1、背景情況 轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中，爐口會(huì)排出大量棕紅色的煙氣，煙氣溫度高、含有易燃?xì)怏w和金屬顆粒，按照我國(guó)1996年頒布的《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297-1996），對(duì)煙氣必須冷卻、凈化，由引風(fēng)機(jī)將其排至煙囪放散或輸送到煤氣回收系統(tǒng)中備用。撫順新?lián)徜摕掍摱可a(chǎn)采用“三吹三”方式，每個(gè)轉(zhuǎn)爐都配有一套除塵系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)采用二級(jí)文氏管煙塵凈化方式，煙道直徑φl(shuí).6m，煙氣輸送管線820mm，風(fēng)機(jī)型號(hào)D700，電機(jī)功率440kW/6kV。由于轉(zhuǎn)爐周期性間斷吹氧，為滿足節(jié)能和環(huán)保要求，要求風(fēng)機(jī)在整個(gè)煉鋼工作周期內(nèi)變速運(yùn)行，吹氧時(shí)高速運(yùn)行，不吹氧時(shí)低速運(yùn)行。原來(lái)采用液力耦合器調(diào)速，高速2700r/min（設(shè)計(jì)2900r/min），低速800 r/min。由于液力耦臺(tái)器技術(shù)的局限性，使得： 1）調(diào)速范圍在30％～90％之間，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定；而且，低速800r/rain仍然偏高，造成能源浪費(fèi)，高速運(yùn)行時(shí)，液力耦臺(tái)器有時(shí)丟轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)爐爐口冒煙。 2）經(jīng)過(guò)10多年的使用，液力耦臺(tái)器已嚴(yán)重老化，需經(jīng)常更換軸承，造成轉(zhuǎn)爐停產(chǎn)，不能滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要。 3）電動(dòng)機(jī)的效率低，損耗大，尤其低速運(yùn)行時(shí)，效率極低。 4）調(diào)節(jié)精度低、線性度差，響應(yīng)慢。 5）起動(dòng)電流仍比較大，影響電網(wǎng)穩(wěn)定。 6）液力耦合器故障時(shí)，無(wú)法切換至工頻旁路運(yùn)行，必須停機(jī)檢修。 7）漏油嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境污染大，地面被油污蝕嚴(yán)重。 鑒于液力耦臺(tái)器存在上述眾多問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行改造已成當(dāng)務(wù)之急。為了提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，解決使用液力耦合器帶來(lái)的眾多問(wèn)題，新?lián)徜摏Q定進(jìn)行變頻改造。 2、變頻器改造方案 除塵風(fēng)機(jī)是除塵凈化系統(tǒng)的動(dòng)力中樞，一旦除塵風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)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(chǎng)人員的安全；另外，調(diào)速系統(tǒng)工作的環(huán)境比較惡劣；同時(shí)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?；谝陨瞎ぷ魈攸c(diǎn)，對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)的主要要求如下：①要求變頻器要有高可靠性，長(zhǎng)期運(yùn)行無(wú)故障。②要求變頻器有旁路功能，一旦出現(xiàn)故障，可使電機(jī)切換到工頻運(yùn)行。③調(diào)速范圍要大，效率要高。④具有邏輯控制能力，可以自動(dòng)按照吹氧周期升降速。⑤有共振點(diǎn)跳轉(zhuǎn)置，能使電機(jī)避開共振點(diǎn)運(yùn)行，讓風(fēng)機(jī)不喘震。 經(jīng)過(guò)多方調(diào)研、比較，最后新?lián)徜撏本├氯A福技術(shù)有限公司臺(tái)作，共同制定了1號(hào)轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機(jī)的變頻改造方案，改造方案如下。 