高压变频器在焦炉鼓风机上的应用.docx

高压变频器在焦炉鼓风机上的应用高压变频器在焦炉鼓风机上的应用郑云玲续开腾导语：本文介绍了新风光电子科技股份有限公司消费的高压变频器在山西某焦化厂煤气鼓风机中的应用情况。通过改造，实现了焦炉鼓风机的高效运行，到达了节能降耗的目的。摘要：本文介绍了新风光电子科技股份有限公司消费的在山西某焦化厂煤气鼓风机中的应用情况。通过改造，实现了焦炉鼓风机的高效运行，到达了节能降耗的目的。关键词：高压变频器焦炉鼓风机节能降耗1.用户现场情况焦炉煤气鼓风机是焦化消费的关键设备，它对保证焦炉正常清洁消费、稳定焦炭质量、延长炉体寿命、节约能源起着重要的作用。山西某焦化公司有2*75孔4.3m捣鼓焦炉，年厂90万吨冶金焦。由2台鼓风机承当全公司消费单位煤气供给的任务，正常消费时一用一备。焦炉煤气鼓风机系统主要由离心风机、电机、液力耦合器和变速箱等构成。焦炉煤气鼓风机风机参数如表1所示。表1焦炉煤气鼓风机参数目前焦炉煤气鼓风机通过调节液力耦合器来控制鼓风机的转速，同时配合调节回流阀开度调节供气压力，存在的问题有：1在消费经过中，由于煤气量波动较大，导致焦炉集气管压力的调节、控制滞后，通过液力耦合器对系统的控制和调节难以知足消费要求。2由于液力耦合器频繁故障，严重影响了正常消费。3回流阀打回流存在能量损失。4鼓风机电机长期在工频状态下运行，能源浪费较大。通过分析研究，采用变频调速技术来改变鼓风机转速，进而调节供气管道压力的大小。变频调速技术可实现电机连续无级调速，调速范围宽，调节精度高，变频调速技术是电机所有调速方案中最高效，最广泛，最为可靠的方案。2.新风光公司JD-BP38-1250F高压变频调速系统介绍该焦化公司指导经过反复比照，通过招标方式，选用了新风光电子科技股份有限公司消费的JD-BP38-1250F高压变频器(1250kW/10kV对焦炉鼓风机进展调速改造，改造到达了预期目的。2.1JD-BP38-1250F高压变频器技术指标高压变频器技术参数如表2所示。2.2JD-BP38-1250F高压变频器技术特点风光牌JD-BP38系列高压变频器以高速DSP为控制核心，采用无速度矢量控制技术、功率单元串联多电平技术，属高-高电压源型变频器，其谐波指标远小于IEEE519-1992的谐波国家标准，输入功率因数高，输出波形质量好，不必采用输入谐波滤波器、功率因数补偿装置和输出滤波器；不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，可以使用普通的异步电机。新风光高压变频器被评为中国名牌产品。详细来讲，风光高压变频器除具有一般普通高压变频器的性能外，还具有以下突出特点： (1)高性能矢量控制，启动转矩大，转矩动态响应快，调速精度高，带负载才能强，进步了设备运行的平稳性； (2)振荡抑制技术，采用优越的电流算法，有效地抑制轻载电机电流的振荡，保证系统稳定可靠的工作； (3)快速飞车启动技术，十分适用于变频保护后的重新启动，可实现变频器在0.1s之内从保护状态复位重新带载运行； (4)电网瞬时掉电重启技术，电网瞬间掉电可自动重启，可提供最长60s的等待时间； (5)星点漂移技术，检测到单元故障后，可在100us之内将单元旁路，执行星点漂移技术，保持输出线电压平衡，最大程度进步电压利用率； (6)工、变频无扰切换技术，该技术可知足多电机综合控制及大容量电机软启动的需要；可以实现大容量电机双向无扰动投切，能有效保证消费的正常进展； (7)输出电压自动稳压技术，变频器实时检测各单元母线电压，根据母线电压调整输出电压，进而实现自动稳压功能； (8)故障单元热复位技术，假设单元在运行中故障，且变频器对其旁路继续运行，此时可在运行中对故障单元进展复位，不必等变频器停机； (9)多种控制方式，可选择本机控制、远控盒控制、DCS控制，支持MODBUS、PROFIBUS等通讯协议，频率设定可以现场给定、通讯给定等，支持频率预设、加减速功能； (10)单元直流电压检测：实时显示检测系统的直流电压，进而实现输出电压的优化控制，降低谐波含量，保证输出电压的精度，提升系统控制性能，并可使保证运行维护人员实现对功率单元运行状况的全面把握； (11)单元内电解电容因采取了公司专利技术，可以将其使用寿命进步1倍； (12)具备突发相间短路保护功能。