工厂降温设备_西昌新钢业除尘风机高压变频的应用工业自动化高压

    1、用户简介

    西昌新钢业有限责任公司（以下简称公司）座落在中国航天城――四川省西昌市。公司于2001年12月由原攀钢410厂（全国最大的冶金中间试验基地）改制组建。组建后牢牢捉住历史机遇，立足攀（枝花）西（昌）丰富的矿产、水电等资源上风，利用自身多年来积淀的冶金科研、生产技术实力，迅速完成了100万吨全连铸技改工程建设,形成了自成系统的现代化钢铁联合生产线。工艺流程采用了环烧、环冷、小球烧结技术、无料钟炉顶、PLC控制、连铸连轧、切分轧制、产业电视监控系统等多项当前国内先进冶金装备和技术，具有节能、环保、保质、高效等明显特点。满足现代钢铁生产的要求和广大用户的需要。

    改公司产品广泛用于建筑、汽车、化工、冷轧、钢管制造、五金、家电等行业。产品已销往全国20多个省市并出口到东南亚和欧美部分国家（地区）。该公司坚持“以钢铁为基础，以钒钛化工为主导发展方向。将公司建成效益型、科技型、外向型的钢铁钒钛企业”发展方针。

    2、改造项目介绍

    ZINVERT高压变频调速系统在西昌新钢业的除尘风机上得到应用，该除尘风机应用于的＃1提钒冶炼无溅渣护炉的除尘。每炉的提钒冶炼周期约17～18分钟，包括兑铁水、吹炼、半钢等几个阶段（如下图所示）。由于各阶段产生的烟尘量不同实际所需要的风量是随着不同阶段而变化的，例如在整个提钒冶炼过程中在吹炼阶段有大量烟尘产生需要风机风量较大，在兑铁水、半钢的过程烟尘较少不需要多少风量。但由于原来的除尘风机没有任何调速装置，而利用风门调整也存在调整时间长、管网波动较大的缺点，因此常年基本在整个生产时间内均保持风门全开，风机工频全速运行。此种运行方式极大的浪费了能源。故对此除尘风机采用了变频器改造，本系统原采用国内某厂家产品，后由于故障、维修、服务等题目，原设备长期弃置不用，后改用ZINVERT－A9H1000/10Y型高压变频调速系统改造。

    系统的运行方式如图1所示，在提钒冶炼周期中根据实际烟尘发生量的不同，调整风机转速、风量，达到保证除尘要求的同时节约电能的效果。从整个变频改造后的运行效果图看，除尘风机在生产过程中有超过一半的时间运行在低速状态，在整个周期里大量的节约电量，降低生产本钱。

    经凉山州环境监测站多次监测，除尘系统的烟粉尘排放，厂区粉尘无组织排放均符合《产业窑炉大气污染物排放标准》限值要求。

    3、改造方案

    变频器采用了一拖一改造方式，电气原理图如下图2所示：

  ,车间安装负压风机;  10kV电源经变频装置刀闸K1到高压变频装置，变频装置输出经刀闸K2送至电动机；10kV电源还可经刀闸K2切换至工频侧直接起动电动机。一旦变频装置出现故障，即可马上断开输进侧10kV开关及刀闸K1，将变频装置隔离，切换刀闸K2至工频侧，在工频电源下起动电机运行。刀闸K1、K2之间具有闭锁和防止误操纵功能。

    除尘风机分为除尘阶段和非除尘阶段，在两个不同阶段所需要的风量不同，所以变频器采用了高速和低速两种运行方式。根据现场调试确定了在不同阶段下的运行频率，即高速阶段（45Hz）和低速阶段（25Hz）。在除尘阶段变频器运行在高速阶段，在非除尘阶段采用低速运行方式，高速运行和低速运行的切换是根据氧枪的位置自动进行。

