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一、背景情況
撫順新撫鋼煉鋼二部（即新二煉）廠房始建于85年，89年正式投產，擁有公稱15噸氧氣頂吹轉爐3座（現已擴容至公稱20噸），2001年產鋼量71萬噸，2002年預計產量100萬噸，2003年產鋼170萬噸。
轉爐吹煉過程中，爐口會排出大量棕紅色的煙氣，煙氣溫度高、含有和金屬顆粒，按照我國1996年頒布的《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297一1996），對煙氣必須冷卻、凈化，由引風機將其排至煙囪放散或輸送到煤氣回收系統中備用。新二煉生產采用“三吹三”方式，每個轉爐都配有一套除塵系統，除塵系統采用二級文氏管煙塵凈化方式，煙道直徑Φ1.6m,煙氣輸送管線820mm，風機型號D700，電機功率440KW/6KV。由于轉爐周期性間斷吹氧，為滿足節能和環保要求,要求風機在整個煉鋼工作周期內變速運行，吹氧時高速運行，不吹氧時低速運行。原來采用液力耦合器調速，高速2700r/min（設計2900r/min），低速800r/min。由于液力耦合器技術的局限性，使得：
調速范圍在30%～90％之間，轉速不穩定；而且，低速800r/min仍然偏高，造成能源浪費，高速運行時，液力耦合器有時丟轉，轉爐爐口冒煙；
經過10多年的使用，液力耦合器已嚴重老化，需經常更換軸承，造成轉爐停產，不能滿足連續生產的需要。
電動機的效率低，損耗大，尤其低速運行時，效率極低；
調節精度低、線性度差，響應慢；
啟動電流仍比較大，影響電網穩定；
液力耦合器故障時，無法切換至工頻旁路運行，必須停機檢修；
漏油嚴重，對環境污染大，地面被油污蝕嚴重；
鑒于液力耦合器存在上述眾多問題，對其進行改造已成當務之急。
2001年底，二煉鋼開始擴容改造。為了提高風機的運行效率，解決使用液力耦合器帶來的眾多問題，新撫鋼決定進行變頻改造。
二、變頻器改造方案
要求變頻器要有高可靠性，長期運行。
要求變頻器有旁路功能，一旦出現故障，可使電機切換到工頻運行。
調速范圍要大，效率要高。
具有邏輯控制能力，可以自動按照吹氧周期升降速。
有共振點跳轉設置，能使電機避開共振點運行，讓風機不喘震。
經過多方調研、比較，最后新撫鋼同******合作，共同制定了1號轉爐除塵風機的變頻改造方案，改造方案如下：
1、設備配置
KM：變頻器供電的高壓真空斷路器
KG1、KG2、KG3： 真空接觸器
BPQ：HARSVERT-A06/080變頻器
DJ： 440KW/6KV異步電動機。
KM為原有高壓開關，KG1、KG2、KG3。
DJ為原有異步電機，如果將來擴容到630KW/6KV普通三相異步電機，變頻器必須具備驅動能力。
風機高速運行時，如果變頻器出現嚴重故障，應將電機自動切換到工頻電網運行，當前吹煉周期結束后，自動斷開KG3，檢修變頻器，變頻器檢修完畢后，通過復位按鈕，自動返回原變頻調速狀態。如果在低速運行，則立即斷開KG3，開始檢修。這樣，在變頻器出現嚴重故障時，系統能夠自動轉入工頻電網中，負載不用停機，滿足現場不能停機的要求。
2、電機及風機參數
電機參數： 風機參數：
型 號： JK134-2 型號：D700-13-2
額定功率： 440KW 進氣容積流量：700m3/min(混合煤氣)
額定電壓： 6KV 壓力增加值： 2600mmH2O
額定頻率： 50Hz 進氣溫度： 35℃
額定電流： 50A 主軸轉速： 2975rpm
額定功率因數：0.89 軸功率： 370kw
額定效率： 92.5%
額定轉速： 2970rpm
3、除塵風機工藝要求
1）吹煉工藝周期
A到B為兌鐵加廢鋼時間。
B到C為風機升速時間，可以調節。
C到D為吹氧時間。
D點風機開始減速。
D到E為倒爐測溫取樣時間。
E到F為出鋼時間。
F到G為濺渣時間。
