高压变频器在广耀钢铁的应用

　　2006年，我国钢产量继续稳居世界第一，然而也同时并存的是钢铁行业的高能耗，根据有关资料显示，我国钢铁工业在全国能耗总量中的份额高达近15%，与电力、化工行业一起,位列工业能耗数量前三甲，这对于高速发展的中国钢铁行业无疑是不得不说的痛。显然，淘汰高耗能的落后工艺设备，通过一系列的先进节能措施进行节能改造，采用先进的能源管理措施无疑是钢铁行业的当务之急。

　　广耀钢铁有限公司是一家专业从事生铁冶炼、铸造、矿粉烧结、铁精粉洗选等产品的生产的一家现代化企业。由于公司快速发展的需要，公司新上了一个炼钢项目，为了提高产品竞争能力，降低能耗，公司对炼钢厂转炉的除尘风机驱动引进了最新的高压变频节能技术，经过广耀钢铁有限公司的工程技术人员的考察和详细的分析，选用了深圳微能科技有限公司生产的win-hv系列高压变频器来对除尘风机进行节能改造。

　　每个转炉设有一个兑钢口和一个出钢口，转炉兑钢或出钢时，高温的钢水会同空气发生剧烈的化学反应，产生大量的烟气。一方面对现场操作的工人健康不利，另一方面也对环境造成了巨大的污染。为改善现场环境，降低污染，需要对钢炉的兑钢、出钢进行除尘改造。广耀转炉大致工艺为炼一桶钢的周期大约为100min，大致分为进料、吹炼、出料，时间大约分别为20min、60min、20min，由氧枪自动控制，也可以由操作工人根据氧枪的位置进行手动控制。

　　根据工艺要求，除尘风机需要二种风量来适应转炉兑出钢工艺要求，为此将除尘风机分为两段速控制——-高速和低速，进料和出料为低速，吹炼为高速，而且系统要求高压变频器加速时间必须足够短，加速时间长会影响效率和除尘效果。因此，低速到高速的时间必须控制在40s之内，才不至于影响除尘效果。

2 方案设计

　　根据现场情况和可具备的各种条件，决定采取以下改造方案。

2.1简化控制逻辑

　　在现场直接根据出钢口、兑钢口的开关状态来控制变频器的转速，变频器预设2个速度点，根据现场所需风量不同自动调节电机转速。采用微能高压变频器内置的plc可编程的高级功能，在变频器自带的中文人机界面上实现时间和速度的给定，根据工艺要求，各阶段所需风量如表1所示。

2.2电气系统图

　　电气系统图如附图所示：

2.3应用高压变频器的效果

　　（1）延长电机和风机的使用寿命。除尘风机均为离心式风机，启动时间长，启动电流大（约6～8倍额定电流），对电机和风机的机械冲击力很大，严重影响其使用寿命。而采用变频调速后，可以实现软起动和软制动，对电机几乎不产生冲击，可大大延长机械的使用寿命。

　　（2）减少机械阀门和风机叶轮的磨损。安装变频调速装置后，风机经常工作在比原来定速时低150r/min的转速下运行，因此，大大减少了风机叶轮的磨损，减少了风机振动。延长风机的大修周期，节省检修费用和检修时间。

　　（3）便于实现除尘控制系统自动化。除尘系统的的风量经常需要根据工艺的要求变化，在过去用挡板调节时，存在执行机构的开度与流量的关系曲线的线性化问题。往往由于执行机构的磨损量过大，阀门特性发生变化，出现非线性问题，致使调节过程产生误差，自动控制系统无法正常工作。而变频调速始终保持在线性化、高精度（0.1～0.01hz）的范围内工作，为实现除尘系统的自动化创造了优越条件。

　　（4）改善了工艺。投入变频器后除尘风机可以非常平滑稳定的调节风量，运行人员可以自如的调控，除尘风机运行参数得到了改善，提高了效率。

3 微能公司高压大功率变频器具有独特的优势

　　（1）输入、输出谐波含量低，符合并优于ieee519～1992及gb/t14519～93标准对电压失真和电流失真最严格的要求，输入功率因数高，在调速范围内可达到0.97，噪音低，发热低，不会引起电机转矩脉动，可直接驱动普通电机，无须滤波器和功率因数补偿；输入电压相对谐波含量为2.12%，网侧电流畸变含量仅为1.90%，额定输出时输出电压相对谐波含量为2.56%，输出电流畸变含量只有3.44%，这些参数值远优于其他同类产品水平。

　　（2）win－hv系列变频器是电压源型变频器，且拥有大量的电容，对电网变化的承受能力强，电压变化可承受范围为+15%～-20%。

　　（3）微能高压变频器采用特殊的风道设计，在变频器工作状态下，随时可进行日常维护，大大提高维护的方便性。

　　（4）微能高压变频器变频效率为98.5%，系统效率高于96%，且在整个调速范围内均保持不变，而早期的高-低-高变频器，因输入、输出均有变压器，存在着系统效率低，噪音高，发热厉害，且速度降下来时，效率也随之降低的问题。

　　（5）微能≥2500kw的大功率变频器采用深圳微能科技有限公司独有的空气密闭循环水冷技术，散热好，又可省略掉机器向户外排风的风道，既节约成本，维护又简单方便。

　　（6）微能高压变频器采用了独特的结构型式，其主控制柜位于整机低电位端，免除强电场及磁场干扰，大大提高了设备的工作稳定性，且在正常工作时可随时打开侧面柜门观察系统工作情况，使用者感到十分方便。

　　（7）微能避各家设计之短，没有使用国外的小功率厚膜电路作为驱动，而是采用完全自主设计的驱动电路，使机器工作得更稳定；加之低电感的母线结构，使微能即使在大功率高压变频器也可做到得顺心应手。

4 实际应用效果

　　微能高压变频器自进入现场安装，2台设备均一次调试成功。自运行以来，从未出现任何故障，其可靠性得到了广耀公司的一致认可和称赞。

　　其电机和变频器的具体参数如表2所示。

5 结束语

　　深圳微能科技有限公司从开始进入高压变频器领域，至今已有3个年头了，目前月近十台的应用业绩，受到了国内外越来越多企业的关注。在冶金行业迫切需要最新节能技术的今天，微能公司以实际案例的应用表明微能高压变频器无疑是冶金钢铁行业高压电机调速节能的最佳选择。