    ZINVERT智能高压变频调速系统的设计余量大的特点体现明显，首先系统进线的母线电压达到额定电压110％，且波动较大甚至更高，ZINVERT智能高压变频调速系统系统运行稳定。另外，ZINVERT智能高压变频调速系统拖动的除尘风机可20秒内完成风机转速由低速到高速运行的切换，频率提升迅速，对风量要求和除尘效果的影响很小，完全达到生产现场对除尘效果的要求，取得良好的应用效果。

    4、变频改造收益

    以提钒周期为单位计算其节能情况，具体节能情况如下表所示：   

    从上表可以看出在低速情况下，除尘风机所消耗的电量相差是十分惊人的，而低速运行时间是整个提钒周期的10/17.5，超过了一半时间。所以整个提钒周期的功率节省超过500kW。按全年运行330天、电价0.5元/KWH计算，改除尘风机变频改造一年经济收益为：

    （800－301）×24×330×0.5＝197.5（万元）。

　　近日，穆格工程师在欧洲风能大会上发表了两篇技术论文。本次会议在布鲁塞尔举行，是2011年度的首次风能活动。两篇论文的主题分别是：“更逼真地模拟风机负荷的变桨控制系统模型”和“如何通过监测叶片负荷提高风机的投资回报率”。穆格是风能行业桨叶变桨控制、滑环和桨叶监测系统解决方案的领导者，经常参与各种全球性的风能活动。

　　第一篇论文由来自穆格德国公司的Steffen Adelt与Tobias Rösmann合著，论述了新的变桨控制系统模型。由于风机负载模拟与许多常见的负载模拟并不相同，因此有必要在控制系统模型中同时考虑到非线性和线性行为。Adelt说道，“风机变桨控制系统是转子速度控制回路的作动装置，也是发生故障时的紧急制动装置”，“对于大型风机，在开发用于降低疲劳负荷的控制算法时也使用变桨控制系统作为作动装置，但这些控制回路在设计时通常并不考虑变桨控制系统的实际行为。借助这一新模型，最终负载模拟将更加逼真，主机制造商和风机运营商将体验到更加可靠的系统性能”。

　　该论文还讲述了穆格新变桨控制系统模型的一些重要优势。新的变桨控制系统软件使用C++ 编程语言编写，因而可以与各种不同的模拟工具集成，并且可以编译为动态链接库(DLL)，轻松实现与常用风机负荷计算软件(如GH Bladed或Flex5)的结合。

　　第二篇论文由来自穆格英国公司的Edward Wilkinson与Mark Osborne、Glynn Lloyd、Toby King及Paul Bridges合著。Paul Bridges在欧洲风能协会展览会上展示了一些真实的案例，以论证如何利用叶片负载监测系统快速诊断损失并缩短投资回报周期。Bridges说：“即便是最尖端的风机也不能保证永远高效运行。制造流程、安装和调试过程中的误差以及运输和使用过程中的损坏，都会导致风机效率降低和失衡。市场上的大多数运行状况监测系统关注的是故障的结果，而不是故障原因”。

　　在谈到第二篇论文时，Bridges说道：“大量的风机都存在严重的叶片质量失衡现象，更多风机则是桨距角失衡并超出了临界阈值。由于风机没有可靠的传感器来分别监测各个叶片，直接导致了无法测量这些叶片的负载并进行相关诊断。我们已证明，通过桨叶监测可以增加电力产出，并在过量负载对风机其余部分造成损害之前检测到它。”

　　与会期间，这两篇论文的作者共同回答了观众的现场提问，并就技术主题的详细信息以及穆格解决方案如何为风机运行提供附加价值进行了介绍。

　　此外，穆格在2011欧洲风能大会7号大厅的7428展位上逼真地演示了可由参观者参与操作的变桨控制和桨叶监测系统，并展示了其最新产品和技术。同时，穆格在展会上就其产品已成功安装于全球20000多台陆上及海上风机进行了庆祝。