淺談GH180高壓變頻在主抽風機上的應用

楊志剛

（首鋼長治鋼鐵有限公司，山西 長治 046000）

首鋼長鋼鋼鐵有限公司4＃、5＃燒結(jié)工程分別于2004年和2009年建成投運。隨著環(huán)保要求的提升，目前煙氣排放達不到環(huán)保要求。為盡快提升脫硫系統(tǒng)運行效果，保證煙氣排放達到環(huán)保要求，需要對4＃、5＃燒結(jié)機煙氣脫硫系統(tǒng)進行技術改造。燒結(jié)主抽風機是燒結(jié)生產(chǎn)的主要設備之一，其風量、風壓的變化將直接影響到燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量，而其電能合理控制燒結(jié)主消耗約占整個燒結(jié)廠的一半左右。所以，抽風機的運行狀態(tài)，對提高燒結(jié)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能降耗，具有十分重要的意義。而主抽風機采用變頻調(diào)速控制來調(diào)節(jié)風量、風壓的方法，其效率最高。尤其對于交流電動機來說，目前國際公認交流變頻調(diào)速是性能最佳的調(diào)速方式，它的特點是效率高、調(diào)節(jié)精度高、節(jié)省能源。變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一種頻率的電能控制裝置。變頻器主要用于交流電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，是國際公認的交流電動機最理想、最有前途的調(diào)速方案。燒結(jié)主抽風機變頻器改造項目對燒結(jié)主抽風機的變頻調(diào)速，既能夠達到節(jié)能的效果，而且也能夠增加系統(tǒng)的可控性，提升整個系統(tǒng)的性能。

1 項目改造方案

根據(jù)現(xiàn)場情況，4＃、5＃燒結(jié)機的1＃和2＃主抽風機均為10KV4000KW 同步電機，變頻改造方案的概述如下：

分別對4＃、5＃燒結(jié)機1＃和2＃主抽風機的4臺高壓同步電機采用西門子GH180系列高壓變頻器來實現(xiàn)驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速來代替調(diào)節(jié)風門的方式來控制大煙道內(nèi)流量和壓力。

為每臺高壓同步電機新配置1套直流勵磁機構(gòu)，其作為同步電機在高壓變頻器驅(qū)動時專用的勵磁裝置，替換原勵磁裝置。每臺高壓同步電機新配置1臺高壓切換柜，作為變頻器的進線開關和出線開關，以實現(xiàn)變頻器和原一次系統(tǒng)的獨立性，原系統(tǒng)作為變頻器的旁路，提高系統(tǒng)可靠性和可維護性。為燒結(jié)機配置2套低壓配電柜，以對上述新增及改造的部分設備供電，如新增的勵磁裝置、新增的開關柜和配套的監(jiān)控系統(tǒng)等。

由于原液體軟啟動裝置是連接在高壓同步電機的定子線圈的星點側(cè)，結(jié)合變頻器的運行方式，對其不用大的改造。僅僅需要在選擇變頻運行時，將星點短接即可。其可以受控于配套的控制系統(tǒng)。

對原有控制系統(tǒng)進行改造并配置新的配套的控制系統(tǒng)來配合變頻器的使用，如對變頻器的遠程監(jiān)控、勵磁的監(jiān)控等，使變頻器與原控制系統(tǒng)相結(jié)合，以滿足系統(tǒng)整體運行的要求。新配置的監(jiān)控系統(tǒng)采集原控制系統(tǒng)的相關信號，并采集新增設備的信號形成獨立的監(jiān)控系統(tǒng)，以實現(xiàn)變頻運行時的所有狀態(tài)監(jiān)控。

根據(jù)對現(xiàn)場的了解，并結(jié)合變頻器的運行方式，本方案對每臺燒結(jié)機的2臺主抽風機電機的主回路進行改造，增加一套獨立于原控制系統(tǒng)的配套的監(jiān)控系統(tǒng)來監(jiān)控變頻器的運行，實現(xiàn)監(jiān)控和數(shù)據(jù)的采集。包括輸入輸出接線柜、輸入輸出開關柜，以及現(xiàn)場控制箱、中心控制箱、低壓配電柜、勵磁裝置等。

將現(xiàn)有燒結(jié)機脫硫框架一層最北側(cè)用磚墻圍護改造成高壓變頻器室，新增風機高壓變頻控制柜、旁路切換柜、現(xiàn)場控制箱和配套低壓柜放于本室，勵磁柜放于原操作室內(nèi)。變頻控制柜和旁路切換柜電源引自原風機房高壓配電室風機控制柜，勵磁柜電源引自原低壓配電柜中的開關。

高壓變頻器選用西門子GH180變頻器；高壓切換柜采用KYN-10型交流金屬封閉開關柜；勵磁柜采用西門子6RA80系列；低壓開關柜采用GGD2型固定式開關柜。其余低壓元器件均采用國產(chǎn)知名品牌產(chǎn)品。

2 項目實施過程

下發(fā)立項通知后，設備材料由甲方按照相關流程進行訂貨、生產(chǎn)。共發(fā)生費用716萬元。由于該項目與生產(chǎn)交叉和對接，土建施工及安裝、調(diào)試由熟悉現(xiàn)場情況的長鋼工建公司承擔，費用約80萬元，最終以實結(jié)算。

本工程的主要設備高壓變頻器由西門子制造供貨，負責施工安裝的單位精心組織策劃進行安裝施工的過程質(zhì)量控制。工程管理部門為施工創(chuàng)造良好的現(xiàn)場條件，督促作業(yè)班組按施工圖設計組織施工和操作。技術管理部門組織進行施工技術交底，要求作業(yè)人員掌握工藝流程，作業(yè)程序，技術標準和質(zhì)量要求。質(zhì)量管理部門全過程跟蹤檢查，按規(guī)定進行材料復查和工序質(zhì)量抽檢。施工過程中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，組織質(zhì)量、技術，工程管理部門調(diào)查分析，提出糾正和預防措施。質(zhì)量管理部門跟蹤并監(jiān)督糾正措施的執(zhí)行。

該項目按照設計圖紙要求全部完工，項目投運后效益可觀，滿足了工藝和環(huán)保要求。項目管理單位組織業(yè)主單位及各職能部門對該項目進行了竣工驗收，各驗收單位針對建設情況較為滿意，一致通過項目驗收。

3 結(jié)語

該項目具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，崗位人員操作方便高效。項目投運至今，節(jié)電率達20%以上，未發(fā)生工程質(zhì)量問題，運行效果較好，是一項決策正確、建設優(yōu)良的投資項目。實際投資820多萬元，比立項金額節(jié)約280萬元。

10個月收回投資。長治市長鋼工程建設有限公司既是原有系統(tǒng)的檢修單位，也是項目對接的施工單位，從停產(chǎn)檢修到對接完成，更有利于項目的實施和配合，建議以后類似項目還采用這種方式實施。既鍛煉提升了自己隊伍的能力，也保質(zhì)保量順利完成了工程項目。建議對燒結(jié)成品除塵風機、熱風循環(huán)風機等有節(jié)能空間的電機進行變頻改造。