| 摘要：本文简要介绍了风量阀控制 在风机风量控制应用中的效果， 着重研究了HARSVERT-A 系列高压 变频器的工作原理以及其在活性 石灰回转窑高温风机中的应用和 良好的节能效果。 【关键词】变频器 节能 调速 风量控制 近年来，工厂生产规模的不断扩大，各 种大功率设备逐渐应用在实际生产中，但大功 率设备的高耗能成了制约工厂发展瓶颈。随着 低压变频器生产技术的成熟以及变频器应用范 围的日益广泛，变频器在风机泵类负载的节能 效果逐步突显出来，随后高压变频调速技术已 越来越广泛的应用在各行各业，它不仅可以改 善工艺，延长设备使用寿命，提高工作效率等， 最重要的是它可以“节能降耗”，这一点已被 广大用户所认可，且深受关注。 2007 年7 月， 我公司投用一条日产量 600T 活性石灰回转窑生产线，其中，针对高 温风机的控制方案问题考察了太钢、首钢、舞 钢等多家企业。出于投资成本考虑，目前，多 数石灰回转窑的高温风机仍采用风量阀进行风 量调节，不仅能耗大，而且风量调节时波动较 大、响应速度慢，不利于系统的稳定运行。基 于节能降耗、提高效益等多方面权衡，我公司 决定选配HARSVERT-A 系列高压变频器，至 今连续运行7 年无故障，不仅方便了工作人员 的操作，提高了设备作业率，还取得的良好的 节能效果。 1 风量阀调节在实际应用中的使用效果 （1）使用风量阀调节时，电动机为直接 启动，启动电流大，且不能频繁启动。 （2）风量阀调节时风量不稳定波动大、 响应慢无法做到精细调节。 （3）风量阀调节时电动机全频全压运行， 根据风机的功率特性，造成风机耗能大，浪费 电量。 2 利德华福高压变频器的构成和特点 HARSVERT-A 系列高压变频调速系统采 用单元串联多电平技术，属高- 高电压源型变 频器，直接6KV 输入，直接6KV 高压输出。 变频器主要由移相变压器、功率模块和控制器 组成。移相变压器给每个功率模块供电，移相 变压器的副边绕组分为三组，根据电压等级和 模块串联级数，一般由24、30、42、48 脉冲 系列等构成多级相叠加的整流方式，输出侧由 每个单元的U、V 输出端子相互串接而成星型 接法给电机供电，通过对每个单元的PWM 波 形进行重组，可得到阶梯正弦PWM 波形；控 制器由高速单片机处理器、人机操作界面和 PLC 共同构成。 2.1 HARSVERT-A系列变频器的基本性能 （1）HARSVERT-A 系列高压变频不用任 何功率因数补偿、谐波抑制装置，就使负载功 率因数接近1。 （2）变压器的作用，就是把6KV 高压变 成独立的电压电源给功率模块供电，使每个功 率模块相当于低压变频器，通过功率模块的叠 加输出6KV 高压电。 （3）变频器的功率模块具有自动旁路功 能，当某一个功率模块出现故障时，可以自动 独处故障模块，从而改变电源中性点使变频器 可降额机械运行；因此可避免因模块故障停机 造成的损失。 （4）控制器与功率单元低压控制回路和 高压负荷回路完全可靠隔离，通过采用光纤通 讯技术，使系统具有极高的安全性和抗电磁干 扰性能，全面提高了系统运行的稳定性。 （5）控制器采用UPS 持续供电，当控制 电源掉电时，保证控制器持续供电，使变频器 可以继续运行（散热风扇由移相变压器供电）。 （6）在控制器PLC 故障的情况下，可以 通过人机界面绕过PLC 进行控制，缩短故障 停机时间。 （7） 满负荷时， 系统效率高于为 96.5%( 含输入变压器、变频器)。 2.2 HARSVERT-A系列变频器在高温风机中的应 用实例 高温风机作为石灰回转窑生产线中的重 要设备，主要完成两个功能：一是调节窑内负 压，为产品产量和质量提供必要保证，二是经 回转窑煅烧后的石灰料产生废气，而废气中含 有大量粉尘，该粉尘由高温风机负压引出，经 3500 平米袋式除尘器处理，后将废气排出。 因此，高温风机的控制问题严重影响到窑内负 压和整体工矿的稳定运行。 根据实际生产工艺需要， 我公司高温 风机配置710KW 高压电机， 具体型号为 YFKK450-4。HARSVERT-A 系列变频器主要 功能包括：远程启动、停止、复位、急停，变 频器运行、故障、就绪、报警信号显示，电机 电流、速度显示，速度给定。操作人员根据实 际生产需要在变频器操作界面或DCS 人机界 面HMI 中控制变频器的启停，调整给定速度 等。变频器发生故障时，通过旁路高压开关柜 全压启动电机，再通过调节出口挡板的开度大 小来调节窑内压力。 3 HARSVERT-A系列变频器在实际应用中 的使用效果 （1）能进行宽范围、高精度的无级调速， 适用性强。 （2）能大幅度减小电机启动电流，使电 机启动平稳，在电动机不需长期高速运行，工 作电流大幅度下降，节电效果显著。依照目前 保守日产量550t/d 计算，实际频率约控制在 40 ～ 42 赫兹，实际工作电流为31 ～ 33A， 额定电流84A，按1 天24 小时，1 月28 天,1 年11 个月计算，年节电量为：6000*（84-33） /1000*24*28*11=2261952 度。 （3）生产中需要的风量可通过电机的加 速和减速自动调节，保证精确的控制，确保保 证生产工艺的稳定。 （4）具有十分灵敏的故障检测定位和查 询功能，提高了电机、风机运行的可靠性。 4 结束语 目前，HARSVERT-A 系列变频器在我公 司石灰回转窑高温风机中获得成功应用，成为 我公司在非常时期克难攻坚、节能降耗的主要 途径和重要手段。同时，随着生产过程大型、 连续和高控制方向的发展趋势，控制系统的高 精度和多功能的要求逐渐成为专业技术人员的 研究课题。 参考文献 [1] 张燕宾. 变频器调速应用技术[J]. 变频 器世界,2005. [2] 徐明章. 森兰变频器在水泥回转窑窑中主 传动上的应用[J]. 自动化博览,2009. [3] 韩安荣. 通用变频器及其应用[M]. 北京： 机械工业出版社,2003. [4] 王永华. 现代电气控制及PLC 应用技术 [M]. 北京：航空航天大学出版社,2003. [5] 周亚敏. 变频器在回转窑应用中对电网的 谐波污染与治理[J]. 有色矿冶,2010. 作者单位 安钢集团冶金炉料有限责任公司 河南省安阳 市 455141 |
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