整個吹煉工藝周期約21分鐘，其中高速時間（C到D）12分鐘。高速定為45Hz,可以調節；低速定為5Hz,可以調節。
2）變頻器和現場接口
在B點，由現場提供一對閉合節點（氮氧轉換點），變頻器從低速向高速啟動。在C點，變頻器到達高速后，給現場提供一對閉合節點（高速狀態節點），以便現場操作工進行下氧槍工作。在D點，現場向變頻器提供另一對閉合節點（風機減速點），變頻器開始降速，降速時間不作具體要求，但在減速過程中如果需要提速，變頻器應能滿足提速要求。
風機轉速、氮氧切換節點、氧槍位置節點三者滿足如下關系：
現場提供給變頻器的兩對節點（氮氧轉換點、風機減速點）及變頻器提供給現場的高速狀態節點均為無源節點，具有2A/30VDC或0.8A/230VAC的容量。
3）變頻器技術指標
輸入電壓 三相交流有效值 6.3KV±10％
輸入頻率 50±5Hz
輸出電壓 三相正弦波電壓0-6KV
輸出頻率 0-50Hz
頻率分辨率 0.01HZ
加速時間 可按工藝要求設定
減速時問 可按工藝要求設定
頻率設定方式 高低兩級速度，可在0-50Hz范圍內調整
故障診斷及檢測 自動檢測，自動定位
網側功率因數 0．95（高速時）
過載保護 120％l分種（每10分鐘）、150％立即保護
防護等級 IP20
環境溫度 0-40℃
環境濕度 90%,無凝結
海拔高度 1000米以下
三、設備運行情況
2001年底我公司向******定購了一臺高壓變頻器，型號為HARSVERT-A06/080，2002年3月14日變頻器正式投入使用，我們認為該變頻器的生產、安裝、調試周期都很短，總共僅有3個多月的時間，為1號轉爐按時投產提供了有力的保證。
1、 同原來使用液力耦合器比較，******生產的高壓變頻器有以下優點：
運行穩定，安全可靠。原來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，帶來的巨大的經濟損失。HARSVERT-A變頻器具有免維護的特點，只需定期更換柜門上的通風濾網，不用停機，保證了生產的連續性。
2、節能，大大降低了噸鋼電耗。
3、電動機實現了真正的軟啟動、軟停運，變頻器提供給電機的無諧波干擾的正弦波電流，降低了電機的故障次數。同時，變頻器設置共振點跳轉頻率，避免了風機長期在共振點運行，使風機工作平穩，風機軸承磨損減少，延長了電機、風機的使用壽命和維修周期，提高了風機的利用時率。
4、變頻器自身保護功能完善，同原來繼電保護比較，保護功能更多，更靈敏，大大加強了對電機的保護。在變頻器調試期間，變頻器自動保護，報電機過流。經檢查發現電動機有一相線鼻子發生斷裂，電機缺相運行，造成過流。我們及時進行了檢修，避免了事故的擴大化。
5、變頻器同現場信號無縫接口，滿足生產的需要。變頻器內置PLC，現場信號接入靈活。轉爐為變頻器提供一對高速、低速節點，變頻器按照節點的狀態自動高速、低速往復運行；將以前儀表柜中的轉爐的煙氣流量、煙氣溫度信號接入變頻器，把儀表柜拆除，大大節約了場地。變頻器自帶轉速測定，原來同電機相連的測速器也被取消，由變頻器為現場直接提供電機轉速指示，
6、適應電網電壓波動能力強，有時電網電壓高達6.9KV，變頻器仍能正常運行。
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，減少了機油對環境的污染，使風機房的現場環境有了極大改善。
四、節能分析
改造之前，1＃2＃3＃轉爐的工況均相同，改造后1＃轉爐可以同2＃、3＃轉爐作對比，最終以噸鋼除塵電耗來分析節能數據。
同液力耦合器比較，噸鋼除塵電耗平均減少2.76度/噸；
1＃轉爐年產鋼量今年預計為35萬噸，電價為0.44元/度；
年節電總額為：35萬噸×2.76×0.44＝425040元，節電率為39.2%。
同時由于HARSVERT-A變頻器的可靠性，避免了原來液力耦合器發生故障時，轉爐停爐造成高爐甩鐵的情況發生，其經濟效益、社會效益也是是巨大的。
