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1、国产高压变频器在炼铁除尘系统中的应用摘要：本文讲述了高压变频器在炼铁除尘系统中的改造分析以及经济效益分析。关键词：炼铁高压变频器效益分析AbstractThisarticlenarratedthehigh-pressuredfrequencychangeriniron-smeltingdustremovalsystemtransformationanalysisaswellastheeconomicefficiencyanalysis.KeywordsIron-smeltinghighpressurefrequencychangerbenefitanalysis1、前言攀枝花新钢钒股份有限公司
2、炼铁厂4号高炉设计容积：1350m3，并罐式炉顶，皮带上料，4座热风炉送风。高炉设计利用系数：2.25tm3.d,焦比:440kg/t.Fe,年平均风温：1200。在大修前，4号高炉已经连续运行13年。高炉已进入炉役后期，严重威胁高炉的消费平安，且每年的维护费用逐年上升，在此情况下，为知足攀钢集团的总体开展，为高炉实现攀钢集团公司提出的“高产、优质、低耗、长寿的目的，最后集团公司决定对4号高炉在原地自然扩容大修。同时新建一套高炉除尘系统，设置一套全新的负压式除尘器。采用2台脉冲布袋除尘器和2台风机并联运行方式。为了经济效益，实现自动控制，减少维护费用，其中1除尘风机采用东方日立成都电控设备有限
3、公司消费的高压变频器DFCVERT-MV2240/6B调速。2、DFCVERT-MV高压变频器的性能特点21变频改造的电机系统原理图如图1所示IMG=国产高压变频器在炼铁除尘系统中的应用/uploadpic/tech/2020/1/2020012514534319705P.jpg/IMG1.QS1、QS2为刀闸隔分开关,其中QS2单刀双掷开关。2.变频切换工频经过：先断QF1，断隔离刀闸QS1、QS2，再合QF1，电机工频运行。3.工频切换变频经过：先断QF1，合隔离刀闸QS1、QS2，再合QF1，变频器带电机变频运行。22变频器的工作原理DFCVERT-MV系列变频器是由多个功率单元串联而成
4、，以6kV每相八单元串联为例,电压叠加如图2所示。每相由八个一样的功率单元串联而成，相电压为3464V；每个功率单元输出有效值Ve433V，峰值输出电压Vp=Ve612V。align=centerIMG=6kV变频器电压叠加示意图/uploadpic/tech/2020/1/2020012514534842617R.jpg/IMG图26kV变频器电压叠加示意图/align23功率单元电气原理功率单元主要由三相桥式整流器、电容器组、IGBT逆变桥构成，同时还包括驱动、保护、监测、通讯等组件的控制电路。通过控制IGBT的工作状态，输出PWM电压波形，原理图如图3。align=centerIMG=功
5、率单元电气原理图/uploadpic/tech/2020/1/2020012514535376433W.jpg/IMG图3功率单元电气原理图/align24变频器系统配置原理每个功率单元都是由低压绝缘栅双极型晶体管IGBT构成的三相输入，单相输出的低压PWM电压型逆变器。功率单元电路见图3。每个功率单元输出电压为1、0、1三种状态电平，每相8个单元叠加，就可产生17种不同的电同等级，分别为8、7、6、5、4、3、2、1和0。图4为一相合成的正波输出电压波形。此种多级串联电压型变频器，采用功率单元串联，而不是用传统的器件串联来实现高压输出，所以不存在器件均压的问题。每个功率单元承受全部的输出电流
6、，但仅承受1/8的输出相电压和1/24的输出功率。8对依次相移7.5的三角载波对基波电压进展调制，如：对A相基波调制所得的8个信号，分别控制A1A8八个功率单元，线电压波型具有33阶梯电平，它相当于48脉波变频，理论上47次以下的谐波都可以抵消，总的电压和电流失真率可分别低于1.2和0.8，堪称无谐波污染变频器。变频器同一相的功率单元输出一样的基波电压，串联各单元之间的载波错开一定的相位，每个功率单元的IGBT开关频率假设为600Hz，那么当8个功率单元串联时，等效的输出相电压开关频率为9.6kHz。功率单元采用低的开关频率可以降低开关损耗，而高的等效输出开关频率和多电平可以大大改善输出波形。
7、波形的改善除减小输出谐波外，还可以降低噪声、dv/dt值和电机的转矩脉动。所以这种变频器对电机无特殊要求，可用于普遍笼型电机，且不必降额使用，对输出电缆长度也无特殊限制。align=centerIMG=一相合成的正波输出电压波形/uploadpic/tech/2020/1/2020012514540424061Y.jpg/IMG图4一相合成的正波输出电压波形/align3、系统的工艺分析和节能分析。攀钢炼铁厂4号高炉的出铁场除尘系统工艺流程图如图5。align=centerIMG=出铁场除尘系统工艺流程图/uploadpic/tech/2020/1/2020012514540914459L.j
8、pg/IMG图5出铁场除尘系统工艺流程图/align系统设计风量1450000m3/h,根据4高炉炼铁工艺的要求，约两小时左右炼一炉铁，除尘风机由于消费工艺的要求需要在炼铁时停顿除尘，在出铁时开场除尘，也就是讲变频调速装置要在炼铁时低速20Hz运行炼铁时间大约70分钟，出铁时高速50Hz运行出铁时间大约50分钟。另外，4号高炉的除尘系统采用的时两个除尘风机除尘，两个除尘风机的电机的工况一样，但只有一台安装有变频调速装置，可以进展节能比拟。由于5、6、7月为4号高炉的调试时间，数据不准并对耗电量的计算有影响，但进入8月份后高炉运行正常，4号高炉的8月份出铁量时98283吨，1号除尘风机电机采用东
9、方日立变频调速的耗电量是729029千瓦小时，2号除尘风机电机不采用变频调速的耗电量是1066990千万小时，根据以上数据电费在0.45元/度的情况下,那么每月估算节约的电费约为15万元左右。4、引用变频器的优越性改装置于2004年5月底一次性投入了消费运行，运行至今，充分表达出该装置的先进性，主要的特点如下：该装置性能稳定，工作可靠，操纵简便，大大减轻了运行人员的劳动强度；变频风机实现了软启动，风机在低频下起动，电流很小，防止了原来在较大惯性负荷情况下，数倍于额定起动电流对电网和机械设备的冲击；进步了功率因数，功率因数在0.95以上；风机转速的降低，减缓了风机叶轮、轴承和密封件的磨损，变频风机的转动明显好于其他的工频风机，有利于延长电机和风机的使用寿命；低输入谐波。大量节能,经济效益显著。5、结论通过这几个月的运行，证实DFCVERT-MV2240/6B高压变频器性能好，可靠性比拟高，节能非常明显，短期内就能收回本钱，而且大大改善了工艺条件，进步了消费效率，讲明在炼铁除尘系统改造是非常成功的，同时在炼铁行业除尘系统有很好的推广价值。参考文献：1吴忠智吴加林变频器应用手册机械工业出版社2用户手册东方日立成都电控设备有限公司作者简介：张黎男工程师长期从事高压变频器设计、调试工作朱跃青男工程师长期从事设备炼铁、炼钢厂电气设备调试工作0