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高压变频器在电炉除尘系统上的应用
 一、概述
  苏信特钢有限公司电炉厂一共有四台除尘风机系统,1#、2#二台风机为一组,单机功率1000kw,3#、4#二台风机与1#、2#并联的扩容机组,单机功率1120kw。正常情况下白天运行三台,晚上运行二台。四台风机电机均采用液力偶合器进行风机调速,每台风机的输入风门开度基本固定在50%-60%之间。电炉工艺的要求;在电炉冶炼过程中产生的烟尘量的大小是一个周期性变化的。目前整个除尘风机系统一直处在最大的除尘风量状态。当电炉冶炼到某一个工艺时段时,它产生的烟气量很小,因此过大的除尘风量是个非常大的浪费。
二、设备运行情况

1#、2#风机设备情况表

电机型号额定功率额定电压额定电流
1LA1 564-6KE80-Z1000kw10kv69A
转速功率因素输入风门开度运行电流
987r/min0.8760%23A~63A

3#、4#风机设备情况表

电机型号额定功率额定电压额定电流
YKK630-61120kw10kv69A
转速功率因素输入风门开度运行电流
987r/min0.8960%30A~65A


上图为风机采用液力耦合器调速现场图


三、变频改造方案
  本项目主要对2#、3#和4#风机进行变频节能改造。采用国内先进的烟气自动检测闭环控制技术,在电炉除尘烟道入口处安装一套烟气浓度激光检测装置,根据检测到烟气浓度的强弱来控制变频器的转速,使风机的风量和烟气的浓度保持一致,完全达到节能目的。系统风机为一拖一,改造后的电气一次主回路见下图。


  1.在旁路柜中,共有3个高压隔离开关,为了确保不向节电装置输出端反送电,QS2与QS3采用一个双投隔离开关,实现自然机械互锁。当QS1、QS2闭合,QS3断开时,电机运行在节电状态;当QS1、QS2断开,QS3闭合时,电机工频运行,此时节电装置从高压中隔离出来,便于检修、维护和调试。旁路柜必须与上级高压断路器DL连锁,旁路柜隔离开关未合到位时,不允许DL合闸,DL合闸时,绝对不允许操作隔离开关,以防止出现拉弧现象,确保操作人员和设备的安全。
  2.高压变频柜安装在原有的配电室或新建机房内,原高压起动柜的输出电缆通过旁路柜接入高压变频节电柜的变压器的一次侧,变频器的输出与旁路柜的输出连接至电机。变频器的二次保护回路与高开柜的保护回路并接。烟气自动检测器浓度信号由控制电缆传送到变频器的CPU的输入控制端。系统可以实行本地与远程切换控制运行。本系统的核心技术是采用烟气自动检测闭环控制方法,通过烟气变送器采集到的实时烟气浓度信号,变频器的CPU控制器接收到的是一个4-20ma的烟气浓度模拟信号,然后变频器根据这个信号的大小改变输出频率,自动实现风机电机的升速和降速,以最大限度提高风机的节电空间。


JN-DF500S烟尘监测仪基本工作原理


DF500S-JN烟尘检测仪应用示意图


  3、拆除液力偶合调速装置,电机向风机侧移位,利用原有的电机基础,需要现改场制电机安装基础,电机与风机侧之间直接采用膜片联轴器,以保证电机与风机的稳定性。


  4、变频改造后将彻底改变风机在无烟尘时高速运行的弊端,风机的运行功率根据烟气浓度的大小而改变,风机与电机的噪音明显减少。
四、节电效益分析
1、改造前用能情况
  根据双方约定,按照2012年12月1日—10日的运行功率情况做为2#、3#和4#除尘风机改造前的能耗基准。

2#除尘风机基准能耗测定表

运行时间电表倍率开始读数结束读数总耗电量运行功率
233h55min2000056.88113760度486.32KW

3#除尘风机基准能耗测定表

运行时间电表倍率开始读数结束读数总耗电量运行功率
90h38min3000020.260060度662.69KW

4#除尘风机基准能耗测定表

运行时间电表倍率开始读数结束读数总耗电量运行功率
233h18min3000058.23174690度748.78KW

2.改造后用能情况
项目改造后,按照双方约定方式抄表计量:
电炉厂2#、3#、4#除尘风机变频改造后2013年2月用能情况
编号本月运行时间(h)本月用电数(度)基准功率 (KW)改造后功率(KW)节电率 (%)
2#490187740486.32383.1421.21
3#592259470662.69438.2933.86
4#618269790748.78436.5541.70
总计  1897.791257.9833.7%

3、节电效益
  改造后项目节电功率为:1897.79-1257.98=639.81KW,年节电量(按照合同约定7200h计算)=639.81×7200=460.66万KW•h,年节约标准煤1520吨。按合同电价0.7元/KW•h,年节约电费=460.66×0.7=322.462万元。
五、结语
  应用变频技术节约能源,收益的是国家和用户。即使变频器比较昂贵,对推广变频技术应用有一定影响,但必需明白节能是基本国策,一次性投资与后期投资的比较,避免错误的行动导致错误的结论,只有利用高新技术,不仅省电又省事。

 
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