摘 要：本文介紹了山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的高壓變頻器在金昌焦化廠地面除塵風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用情況。通過(guò)改造，實(shí)現(xiàn)了地面站除塵風(fēng)機(jī)的高效運(yùn)行，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。
關(guān)鍵詞：高壓變頻器 地面站除塵風(fēng)機(jī) 節(jié)能降耗
Abstract: The paper introduces the application of the high voltage inverter produced by Shandong WindSun Electronics Science &Technology Co., Ltd. in the ground in dust blower in Jinchang coking plant.Through the transformation,it achieves the efficient operation of ground stations dust blower, reaches the objective of saving energy.
Key words: High voltage inverter Ground station dust blower Saving energy
1 引言
山西金昌煤炭氣化有限公司成立于1993年，是集焦炭、化工、城市煤氣氣源為一體的現(xiàn)代化民營(yíng)企業(yè)。公司現(xiàn)有職工760人，公司主要產(chǎn)品有焦炭、粗苯、硫銨、工業(yè)萘及瀝青等，每年可產(chǎn)煤氣25000萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米，是介休市城市民用煤氣的定點(diǎn)廠家。
金昌焦化廠煉焦?fàn)t地面除塵采用710kW/10kV三相異步電動(dòng)機(jī)，使用液力耦合器調(diào)速，但是由于頻繁調(diào)速，液力耦合器使用不到一年就出現(xiàn)了故障，電機(jī)始終處在額定狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。使大量的電能白白浪費(fèi)，由于變頻器具有啟動(dòng)電流小，調(diào)速性能好，穩(wěn)定性高，而且可以節(jié)約電費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，因此金昌領(lǐng)導(dǎo)決定對(duì)鋼廠二次除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造。經(jīng)過(guò)考察和論證，選用山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的風(fēng)光牌高壓變頻器JD-BP38-800F(800kW/10kV)對(duì)地面除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，改造達(dá)到了預(yù)期目的。
2 焦化廠焦?fàn)t工藝
金昌公司采用4350D焦?fàn)t，如圖1所示，此焦?fàn)t采用爐外煤餅搗固、側(cè)裝入爐、高溫干餾濕法熄焦等工藝。4350D型焦?fàn)t借鑒了化學(xué)工業(yè)第二設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的雙聯(lián)、下噴、廢氣循環(huán)焦?fàn)t技術(shù)及940E型搗固焦?fàn)t成功的經(jīng)驗(yàn)，并采用單熱式搗固側(cè)裝煤焦?fàn)t，該焦?fàn)t具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。爐組規(guī)模為2×50個(gè)炭化室。
圖1 焦?fàn)t示意圖
貯煤場(chǎng)的精洗煤由輸煤皮帶運(yùn)至偏置于機(jī)側(cè)裝煤推焦機(jī)上方的貯煤塔備用，中途用電磁除鐵器除掉煤中的鐵塊或鐵器。通過(guò)搖動(dòng)給料機(jī)連續(xù)均勻分層給料并由設(shè)于上方的多錘搗固機(jī)逐層夯實(shí)，然后從機(jī)側(cè)將搗好的煤餅送入各炭化室中，煤餅在950℃～1050℃的高溫下，大約30個(gè)小時(shí)后干餾成焦炭，成熟的焦炭由推焦車推出經(jīng)除塵攔焦車導(dǎo)入熄焦車箱內(nèi)，然后由熄焦車運(yùn)至位于爐側(cè)的熄焦塔噴淋熄焦，熄滅后的焦炭被卸至涼焦臺(tái)，涼焦臺(tái)上的焦炭冷卻后經(jīng)刮板放焦機(jī)、皮帶機(jī)將焦炭送往篩焦工段進(jìn)行篩分處理。
3 改造項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)
3.1現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)與風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)
電機(jī)參數(shù)如表1所示。
風(fēng)機(jī)參數(shù)如表2所示。
3.2 JD-BP38-800F 高壓變頻器技術(shù)參數(shù)
選用山東新風(fēng)光電子有限公司生產(chǎn)的JD-BP38-800F 高壓變頻器(800kW/10kV）對(duì)除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，高壓變頻器技術(shù)參數(shù)如表3所示。
4變頻方案設(shè)計(jì)
4.1地面除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況
變頻改造的原則為：在滿足工藝需要的前提下達(dá)到風(fēng)量的充分利用。而在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中并不是總是有煙塵產(chǎn)生的。
推焦車到達(dá)準(zhǔn)備出焦的炭化室前，等待攔焦車，熄焦車和消沉車就位后，打開炭化室，把成熟的焦炭推出，再將搗好的煤餅送入炭化室中，然后再前往另一個(gè)準(zhǔn)備出焦的炭化室前，并等待出焦。地面除塵系統(tǒng)負(fù)責(zé)清除打開炭化室后溢出的煙塵，而在推焦車前往另一個(gè)準(zhǔn)備出焦的炭化室前，并等待出焦的這段時(shí)間是不需要除塵。所以需要在出焦時(shí)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，去往另一個(gè)炭化室并準(zhǔn)備出焦的時(shí)間電機(jī)只需要低速運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.2系統(tǒng)控制信號(hào)連接
依據(jù)生產(chǎn)工藝，可以利用主控室升速信號(hào)（有主控室人工發(fā)出）和推焦結(jié)束信號(hào)來(lái)進(jìn)行風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的高、低速度控制。為了滿足在出焦時(shí)對(duì)煙氣流量的要求，此時(shí)電動(dòng)機(jī)必須運(yùn)行在最高速；出完焦時(shí)不需要除塵，可盡量減小風(fēng)量，但是需要滿足低速到達(dá)高速的時(shí)間要求。