2.1 設(shè)備配置（見圖1） [ALIGN=CENTER] 圖1[/ALIGN] KM-變頻器供電的高壓真空斷路， KG1、KG2、KG3-真空接觸器， BPO-HARSVERT-A067080變頻器， DJ-440kw/6kv異步電動(dòng)機(jī)， KM—原有高壓開關(guān)， M-原有異步自動(dòng)機(jī)，如果將來(lái)擴(kuò)容到630kw/6kw通三相異步電動(dòng)機(jī)，變頻器必須具備驅(qū)動(dòng)能力。 風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，如果變頻器出現(xiàn)嚴(yán)重故障，延時(shí)ls將電動(dòng)機(jī)自動(dòng)切換到工頻電網(wǎng)運(yùn)行，當(dāng)前吹煉周期結(jié)束后，自動(dòng)斷開KG3，檢修變頻器，變頻器檢修完畢后，通過(guò)復(fù)位按鈕，自動(dòng)返回原變頻調(diào)速狀態(tài)。在變頻器出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)入工頻電網(wǎng)中，負(fù)載不用停機(jī)，滿足現(xiàn)場(chǎng)不能停機(jī)的要求。 2.2 電動(dòng)機(jī)及風(fēng)機(jī)參數(shù) 2.3 除塵風(fēng)機(jī)工藝要求 1）吹煉工藝周期（見圖2） [ALIGN=CENTER] 圖 2[/ALIGN] A到B為兌鐵加廢鋼時(shí)間：B到c為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間，可以調(diào)節(jié)；c到D為吹氧時(shí)間；D點(diǎn)風(fēng)機(jī)開始減速；D到E為倒?fàn)t測(cè)溫取樣時(shí)間；E到F為出鋼時(shí)間；F到G為濺渣時(shí)間。 整個(gè)吹煉工藝周期約21min，其中高速時(shí)間（c到D）12min。高速定為45Hz，可以調(diào)節(jié)；低速定為5Hz，可以調(diào)節(jié)。 2）變頻器和現(xiàn)場(chǎng)接口 在B點(diǎn)，由現(xiàn)場(chǎng)提供一對(duì)閉合節(jié)點(diǎn)（氮氧轉(zhuǎn)換點(diǎn)），當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)氮氧轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換到吹氧狀態(tài)時(shí)，變頻器從低速向高速起動(dòng)，在C點(diǎn)，變頻器到達(dá)高速后，給現(xiàn)場(chǎng)提供一對(duì)閉合節(jié)點(diǎn)（高速狀態(tài)節(jié)點(diǎn)），提示現(xiàn)場(chǎng)變頻器準(zhǔn)備就緒，以便現(xiàn)場(chǎng)操作工進(jìn)行下氧槍上作。在D點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)向變頻器提供另一對(duì)閉合節(jié)點(diǎn)（風(fēng)機(jī)減速點(diǎn)），當(dāng)氧槍提升時(shí)，變頻器升始降速，降速時(shí)問(wèn)不作具體要求，但在減速過(guò)程中如果需要提速，變頻器應(yīng)能滿足提速要求。 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、氮氧切換節(jié)點(diǎn)、氧槍位置節(jié)點(diǎn)三者滿足如圖3的關(guān)系。 [ALIGN=CENTER] 圖 3[/ALIGN] 現(xiàn)場(chǎng)提供給變頻器的兩塒節(jié)點(diǎn)（氮氧轉(zhuǎn)換點(diǎn)、風(fēng)機(jī)減速點(diǎn)）及變頻器提供給現(xiàn)場(chǎng)的高速狀態(tài)節(jié)點(diǎn)均為無(wú)源節(jié)點(diǎn)，具有2A/30VDC或0.8A/230VAC的容量。 3、設(shè)備運(yùn)行情況 高壓變頻器的型號(hào)為HARSVERT-A06/080，該變頻器的生產(chǎn)、安裝、調(diào)試周期都很短，總共僅有3個(gè)多月的時(shí)間，為l號(hào)轉(zhuǎn)爐按時(shí)投產(chǎn)提供了有力的保證。 同原來(lái)使用液力耦合器比較，北京利德華福技術(shù)有限公司生產(chǎn)的高壓變頻器有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。原來(lái)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(lái)的巨大的經(jīng)濟(jì)損失。HARSVERT-A變頻器具有免維護(hù)的特點(diǎn)，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)能效果顯著，大大降低了噸制電耗。 