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中壓變頻器在煉鋼中的節(jié)能應(yīng)用

2009年03月12日 14:52:32人氣:817來源:煙臺勾股通信技術(shù)有限公司

  中壓變頻器的應(yīng)用往往處在工藝中非常重要的位置,因此如何讓其安全地運行成為鋼鐵企業(yè)關(guān)注的焦點。
  鞍山鋼鐵集團公司是中國特大型國有企業(yè)。目前能夠生產(chǎn)700多個品種、25000多個規(guī)格的鋼材產(chǎn)品,并通過了ISO9002質(zhì)量體系認證,船用鋼通過9國船級社認證,石油管通過API認證。2006年鞍鋼將形成以汽車板、家電板、集裝箱板、管線鋼、冷軋硅鋼等為主導(dǎo)產(chǎn)品的1600萬t鋼精品板材基地。
  項目應(yīng)用背景
  鞍鋼二煉鋼2#轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機原來采用液力耦合器調(diào)速,運行中發(fā)現(xiàn)存在如下問題:
  采用液力耦合器時,在低速向高速運行過程中,延遲性較明顯,不能快速響應(yīng),同時這時候的電流較大,如整定不好會引起跳閘,影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
  液力耦合器本身控制精度差,調(diào)速范圍窄,通常在40%~90%之間。
  電機直接起動時,沖擊電流較大,影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
  在高速運行時,液力耦合器有丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
  液力耦合在調(diào)速運行時產(chǎn)生機械損耗和轉(zhuǎn)差損耗,效率較低,造成電能浪費。
  液力耦合器工作時通過一導(dǎo)管調(diào)整工作腔的充液量,從而改變傳遞扭矩和輸出轉(zhuǎn)速來滿足工況要求;因此,對工作腔及供油系統(tǒng)需經(jīng)常維護及檢修。液力耦合器經(jīng)過一段時間使用,維護比較麻煩。
  液力耦合器出現(xiàn)故障時,無法再用其他方式使其拖動的風(fēng)機繼續(xù)運行,必須停機檢修。
  耦合器運行時間稍長,就會嚴重漏油,對環(huán)境污染大,地面也被油嚴重污蝕。
  風(fēng)機和電機的運行噪聲大,達到90dB左右,嚴重影響操作人員的身體健康。
  由于液力耦合器自身的技術(shù)特點,不能很好地滿足生產(chǎn)與節(jié)能的要求,公司于2003年底進行了變頻改造,系統(tǒng)參數(shù)如下:
  電動機:Pe=2000kW,Ue=10000V,Ie=13,Cos?0.86,n=1486r/min,電機效率Km=0.96;變頻器:羅克韋爾自動化PowerFlex700018脈沖中壓變頻器,效率Kv=0.97,Ue=6000V;液力耦合器:額定功率2000kW;額定輸入轉(zhuǎn)速:1500r/min;調(diào)速范圍:(0.20~0.97)輸入轉(zhuǎn)速。方案中保留了電動機的直接起動回路,變頻器(6kV)與直接起動(10kV)的轉(zhuǎn)換由電動機的星角轉(zhuǎn)換裝置實現(xiàn)。
  改造后節(jié)能效果
  吹煉時,改造前電動機實測平均負荷電流為11,電機消耗平均功率為1712kW;改造后電動機實測平均電流為100A,電機消耗平均功率為1489kW,減少了223kW。
  非吹煉時,在其余生產(chǎn)階段,風(fēng)機運行速度為380r/min,改造前電機運行電流為40A,功率為595kW;改造后電流為10A,功率為148.9kW。
  改造后節(jié)約電能和電費:生產(chǎn)一爐鋼吹煉期間節(jié)約電能74.3kW/h,非吹煉期間節(jié)約電能148.7kW/h,節(jié)省的電能為223kW/h。每天生產(chǎn)30爐,每天節(jié)約電能為6690kW/h。每天煉鋼的等待時間節(jié)省電能1784.4kW/h。變頻改造后一臺風(fēng)機一天節(jié)省的電能為8474kW/h。變頻改造后一臺風(fēng)機一年節(jié)省的電能為279.6萬度,按每度電0.39元計,共節(jié)省109萬元。
