摘 要:本文介紹了廣州智光電氣生產(chǎn)的高壓變頻器在西鋼一煉鋼廠120T轉(zhuǎn)爐工程除塵風(fēng)機(jī)上技術(shù)方案和節(jié)能效果的應(yīng)用情況。
Abstracts:This paper introduces the technical schemes on the high-voltage inverter made in Guangzhou Zhiguang Electric in the No.1 steel plant of Xilin I&S Co.120T converter project dedusting fan and the application of energy-saving effect.
關(guān)鍵詞:高壓變頻器 除塵風(fēng)機(jī)
Keywords:the high-voltage inverter, dedusting fan
一、引言
2008年7月,西鋼集團(tuán)對(duì)120T轉(zhuǎn)爐二期工程高壓變頻器項(xiàng)目進(jìn)行了公開(kāi)招標(biāo),廣州智光電氣股份有限公司的ZINVERT變頻器中標(biāo)。120T轉(zhuǎn)爐二期工程中,包括一次除塵、二次除塵和連鑄二冷及噴淋泵共四套高壓變頻裝置和三套手動(dòng)旁路柜,本文詳細(xì)介紹ZINVERT在除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用效果。
二、電動(dòng)機(jī)參數(shù)
2.1一次除塵電動(dòng)機(jī)
型號(hào):YBPT630-4 工作電壓:6KV
額定功率:1250KW 防護(hù)等級(jí):IP44
額定轉(zhuǎn)速:1486rpm 功率因數(shù):0.87
額定電流:125.8A
負(fù)載類(lèi)型:風(fēng)機(jī) 2臺(tái)
2.2二次除塵電動(dòng)機(jī)
型號(hào):YKK500-6 工作電壓:6KV
額定功率:630KW 防護(hù)等級(jí):IP44
額定轉(zhuǎn)速:993rpm 功率因數(shù):0.84
額定電流:76.37A
負(fù)載類(lèi)型:風(fēng)機(jī) 1臺(tái)
2.3連鑄二冷及噴淋泵電動(dòng)機(jī)
型號(hào):Y400-4 工作電壓:6KV
額定功率:355KW 防護(hù)等級(jí):IP44
額定轉(zhuǎn)速:2977rpm 功率因數(shù):0.899
額定電流:32.2A
三、變頻設(shè)備
3.1高壓變頻調(diào)速產(chǎn)品原理
ZINVERT系列只能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用功率單元串聯(lián)技術(shù),直接輸出3KV、6KV、10KV電壓,屬高-高電壓源型變頻器。采用功率單元串聯(lián)解決了器件耐壓?jiǎn)栴},同時(shí)同相各級(jí)功率單元輸出SPWM信號(hào)通過(guò)移相后進(jìn)行疊加,提高輸出電壓諧波性能、降低輸出電壓的dv/dt;通過(guò)電流多重化技術(shù)降低輸入側(cè)諧波,減小對(duì)電網(wǎng)的諧波污染;主控制器采用DSP、CPLD和FPGA為核心,配合數(shù)據(jù)采集、單元控制和光纖通信回路以及內(nèi)置的PLC構(gòu)成系統(tǒng)控制部分。
ZINVERT系列智能高壓變頻調(diào)速成套系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)上由旁路柜、移相變壓器柜、功率單元柜及控制柜組成,見(jiàn)圖。
3.1成套裝置配置圖
3.2功率單元箱
功率單元外觀,見(jiàn)圖
3.3功率單元柜高壓形成
采用功率單元堆波技術(shù),將多個(gè)功率單元的輸出電壓串聯(lián)疊加直接形成高壓,見(jiàn)圖6。因?yàn)楦鞴β蕟卧妮敵鲭妷翰ㄐ卧诏B加前已經(jīng)過(guò)移相處理,所以疊加后的輸出波形質(zhì)量好,不存在諧波引起的電動(dòng)機(jī)附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)等。
3.4系統(tǒng)接口示意圖,見(jiàn)圖。
四、一次接線及二次保護(hù)
當(dāng)K1、K2分,K3合時(shí),系統(tǒng)運(yùn)行在工頻狀態(tài),斷路器保護(hù)配置為電動(dòng)機(jī)保護(hù),ZINVERT系統(tǒng)的控制系統(tǒng)配置過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、失速、過(guò)負(fù)荷等保護(hù)。
當(dāng)K1、K2合,K3分時(shí),系統(tǒng)運(yùn)行在變頻狀態(tài),因?yàn)樽冾l輸入側(cè)為整流移相變壓器,因此斷路器保護(hù)配置為變壓器保護(hù),ZINVERT系統(tǒng)的變壓器配置溫控保護(hù),配置缺相、過(guò)壓、過(guò)流、速斷、過(guò)負(fù)荷保護(hù)。
五、ZINVERT型智能高壓變頻調(diào)速成套系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)
1、功率因數(shù)高、諧波污染小、體積小、效率高
2、抗電壓波動(dòng)能力更強(qiáng),掉電自動(dòng)恢復(fù)功能
