包钢二炼钢二次除尘风机电机变频器改造介绍

包钢薄板坯连铸连轧厂二炼钢共计二座转炉，与其相配套的转炉二次除尘系统：除尘风机共计二台，系统总除尘量为110万立/小时，分别带二座转炉及一座混铁炉。
　1#转炉于2001年11月热试投产，与其配套的二次除尘1#风机电机控制采用美国ROBICON（罗宾康）高压变频器控制。转炉二期2#二次除尘风机电机采用高压直接串电抗器启动控制（高压控制柜和励磁柜为后期新配套设备），电机皆为美国70年代产品，二台电机参数相同，皆为美国GE公司提供的高压同步电机，其电机额定功率为2500马力、额定电压6600v、额定电流212A、额定频率60HZ、额定转速900转/分、额定励磁电压250VDC、额定励磁电流36A。由于二台除尘系统因2#风机电机没有达到额定频率、额定转速运行，总除尘风量没有达到工艺要求，从厂房顶部外冒出的粉尘较大，严重污染环境，2#风机电机控制缺点：1、电机转速不能根据工艺要求无法实现无级调速，电机耗能较大；2、其电机能力不能完全发挥，最大只能在50HZ下以750转/分常速运行，没有达到额定转速、额定频率工况下运行，即除尘风量出力在83.3%，不能满足工艺要求，其转速不能连续调节，达不到节能降耗目的；3、其电机直接串电抗器启动与停止对电网冲击较大，同时对电机伤害较大，从实际运转效果看，电机起车与停车轴向串动较大。
　 为适应公司的节能降耗、及环保要求，2005年为全面彻底的解决该系统存在的问题，经过科学分析论证，提出并实施分二步改造解决，第一步：主要解决了由于输灰不畅、灰尘吸附能力差、管道堵塞、皮带输灰机二次污染严重进行的设备改造。第二步：对2#电机控制进行改造，解决电机出力不够、不能调速等问题。
　为此在2005年下旬我厂提出改造方案，利用今年中修这个有利时机将2#风机电机控制系统进行改造，上变频装置。
　该变频器控制，引进日本日立变频调速装置，为高压变频器同步电动机控制，其日立变频调速装置在包钢乃至在中国应用尚属首例，该套变频器采用单元串联多电平方式、矢量控制技术，调速性能好，产品可靠性高。整套变频装置由变压器柜，功率单元柜、控制柜和励磁柜，四个部分组成。变压器柜内的多重移相变压器能够承受系统过电压和变频器装置产生的共模电压影响，该变压器原边绕组采用呈星形接法，副边绕组采用延边三角形接法和呈星形接法，可有效抵消电网中的偶次谐波，并可有效地滤除47次以下某些奇次谐波，以减少对电网的谐波污染。变频器采用每相8级单元串联，在功率单元内装有24个功率单元，每个单元输出的PWM波形叠加后，输出的波形非常接近于正弦波，谐波含量很低，极大的减少了对交流电机的谐波干扰，上变频器后，不需要另外加补偿装置。
　该系统可实现远程及就地控制，就地控制为机旁箱设计，有远程/就地选择开关、声音报警器、速度给定装置，设备运行状态、停机、声报警复位、紧急停机按钮等直观操作。
　就地控制箱安装在变频器的控制柜旁，操作箱内设西门子ET-200 PLC作为从站，挂在与就近二炼钢干法除尘S7-400PLC，通过以太网与二次除尘输灰控制系统的S7-400 PLC通讯实现远程控制。
　电机转速可随冶炼工艺进行调节：即兑铁阶段将转速调节到额定转速，在转炉冶炼阶段可将电机转速降速运行，达到节能降耗的目的。 
于今年8月投入运行的这套变频装置，设备安装与施工用时一周，调试时间用一周，此次主调以外方日本专家来调试，现场控制软件编程及操作员画面制作有我厂技术人员完成，到目前为止该系统运行上看：1、系统运行稳定、安全可靠。日立变频器具有免维护特点，只需定期清扫清灰，目前为止没有出现自行停机故障。2、变频器自身保护完善，同原常规高压继电保护控制比较，保护功能更多、更灵敏、大大加强了对电机的保护。3、变频器同现场各类信号相连，满足了生产的需要，通过通讯，变频器可与转炉来信号实现电机转速与工艺联锁调速，操作员可通过画面时时看到电机转速及相关报警信号。4、通过上变频器后，适应电网电压波动能力强，dv/dt小，可减少对电缆和电机绝缘损坏，5、变频器具有过流、过压缺相、变频器过载保护、功率单元等保护功能。6、采用多电平PWM技术，谐波成份小、功率因数高等特点，无需考虑增加SVC装置。
　通过除尘系统改造前后比较，达到了除尘设计要求，厂区环境明显得到美化，并且通过包头市环保部门测试，烟气中粉尘和SO2达到大气排放标准中的二级标准。解决了因环保部门罚款项，和能源大量消耗费用，预计将在不久的未来收回投资成本。
　　 包钢薄板坯连铸连轧厂
　　 二00六年十一月