31電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了真正的軟起動(dòng)、軟停運(yùn)，變頻器提供給電動(dòng)機(jī)的無(wú)諧波干擾的正弦波電流，降低r電動(dòng)機(jī)的故障次數(shù)。同時(shí)，變頻器設(shè)置共振點(diǎn)跳轉(zhuǎn)頻率，避免了風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在共振點(diǎn)運(yùn)行，使風(fēng)機(jī)工作平穩(wěn)，風(fēng)機(jī)軸承磨損減少，延長(zhǎng)了電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)的使用壽命和維修周期，提高了風(fēng)機(jī)的利用時(shí)率。 4）變頻器自身保護(hù)功能完善，吲原來(lái)繼電保護(hù)比較，保護(hù)功能更多，更靈敏，大大加強(qiáng)了對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。在變頻器調(diào)試期間，變頻器自動(dòng)保護(hù)，報(bào)電動(dòng)機(jī)過(guò)流。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)有一相線鼻子發(fā)牛斷裂，電機(jī)缺相運(yùn)行，造成過(guò)流。我們及時(shí)進(jìn)行了檢修，避免了事故的擴(kuò)大化。 5）變頻器同現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)無(wú)縫接口，滿足生產(chǎn)的需要。變頻器內(nèi)置PLC，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)接入靈活。轉(zhuǎn)爐為變頻器提供一對(duì)高速、低速節(jié)點(diǎn)，變頻器按照節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)自動(dòng)高速、低速往復(fù)運(yùn)行；將以前儀表柜中的轉(zhuǎn)爐的煙氣流量、煙氣溫度信號(hào)接入變頻器，把儀表柜拆除，大大節(jié)約了 場(chǎng)地。變頻器自帶轉(zhuǎn)速測(cè)定，原來(lái)同電機(jī)相連的測(cè)速器也被取消，由變頻器為現(xiàn)場(chǎng)直接提供電機(jī)轉(zhuǎn)速指示。 6）適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)能力強(qiáng)，有時(shí)電網(wǎng)電壓高達(dá)6.9kV，變頻器仍能正常運(yùn)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，減少了機(jī)油對(duì)環(huán)境的污染，使風(fēng)機(jī)房的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有了極大改善。 4、節(jié)能分析 改造之前，1#～3#轉(zhuǎn)爐的丁況均相同，改造后1#轉(zhuǎn)爐口可以同2#、3#轉(zhuǎn)爐作對(duì)比，最終以每噸鋼除塵電耗來(lái)分析節(jié)能數(shù)據(jù)（見附表）。 同液力耦合器比較，噸鋼除塵電耗平均減少2.76 kW•h/t： 1#轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)鋼量今年預(yù)計(jì)為35萬(wàn)t，電價(jià)為0.44元/kW•h： 年節(jié)電總額為：35萬(wàn)t×2.76X0.44=425040元，節(jié)電率為39.2％。 [ALIGN=CENTER]附 表 [/ALIGN] 同時(shí)由于HARSVERT——A變頻器的可靠性，避免了原來(lái)液力耦合器發(fā)生故障時(shí)，轉(zhuǎn)爐停爐造成高爐甩鐵的情況發(fā)生，其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益也是是巨大的。 5、結(jié)論 從幾個(gè)月的運(yùn)行情況來(lái)看．北京利德華福公司生產(chǎn)的HARSVERT-A06/080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(duì)調(diào)速系統(tǒng)的要求，我公司決定在2#、3#轉(zhuǎn)爐改造中繼續(xù)使用，目前2#、3#轉(zhuǎn)爐配套的變頻器己達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，正在安裝調(diào)試中。