摘  要：本文介紹了山東新風光電子科技發展有限公司生產的高壓變頻器在金昌焦化廠地面除塵風機中的應用情況。通過改造，實現了地面站除塵風機的高效運行，達到了節能降耗的目的。
關鍵詞：高壓變頻器   地面站除塵風機  節能降耗
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代化民營企業。公司現有職工760人，公司主要產品有焦炭、粗苯、硫銨、工業萘及瀝青等，每年可產煤氣25000萬標準立方米，是介休市城市民用煤氣的定點廠家。
    金昌焦化廠煉焦爐地面除塵采用710kW/10kV三相異步電動機，使用液力耦合器調速，但是由于頻繁調速，液力耦合器使用不到一年就出現了故障，電機始終處在額定狀態運轉。使大量的電能白白浪費，由于變頻器具有啟動電流小，調速性能好，穩定性高，而且可以節約電費等優點，因此金昌領導決定對鋼廠二次除塵風機進行變頻改造。經過考察和論證，選用山東新風光電子科技發展有限公司生產的風光牌高壓變頻器JD-BP38-800F(800kW/10kV)對地面除塵風機進行改造，改造達到了預期目的。
2 焦化廠焦爐工藝
    金昌公司采用4350D焦爐，如圖1所示，此焦爐采用爐外煤餅搗固、側裝入爐、高溫干餾濕法熄焦等工藝。4350D型焦爐借鑒了化學工業第二設計院設計的雙聯、下噴、廢氣循環焦爐技術及940E型搗固焦爐成功的經驗，并采用單熱式搗固側裝煤焦爐，該焦爐具有國內先進經驗。爐組規模為2×50個炭化室。

圖1  焦爐示意圖

貯煤場的精洗煤由輸煤皮帶運至偏置于機側裝煤推焦機上方的貯煤塔備用，中途用電磁除鐵器除掉煤中的鐵塊或鐵器。通過搖動給料機連續均勻分層給料并由設于上方的多錘搗固機逐層夯實，然后從機側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個小時后干餾成焦炭，成熟的焦炭由推焦車推出經除塵攔焦車導入熄焦車箱內，然后由熄焦車運至位于爐側的熄焦塔噴淋熄焦，熄滅后的焦炭被卸至涼焦臺，涼焦臺上的焦炭冷卻后經刮板放焦機、皮帶機將焦炭送往篩焦工段進行篩分處理。
3 改造項目現場設備參數
3.1現場電機與風機技術參數
電機參數如表1所示。

風機參數如表2所示。

3.2 JD-BP38-800F 高壓變頻器技術參數
    選用山東新風光電子有限公司生產的JD-BP38-800F 高壓變頻器(800kW/10kV）對除塵風機進行改造，高壓變頻器技術參數如表3所示。

4變頻方案設計
4.1地面除塵風機運行工況
    變頻改造的原則為：在滿足工藝需要的前提下達到風量的充分利用。而在風機運行過程中并不是總是有煙塵產生的。
    推焦車到達準備出焦的炭化室前，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，然后再前往另一個準備出焦的炭化室前，并等待出焦。地面除塵系統負責清除打開炭化室后溢出的煙塵，而在推焦車前往另一個準備出焦的炭化室前，并等待出焦的這段時間是不需要除塵。所以需要在出焦時電機高速運轉，去往另一個炭化室并準備出焦的時間電機只需要低速運轉。
4.2系統控制信號連接
    依據生產工藝，可以利用主控室升速信號（有主控室人工發出）和推焦結束信號來進行風機電動機的高、低速度控制。為了滿足在出焦時對煙氣流量的要求，此時電動機必須運行在最高速；出完焦時不需要除塵，可盡量減小風量，但是需要滿足低速到達高速的時間要求。
    變頻器的高、低速速度值是可以隨時進行修改的，從而完全能夠滿足系統生產工藝的要求。變頻器控制系統與現場之間的主要信號如表4所示：

  4.3主回路控制
    原有系統為液力耦合器調速系統，為了最大限度的提高設備的利用率，使變頻發生故障時也能保證風機的正常運行，從而保證生產，系統保留原有液力耦合器系統，采用一拖一手動工/變頻切換方案，系統主回路控制原理如圖2所示。

旁路柜中，共有3個高壓隔離開關，為了確保不向變頻器輸出端反送電，K2與K3采用電磁互鎖操動機構，實現電磁互鎖。當K1、K3閉合，K2斷開時，電機變頻運行；當K1、K3斷開，K2閉合時，電機工頻運行，此時變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修、維護和調試。
    旁路柜必須與上級高壓斷路器DL連鎖，DL合閘時，絕對不允許操作旁路隔離開關與變頻器輸出隔離開關，以防止出現拉弧現象，確保操作人員和設備的安全。
5地面除塵風機變頻改造效果
    高壓變頻器設備于2010年5月1日正式投入運行，至今運行良好。變頻器使用方便，可靠穩定，維護量小。除塵風機根據生產工藝按需調節風量，電機運行電流大大降低，改造達到了預期目的。變頻改造后，總的來說，有以下優點：
5.1節電效果
    在變頻器沒有安裝以前高壓電機采用直接啟動，風量基本上不調節。這樣電機始終運行在額定狀態，變頻器安裝以后，風量通過調節變頻器頻率實現。實現了節電的目的，下面對節電量作定量分析，表5為變頻器未安裝以前電機運行數據，表6為變頻器安裝后高速運行數據，表7為變頻器安裝后低速運行數據。

定量計算：一個周期按18min計算，高速和低速分別占一半。電價按0.5元計算，一天運轉20小時，一年運行時間按330天，計算如下：
電機工頻年耗電量：

綜上所述，此次變頻改造的節能效果十分明顯。
5.2變頻改造對其他設備的好處
（1）工頻狀態下，由于風機持續高速下運行，風機電動機的軸振動幅值常常高于正常的震動幅值，導致電動機的軸瓦和液力耦合器的使用壽命縮短，不但增加了維修費用，而且還大大增加了設備故障率影響生產。使用變頻器后可有效減少設備振動，從而降低噪音，減少設備維護費用。
（2）應用高壓變頻調速技術后，還可通過工藝需要隨時改變變頻器輸出頻率，在生產過程中實現變速運行，提高整個工藝的可靠性，并能有效避免因風機始終高速運轉給除塵系統所帶來的危害，能明顯提高產品合格率和系統的穩定性。
（3）在變頻器沒有安裝以前高壓電機采用直接啟動，用上變頻器以后，變頻器帶動電機從0.5Hz軟啟動，啟動電流不超過額定電流，不僅讓風機開、停機極為方便，也節約了電能；還減小了啟動時對電機、風機及整個除塵系統的沖擊，提高了系統穩定性。
6 結束語
    隨著國家對節能減排工作的越來越重視，企業通過各種措施降低生產成本，其中變頻技術起到了關鍵作用，取得了明顯的經濟效益和社會效益，適應了國家建設資源節約型社會的潮流。
參考文獻
 [1]山東新風光電子使用手冊[Z]. 山東新風光電子科技發展有限公司。
 [2]山東新風光電子JD-BP38-800F高壓變頻調速系統山西金昌公司調試大綱。
 [3]山東新風光電子JD-BP38-800F高壓變頻調速系統山西金昌公司驗收報告。
作者簡介
陸思黨，男，技術支持工程師，供職于山東新風光電子科技發展有限公司。