合康高压变频器在双有钢铁炼钢厂转炉一次除尘风机上的应用

内容摘要：本文综述了合康高压变频器在转炉一次除尘风机上的运用情况，简单介绍了根据设备参数选择变频系统，并与工频控制作了部分比较，阐述了风机节能的原理及相关的节能数据。

关键词：风机 变频 选型 节能

一、公司简介

云南省曲靖双友钢铁有限公司成立于2003年，是曲靖市政府招商引进的省外重点民营钢铁联合企业之一。炼铁分厂成立于2003年8月，现有450立方高炉两座，180平方烧结一座，6万吨喷煤一座;动力分厂成立于2004年4月，现有110kV/10kV变电站一座，12MW煤气发电站一座，8万立方煤气柜一座，10000/12000/200型空分装置1套;炼钢分厂于2007年10月始建，于2009年2月25日顺利点火投产，年产60万吨钢坯，有600吨混铁炉一座，60吨氧气顶吹转炉一座，四机四流R8m弧形连铸机一套。二期工程含180平方烧结机一台;1080立方高炉一座;15MW煤气发电站一座，80吨转炉、六机六流连铸机一套及生产辅助配套设施，将于2011年上半年投产。

二、设备参数

转炉一次除尘风机共两台，三相异步电动机驱动。电动机的主要参数如下：

型号：YBKS5004-2 额定功率：900kW

额定电压：10000V

额定电流：62.2A

额定频率：50Hz 额定转速：2985r/min

绝缘等级：F级

三、变频系统选型

两台除尘风机的工作方式为一用一备，采用一台高压变频器一拖二的工作方式。根据电动机的基本参数确定电动机的容量约1100kVA，且考虑高海拔的因素，故选择额定容量为1250kVA，额定电流为77A的10kV的高压变频器，其型号为HIVERT-Y10/077，具有瞬时断电再启动功能。考虑实际生产要求，增加工频旁路柜，变频器故障时自动切换到工频运行。

四、控制方案

一次控制原理图如下：

电动机的供电由QS1和QS2来实现切换，QS1与KM2、QS2与KM2实现连锁，变频器与KM1、KM2连锁，1QF与KM1连锁，2QF与KM2连锁。

变频器为远程控制，开关给定，分为两个速度段，即高速(频率为45.3Hz,转速为2711转)和低速(频率为13.4Hz，转速为800转)。

转炉的生产流程为加料(废钢、铁水)→吹炼→出钢→倒渣周期循环，其中吹炼时要求风机高速运转，出钢及倒渣时要求风机低速运转，而加料时因烟尘比较大，须风机高速。

控制方式分为手动和自动两种，自动控制时：烟罩下降到位开始吹炼时风机自动高速;氧枪提起停吹，烟罩提起到位风机自动低速运行。而加料时则手动把风机调到高速。

五、节能效益

1、工频控制和变频控制比较

工频控制：不能调速，不能节约电能;直接起动，起动电流大(约额定电流的4～7倍)，对电网、电动机及传动设备的冲击大，从而缩短了设备的使用寿命，增加了设备的维修量及维修成本。

变频控制：可调速，能实现电能的节约;变频起动，起动平稳，起动电流可控制在额定电流左右，大大减少起动时的冲击，延长设备使用寿命，且变频器运行可靠，故障率低，维修量少。

2、风机节能的原理

风机的风量与转速成正比，风机的风压与转速的平方成正比，风机的轴功率与转速的立方成正比。从而可以得出：风机的转速减少一半，则风机的风量为原风量的一半;风机的风压为原风压的四分之一;轴功率为原来的八分之一。

3、节能数据

(1)工频运行时的数据

工频时的平均功率P=(78804+803.8+788.4)/3=793.5kW，则一小时得用电量为

W=793.5×1=793.5kWh

(2)变频运行时的数据

转炉一小时炼钢，一炉钢约15分钟高速，其余为低速运行。则一小时的用电量为：

W=518×15×2÷60+24×(60-15×2) ÷60=271kWh

变频运行时的节电率为：(793.5-271)÷793.5×100%=66%

一天的节电量为：(793.5-271)×24=12540度

电价为：0.5元/度，则一天节约的电费为：

12540×0.5=6270元

一年的运行小时数为8000小时，则一年所节约的电费为：

(793.5-271)×8000×0.5=2090000元=209万元

六、结论