3、專有核心“STT”技術(shù),旋轉(zhuǎn)負(fù)載直接啟動(dòng)
4、主回路專利技術(shù)與三重保護(hù)功能的高壓輸出突發(fā)短路“SCP”防護(hù)技術(shù)
5、允許掉電時(shí)間最長(zhǎng)(60秒)的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng),掉電恢復(fù)后無(wú)沖擊啟動(dòng)
6、多回路供電技術(shù),無(wú)電源敏感性
7、高可靠性EMC設(shè)計(jì),超級(jí)看門(mén)狗技術(shù)保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性
8、采用預(yù)充電電路,保護(hù)器件、工變頻進(jìn)線開(kāi)關(guān)保護(hù)無(wú)需變化
9、系統(tǒng)無(wú)高壓可調(diào)式控制功能,具有單元直流電壓與電容老化檢測(cè)功能
10、加、減速自適應(yīng)功能使ZINVERT成為相同容量配置的加減速最快的國(guó)產(chǎn)高壓變頻器
11、完整的工頻/變頻自動(dòng)互切技術(shù)
12、完整的保護(hù)配置功能與專業(yè)微機(jī)保護(hù)技術(shù)
13、獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),散熱效果好,設(shè)備環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)
六、高壓變頻器的應(yīng)用與分析
多年多例證明,風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速遠(yuǎn)比工頻運(yùn)行風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)具有諸多的優(yōu)點(diǎn)。
1、 全年長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),除去檢修、停產(chǎn)設(shè)備停機(jī),提高設(shè)備作業(yè)率。
2、 變頻器具有完善的多項(xiàng)保護(hù)功能,確保電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、 根據(jù)轉(zhuǎn)爐冶煉三個(gè)周期中煙塵量的大小通過(guò)變頻調(diào)速,環(huán)保節(jié)能。
4、 減少機(jī)械設(shè)備維護(hù)
5、 節(jié)能效果
比照工頻調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén),年運(yùn)行時(shí)間為8400小時(shí),四檔調(diào)速分別人額定轉(zhuǎn)速的100%、85%、60%、30%,運(yùn)行時(shí)間比例為25%、25%、15%、35%.已知風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比,風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。
Q2=Q1(n2/n1) ——-⑴
H2=H1(n2/n1)[sup]2[/sup] ——-⑵
P2=P1(n2/n1)[sup]3[/sup] ——-⑶
一次除塵風(fēng)機(jī)功率1250KW,額定轉(zhuǎn)速rpm,功率因數(shù)0.87,風(fēng)機(jī)有功功率p=1250*0.87=1087.5KW
100%時(shí)P100%=1087.5KW
85%時(shí) P85%=1087.5*0.614=667.725
60%時(shí) P60%=1087.5*0.216=234.9
30%時(shí) P30=1087.5*0.027=29.3625
功率平均值P=1087.5*25%+667.725*25%+234.9*15%+29.3625*35%=484.32KW
節(jié)電比率(1087.5-484.32)/1087.5=55.46% 電費(fèi)單價(jià)0.52元/度
全年節(jié)點(diǎn)費(fèi)用為1087.5*55.46%*8400*0.52=2634460元
二次除塵風(fēng)機(jī)功率630KW,額定轉(zhuǎn)速rpm,功率因數(shù),相同的算法可得全年節(jié)電費(fèi)用1281983元。兩臺(tái)風(fēng)機(jī)全年節(jié)約電費(fèi)2634460+1281983=3916443元,即全年僅電費(fèi)一項(xiàng)可節(jié)約390萬(wàn)元。
七、結(jié)束語(yǔ)
ZINVERT在西鋼一煉鋼廠120噸轉(zhuǎn)爐二期工程除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用是成功的,節(jié)能效果顯著,同時(shí)節(jié)省大量的人力物力,減輕了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,社會(huì)效益顯著,高壓變頻器必將在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用與推廣。
參考文獻(xiàn):
《西鋼集團(tuán)120t轉(zhuǎn)爐工程技術(shù)標(biāo)書(shū)》 廣州智光電氣股份有限公司