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焦炉地面除尘风机高压变频器节能分析 焦炉地面除尘风机高压变频器节能分析工业生产广泛使用电力拖动电力拖动的耗电量占了工业生产总耗电量的一半而电力拖动又离不开调速先进的调速技术节省电能是节能降耗的重要措施。焦炉在生产过程中，产生大量的烟尘。污染环境必须安装焦炉地面除尘风机。钢明焦化制气厂第一作业区(简称：焦一作业区)地面除尘风机为液力偶合器调速控制除尘风机的耗电量为434916kWh月 在工作中采用液力偶合器调速。存在一些不足。比如：调速范围窄，转速不稳定；调节精度低。响应慢；电机的效率低，损耗大；液力偶合器经常出现故障。不能满足连续生产的需要。因此厂里决定将液力偶合器控制改为变频调速控制。选用东方日立(成都)电控设备有限公司的DFCVE MV高压变频器。交流电动机变频调速是在现代微电子技术基础上发展起来的新技术。它不但比传统的直流电机调速优越而且比调压调速、变极调速、串级调速等调速方式优越。它的特点是调速平滑、调速范围宽、效率高、特性好、结构简单、机械特性硬、保护功能齐全。运行平稳安全可靠在生产过程中能获得最佳速度参数，是理想的调速方式。应用实践证明。交流电机变频调速一般能节电30 目前工业发达国家已广泛采用变频调速技术在我国也是国家重点推广的节电新技术。2 地面除尘风机高压变频器焦一作业区焦炉地面除尘风机为平方根转矩特性设备。设备惯性大，虽然启动转矩很小。但是一旦设备运转起来。会使拖动设备承担非常大的制动反电动势，如果拖动设备没有良好的响应特性，不能很好的吸收反电动势的能力拖动电源将无法正常工作。因此，采用“高一高”技术方案，采用直接高压输入输出的变频设备(高一高变频器)，移相整流串联叠加电压型高压变频器。“高一高”变频拖动系统构成：电网开关设备叶变频器 电机 除尘风机 一次电路如图1。主要设备包括：变频器装置台、变压器1台、控制柜1台、远方控制台一台、无线通讯系统。变频装置技术参数如下：型式及型号：DHVECTOLDI一0118006，适配电机功率900kW：额定输入电压允许变化范围：10：系统输入电压：6 kV：系统输出电压：06 kV：系统输出电流：104 A：逆变侧最高输出电压：6 kV。变频调速的工作原理是通过微电子器件、电力电子器件和控制技术将供给电机定子的工频交流电源经过二极管整流成直流，再由GTR、IGBT、IGCT等逆变为频率可调的交流电源再拖动电机和负载。焦一作业区地面除尘风机变频器每相由6个相同的功率单元串联而成。各功率单元具有完全相同的结构具有互换性。功率单元包括整流器、逆变器和中间环节3个部分以交一直一交的形式组成：由一个多绕组的隔离变压器供电。用高速微处理器实现控制和以光导纤维隔离驱动。它先把工频交流电通过整流器变成直流电然后再把直流电变换成频率、电压均可控制的PWM波交流电。将每相6个功率单元的输出电压叠加获得多重化的相电压波形 移相变压器原边绕组为6kV。副边共18个绕组分为3相 每个绕组为延边三角形接法，分别有5。、15o、25o等移相角度。每个绕组接一个功率单元 这种移相接法可以有效地消除35次以下的谐波。各功率单元应用多重化技术。从根本上解决了一般6脉冲和12脉冲变频器所产生的谐波问题。可实现无谐波变频。在功率单元中。使用专用的IGBT驱动模块对主控系统输出的PWM控制信号进行隔离、缓冲处理后。使弱电信号(riTE电平)能够驱动高压回路中的IGBT器件输出运行所要求的SPWM 电压 驱动模块还可对IGBT进行短路、过流、欠压监测和保护。当负载或功率单元一旦出现短路、过流、欠压等方面的故障驱动模块将把故障信号上传到主控系统。后者的微处理器根据故障类型进行识别处理后。发出命令使驱动模块停止工作。禁止该功率单元的输出。同时。主控系统中故障处理逻辑还会根据故障类型进行更进一步的诊断以决定系统是否确实出现故障以决定系统是报警停机或是继续运行，从而保护变频器与配电系统的安全不至于造成更大的故障变频器的调速控制系统可由远程本地控制远程时操作人员通过DCS系统在CRT上的模拟器对DCS的输出值进行调节。此输出值为反馈给变频器的420MA标准信号对应不同的频率给定值。变频器通过DCS的给定调节电动机的转速实现对风机转速控制从而达到调节风量的目的为了充分保证系统的可靠性。