  成功經(jīng)驗
  由于本項目為改造項目,在進行土建設(shè)計過程中,發(fā)現(xiàn)變頻器的使用空間非常有限。為此,我廠決定將變頻器的裂相變壓器部分放置在另外的獨立間隔,這樣不僅節(jié)約了設(shè)備的占地面積,還大大降低了變頻器室的空調(diào)壓力。由于變壓器與變頻器之間的動力電纜只有9根,接線就變得簡單方便。
  在市場調(diào)研過程中我們還發(fā)現(xiàn),由于國內(nèi)外工況的差別,在中壓設(shè)備的使用中,應(yīng)格外重視我國國標及相關(guān)行業(yè)標準的規(guī)定,注意與進口設(shè)備所采用標準的區(qū)別。例如,國內(nèi)關(guān)于變頻器的中壓隔離變壓器有很多指標:沖擊耐壓、絕緣凈距等均要高于NEMA或IEC的要求。為了能夠使得中壓產(chǎn)品更好地服務(wù)于本地的用戶,應(yīng)盡量選擇符合國標規(guī)定的產(chǎn)品。而且作為國內(nèi)已經(jīng)非常成熟的隔離變壓器,*可以考慮國產(chǎn)品牌。不僅能夠保證質(zhì)量,而且可以降低采購成本。
  目前的中壓變頻器市場非常活躍,各國內(nèi)外品牌競爭十分激烈。作為一種較新的技術(shù),國內(nèi)很多用戶在選擇時可能會無從下手。在此,我們根據(jù)市場調(diào)研及實際使用后的情況,提出自己的一些體會。
  ●中壓變頻器的應(yīng)用往往處在工藝中非常重要的位置,所以其可靠性應(yīng)是作為選擇設(shè)備的首要因素。中壓變頻器的核心元件為逆變器的功率元器件。目前有些形式的中壓功率元器件,如SGCT的平均*時間(F.I.T)已經(jīng)高達100000h。同時,還應(yīng)考慮元器件的故障模式,盡量選擇具備不爆裂、無拉電弧模式的功率元件。
  ●所選擇設(shè)備的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單明了,多一個環(huán)節(jié),就多一個潛在的故障點。不但設(shè)備的可靠性降低,而且維護復(fù)雜。
  ●設(shè)備內(nèi)部不應(yīng)含有電解電容這類需要定期更換的部分。尤其在變頻器內(nèi)部,大量諧波發(fā)熱使得電解電容的壽命大大降低。
  ●設(shè)備操作界面應(yīng)友好,有些設(shè)備機柜上只保留有一個簡單的英文顯示條框,這給現(xiàn)場的操作人員帶來很多不必要的麻煩。考慮到現(xiàn)場操作人員的實際業(yè)務(wù)水平,應(yīng)盡量考慮中文操作界面。
  ●考察供應(yīng)商的實力,尤其是售后服務(wù)情況。在有些情況下,設(shè)備的故障排除還需要廠家完成,因此在設(shè)備訂貨前,應(yīng)了解供應(yīng)商的綜合實力,如國內(nèi)辦事處的位置、數(shù)量、服務(wù)人員素質(zhì)、是否具有國內(nèi)備件庫等。對于只是由國內(nèi)代理機構(gòu)提供的產(chǎn)品,應(yīng)該多加注意和了解。
  ●多了解其他同類用戶的使用情況。很多剛剛進入市場的廠家很難在產(chǎn)品質(zhì)量,尤其是售后服務(wù)等方面做到令人滿意。
  ●設(shè)備的采購成本與運行成本應(yīng)綜合考慮,不應(yīng)片面強調(diào)降低設(shè)備的采購成本。中壓變頻器的技術(shù)含量較高,其中的差別也很大,應(yīng)注意其技術(shù)指標的差異。如果設(shè)備投運后頻繁故障,不但得不到預(yù)期的收益,反而會增加生產(chǎn)成本。
  本次轉(zhuǎn)爐風(fēng)機變頻改造節(jié)能效果與項目實施前測算結(jié)果基本吻合,(低速段速度低于測算值)改造非常成功。設(shè)備投運至今十分穩(wěn)定,基本無需任何的日常維護工作。
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