合康高压变频器助钢铁厂节能降耗.docx

合康高压变频器助钢铁厂节能降耗消费的，实现了高压电动机的变频调速，获得良好效果。一、高压变频原理这台高压变频装置采用的是交-直-交直接高压高-高方式，主电路开关元件为。本装置采用了功率单元串联叠波升压技术,可以用较低电压的成熟器件实现高电压输出，而且具有很高的可靠性。1、主电路主回路主要由隔离变压器和功率单元组成，隔离变压器为三相干式整流变压器，原边为Y形接法，输入6000V电压，副边绕组为15组，延边三角形接法，功率单元共15个，每相5个串联，相输出Y接，中性点悬浮，得到驱动电机所需的可变频三相高压电源。电压叠加示意图为：图1输出电压叠加图由于采用多个功率单元串联，得到多个电压等级，每个单元的电压等级都较低，保证了变频器的性能。2、功率单元功率单元原理见图2，采用空间矢量正弦波脉宽调制PWM方式，输出单相脉宽调制波形。经过叠加得到单相正弦波形。合康的功率单元具有旁路功能。当某个单元发生故障而不能继续工作时，该单元及其另外两相相应位置上的单元将自动旁路，退出运行，每相由四个单元工作，变频器输出性能不变，使得电机在某个单元发生故障时仍然可以稳定运行。图2功率单元原理图二、变频调速节能原理从流体力学的原理得知，使用鼠笼型感应电机驱动的风机，轴功率P与风量Q，风压H的关系为：PQ×H当风机转速从N1变化到N2时，在空气密度一样的情况下，功率P、风量Q、风压H与转速关系为：Q2=Q1×N2/N1H2=H1×N2/N12P2=P1×N2/N13风量Q和风机的转速N是成正比关系，风压与风机的转速平方成正比关系。所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。所以当需要的额定风量降低时，通过调节风机的转速方式调节，所需功率那么呈立方下降。功率P与风量Q，风压H的关系如下列图所示，从风机的运行曲线图来分析采用变频调速后的节能效果。当所需风量从Q1减小到Q2时，假如采用调节阀门的方法，管网阻力将会增加，管网特性曲线上移，系统的运行工况点从A点变到新的运行工况点B点运行，所需轴功率P2与面积H2×Q2成正比;假如采用调速控制方式，风机转速由N1下降到N2，其管网特性并不发生改变，但风机的特性曲线将下移，因此其运行工况点由A点移至C点。此时所需轴功率P3与面积H3×Q2成正比。从理论上分析，所节约的轴功率P与H2H3CB的面积成正比。三、合康高压变频器在我厂的实际应用情况1、工况高炉消费为周期性连续出铁，高炉在出铁时铁水温度可以到达1000，与空气中氧气发生反响，产生大量的含氧化铁的棕红色烟尘，对空气造成污染。利用除尘风机对氧化铁回收，既可以防止污染，又可以二次利用。凌钢炼铁厂出铁场风机组同时为两座高炉出铁场除尘，工作负荷经常变化，天天调整负荷次数在40次以上，假如直接起动，系统电压将被拉低50-100V。利用变频器根据高炉实际需要对除尘风机进展变频调速控制，既保证和改善了工艺，又到达了节能降耗的目的。出铁时，变频器高速运行，高速定为50Hz可调;不出铁时，变频器低速运行，低速定为20Hz可调。不用停机，保证了高炉消费的连续性。为高炉平安可靠消费提供了强有力的保证。2、起动经过采用变频调节后，系统实现软启动，输出到电动机的电压频率从0Hz逐渐上升至设定频率，电压也随之逐渐升高，电机启动电流始终小于额定电流，并且电机的起动时间可以调整为5s1600s，启动时间相应延长，对电网和变压器无大的冲击，电网的系统电压根本不发生变化，减轻了起动机械转矩对电机机械损伤，有效地延长了电机的使用寿命。3、运行调整以往，炼铁厂除尘风机在运行经过中，根据所需负荷的变化，风量和风压的调节要靠调整风门开度来完成，一次风量的改变通常要反复调节屡次才能完成。变频改造后，高压变频装置与PLC通过RS485接口通讯，电机转速的改变只要通过微机设定即可，大大降低了劳动强度，进步了消费效率，风量调节更平稳、准确。4、节能效果1#、2#高炉出铁时间不同，但仍然有一定规律，消费周期大约为1.5小时，出铁时间为1小时，间隔约为30分钟，除尘风机电机额定功率为630kW，额定电流为70A，出铁时电压频率设定为45Hz，电流因空气密度、除尘器工作状态影响，每次高频时有所变化，在48A-53A之间，不出铁时在20Hz低速运行，电流约为27A，与未安装高压变频的电动机比拟，年节电70万kW.h，经济效益为30余万元，到达了预期效果。0