变频器加装了工频旁路装置当变频器故障时变频器停止运行。电机可以直接手动切换到工频运行，不影响对变频器的检修。3 风机高压变频调速节能分析31 风机的参数与特性311 风机的参数风机型号：AHR250DW(IDF)心引风机；额定流量Q：324000ma；额定功率P风机：90okw；主轴转速11：950 drain；压力H：6500Pa。212 风机的相似理论风机是传送气体的机械设备。是把电动机的轴功率转变为流体的一种机械。风机的流量，运行压力轴功率3个基本参数与转速间的运算公式极其复杂同时风机类负荷随环境变化参数也随之变化在工程中一般根据风机的运行曲线，进行大致的参数运算。称为风机的相似理论。根据风机的相似理论。风机的风量Q与风机的转速11成正比；风压H与电机转速n的平方成正比；风机的轴功率P等于风量与风压的乘积，即风机的轴功率与风机电机转速的3次方成正比。当所需风量为额定风量的80n-。则转速也下降到额定转速的80 ，轴功率则下降到额定功率的512：若所需风量是额定风量的50时轴功率则下降到额定功率的125 。331 改变风机的管网特性曲线调节风量该方法是通过调节挡风板的开度来实现的如图2所示图2是焦一作业区地面除尘风机的特性曲线，曲线1为风机在恒速(n。)下的风压一KIt(HQ)特性，曲线2为管网风阻特性(风门开度全开)。设工作点为A，输出风量Q，为100 ，此时风机轴功率N。与Q。H。的乘积，即和AH。OQ。所围的面积成正比。根据工艺要求，风量需从Q。降至Q ，有两种控制方法：一是风门控制，风机转速不变，调节风门(开度减小)，即增加管网阻力，使管网阻力特性变为曲线3，系统工作点由A移到B。由图2可见，风压反而增加，轴功率N 与面积BH20Q：成正比，减少不多332 通过改变风机叶片的角度调节风量该方法调节风量时管网特性曲线不变，通过改变风机叶片的角度，改变风机的特性曲线，工况点沿着管网特性曲线移动，达到调节风量的目的。该方法使风机叶轮结构复杂，调节机构磨损较大，调节叶片角度必须停机进行，无法在需要风机进行连续运行、连续调节的场合使用，焦一作业区地面除尘风机连续运行方式作业，不能用该方法调节风量。 三,各类非标布袋除尘设备及配件333 调节风机转速来调节风机风量在风机管网特性不变，风机叶片角度不变的情况下改变风机转速可使风机特性曲线平行移动，工况点沿着管网特性曲线移动，达到调节风量的目的。如图2，风机转速由n，降到n ，根据风机参数的相似理论，画出在转速n2下的风压一风量(H-Q)特性如曲线4，工作点由原来的A点移到C点。在相同风量Q：的情况下，风压H，大幅度降低，功率N，与面积CH3OQ：成正比，显著减少i节省的功率损耗AN与Q2AH的乘积成正比。334 调节转速与调节档板开度调节风量消耗功率的比较改变风机转速和改变管网特性进行风量的调节，在调节相同风量时，其风机的特性曲线变化不同，二种调节方法的运行工况点也不同，运行对比如图3所示。图3是风机压力与风量的关系曲线及扭矩与电机速度的关系曲线，从中可看出调节档板开度调800rmin)情况下运行，时间合计为675个小时左右：(2)主生产线不生产时，风机在30额定转速(30Ormin)情况下运行，时间通常为125个342 采用变频调速技术后的用电量生产中。将拦焦车开门时。门钩认定信号作为除尘风机高速运转的信号来源。推焦完毕，拦焦车关门时将落钩信号作为除尘风机从高速转为低速运行的信号来源经过现场勘测一个生产周期高速运转时间平均为284S，占整个出焦周期(9分钟)的526。低速运转时间包括降速时间、升速时间、低速运行时间平均为256S，占整个出焦周期(9分钟)的474。根据工况：(1)变频器设定的高速频率为38Hz电机电流平均为668A转速平均为722rmin；(2)变频器设定的低速频率为20Hz，电机电流平均为291A转速平均为380 rmin则一个生产班次的功率：P=365807kW；一个月的用电量为：32922618 kW h。343 两种方式的对比情况一个月的节电量为：1056898kWh。节电243。按平均电价0555元I(Wh计算，每月节约电费为：58万元。35 使用高压变频调速器对其它设备的影响高压变频调速器设备使用容易易维护 系统具有低输入谐波、高功率因数、高效率、输出脉动转矩小、可靠性高、维护方便、使