变频改造完成后，由于新设备的可靠性好，维修周期从原有的15天一次延长为30天一次，年节省12次检修，按每次检修4人次，8个工时计算，年节省384检修工时，约2万余元。

参考文献：

[1]郝永寿.太钢烧结机漏风率检测与漏风治理实践[J].山西冶金，2016，39（05）：78-80.

[2]李安平.132m～2烧结机全密封漏风治理[J].中国高新技术企业，2012（22）：55-57.