假如由于设备原因及其他原因造成输出短路，此时假如变频器不具备相间短路保护功能，将会导致重大事故。变频器在发生类似问题时可以立即封闭变频器输出，保护设备不受损害，防止事故的发生； (13)限流功能：当变频器输出电流超过设定值，变频器将自动限制电流输出，防止变频器在加减速经过中或者因负载忽然变化而引起的过流保护，最大限度减少停机次数； (14)故障自复位功能：当变频器由于负载突变造成单元或者是整机过电流保护时，可自动复位，继续运行。3.变频改造控制方案该焦化公司鼓风机系统变频改造采用“一拖二手动旁路方案，正产消费时一用一备。其一次电路如图1所示，即装备一台高压变频器，通过切换高压隔分开关把高压变频器切换到要运行的鼓风机上去。高压变频器可以拖动1#鼓风机实现变频运行，也可以通过切换拖动2#鼓风机实现变频运行。两台鼓风机电动机均具备工频旁路功能。图1高压变频一次系统接线图k1和k2为变频器旁路开关柜高压隔分开关；QF4和QF5为变频器旁路开关柜高压断路器；QF1和QF3分别为现场1#和2#鼓风机工频电源高压断路器；QF2为现场变频电源高压断路器；变频器为新风光JD-BP38-1250F高压变频器；M1、M2为1#、2#鼓风机电动机。变频器控制电机采用“一拖二控制，旁路开关柜用于工/变频切换。K1和K2为2个高压隔分开关，变频器运行时，要求K1和K2同时闭合。QF4闭合，QF5断开，QF1断开，1#鼓风机变频运行；QF4断开，QF1闭合1#鼓风机工频运行；QF5闭合，QF4断开，QF3断开，2#鼓风机变频运行；QF5断开，QF3闭合，2#鼓风机工频运行；其中，QF4与QF1、QF5实现电气互锁，QF5与QF3、QF4实现电气互锁；将控制柜“远控/本控开关打至“远控位置，将断路器QF2“就地/远方开关打至“远方位置，可实现鼓风机的远控操纵。4.煤气鼓风机压力闭环控制现场的系统构成框图如图2所示。图2现场系统构成框图系统闭环控制经过如下：由智能传感器对煤气鼓风机进展实时数据监控和处理，即收集和传输鼓风机的运行参数，如：鼓风机的排量Q、电机电流I、鼓风机进、出口压力，鼓风机站出口压力P等，并将这些控制参数与期望值及鼓风机本身的特性曲线进展比照和优化计算。其中，鼓风机供气压力是系统所需监测和控制的最主要参数。本系统中，在煤气鼓风机出口管线上安装一只高可靠性压力传感器，将实测的压力信号与系统的期望值相比，并将其差值送往DCS监控系统进展比例和积分运算，最后将输出结果送给高压变频器，DCS监控系统自动调整高压变频器的输出频率进而控制煤气鼓风机的转速。系统设计为闭环控制系统，将系统实测的压力信号与供气要求的压力期望值进展PID调节，系统及时自动调整高压变频器的输出，保证在期望的压力下对外供气，实现供气的自动控制。5.煤气鼓风机变频改造效果该焦化煤气鼓风机高压变频器于2017年2月一次成功投入，至今运行稳定，改造到达了预期目的。在变频改造前，煤气鼓风机通过翻开回流阀方式进展供气。改造后，通过鼓风机转速来控制管道恒压输送煤气，既起到节能的效果，又改善了供气品质，降低了运行噪声。5.1节能效果明显系统通过变频改造后，煤气鼓风机进步了运行效率，降低了运行本钱。据统计，改造后供气单耗平均降低了0.014kWh/m3，目前天天供气量平均为215600m3/d，每kWh以0.5元计，那么一年可以节约电费计算如下：215600´365´0.014´0.5=550858元。5.2节约煤气由于消费的间歇，天天供气量的波动较大，且一天中变化频繁。通过变频改造，可根据消费要求，实时调整鼓风机的转速，灵敏调整用气量，使之在知足系统压力要求的前提下尽可能减少煤气的浪费。5.3其他好处煤气鼓风机变频改造后，除了具有显著的节能效果外，还有以下优点：实现电机软启软停；改善了现场运行环境，现场操纵人员非常欢送；减少了维护工作量和维护费用，延长了设备的使用寿命。6.完毕语随着国家对节能减排工作的越来越重视，企业通过各种措施降低消费本钱，其中变频技术起到了关键作用，获得了明显的经济效益和社会效益，适应了国家建立资源节约型社会的潮流。参考文献新风光电子使用手册Z新风光电子科技股份有限公司。