變頻器的高、低速速度值是可以隨時(shí)進(jìn)行修改的，從而完全能夠滿足系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的要求。變頻器控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)之間的主要信號(hào)如表4所示：
4.3主回路控制
原有系統(tǒng)為液力耦合器調(diào)速系統(tǒng)，為了最大限度的提高設(shè)備的利用率，使變頻發(fā)生故障時(shí)也能保證風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，從而保證生產(chǎn)，系統(tǒng)保留原有液力耦合器系統(tǒng)，采用一拖一手動(dòng)工/變頻切換方案，系統(tǒng)主回路控制原理如圖2所示。
旁路柜中，共有3個(gè)高壓隔離開關(guān)，為了確保不向變頻器輸出端反送電，K2與K3采用電磁互鎖操動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電磁互鎖。當(dāng)K1、K3閉合，K2斷開時(shí)，電機(jī)變頻運(yùn)行；當(dāng)K1、K3斷開，K2閉合時(shí)，電機(jī)工頻運(yùn)行，此時(shí)變頻器從高壓中隔離出來(lái)，便于檢修、維護(hù)和調(diào)試。
旁路柜必須與上級(jí)高壓斷路器DL連鎖，DL合閘時(shí)，絕對(duì)不允許操作旁路隔離開關(guān)與變頻器輸出隔離開關(guān)，以防止出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，確保操作人員和設(shè)備的安全。
5地面除塵風(fēng)機(jī)變頻改造效果
高壓變頻器設(shè)備于2010年5月1日正式投入運(yùn)行，至今運(yùn)行良好。變頻器使用方便，可靠穩(wěn)定，維護(hù)量小。除塵風(fēng)機(jī)根據(jù)生產(chǎn)工藝按需調(diào)節(jié)風(fēng)量，電機(jī)運(yùn)行電流大大降低，改造達(dá)到了預(yù)期目的。變頻改造后，總的來(lái)說(shuō)，有以下優(yōu)點(diǎn)：
5.1節(jié)電效果
在變頻器沒(méi)有安裝以前高壓電機(jī)采用直接啟動(dòng)，風(fēng)量基本上不調(diào)節(jié)。這樣電機(jī)始終運(yùn)行在額定狀態(tài)，變頻器安裝以后，風(fēng)量通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器頻率實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)了節(jié)電的目的，下面對(duì)節(jié)電量作定量分析，表5為變頻器未安裝以前電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，表6為變頻器安裝后高速運(yùn)行數(shù)據(jù)，表7為變頻器安裝后低速運(yùn)行數(shù)據(jù)。
定量計(jì)算：一個(gè)周期按18min計(jì)算，高速和低速分別占一半。電價(jià)按0.5元計(jì)算，一天運(yùn)轉(zhuǎn)20小時(shí)，一年運(yùn)行時(shí)間按330天，計(jì)算如下：
電機(jī)工頻年耗電量：
綜上所述，此次變頻改造的節(jié)能效果十分明顯。
5.2變頻改造對(duì)其他設(shè)備的好處
（1）工頻狀態(tài)下，由于風(fēng)機(jī)持續(xù)高速下運(yùn)行，風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的軸振動(dòng)幅值常常高于正常的震動(dòng)幅值，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的軸瓦和液力耦合器的使用壽命縮短，不但增加了維修費(fèi)用，而且還大大增加了設(shè)備故障率影響生產(chǎn)。使用變頻器后可有效減少設(shè)備振動(dòng)，從而降低噪音，減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。
（2）應(yīng)用高壓變頻調(diào)速技術(shù)后，還可通過(guò)工藝需要隨時(shí)改變變頻器輸出頻率，在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)變速運(yùn)行，提高整個(gè)工藝的可靠性，并能有效避免因風(fēng)機(jī)始終高速運(yùn)轉(zhuǎn)給除塵系統(tǒng)所帶來(lái)的危害，能明顯提高產(chǎn)品合格率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
（3）在變頻器沒(méi)有安裝以前高壓電機(jī)采用直接啟動(dòng)，用上變頻器以后，變頻器帶動(dòng)電機(jī)從0.5Hz軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流不超過(guò)額定電流，不僅讓風(fēng)機(jī)開、停機(jī)極為方便，也節(jié)約了電能；還減小了啟動(dòng)時(shí)對(duì)電機(jī)、風(fēng)機(jī)及整個(gè)除塵系統(tǒng)的沖擊，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。
6 結(jié)束語(yǔ)
隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排工作的越來(lái)越重視，企業(yè)通過(guò)各種措施降低生產(chǎn)成本，其中變頻技術(shù)起到了關(guān)鍵作用，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，適應(yīng)了國(guó)家建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的潮流。
參考文獻(xiàn)
[1]山東新風(fēng)光電子使用手冊(cè)[Z]. 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司。
[2]山東新風(fēng)光電子JD-BP38-800F高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)山西金昌公司調(diào)試大綱。
[3]山東新風(fēng)光電子JD-BP38-800F高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)山西金昌公司驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。
作者簡(jiǎn)介
陸思黨，男，技術(shù)支持工程師，供職于山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司。
