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1、旭阳公司焦炉尾气除尘风机变频节能改造摘要：本文着重介绍高压变频器在旭阳公司焦炉尾气除尘风机上的应用情况，对节能效果进展了分析，结果说明，焦化厂采用高压变频器对尾气除尘风机进展调速，具有投资省，见效快等特点。1引言旭阳煤化工集团是全球领先的煤化工产品供给商，集团总部位于北京，核心业务为消费、销售焦炭、焦化产品及深加工煤化工产品。河北旭阳焦化有限公司是旭阳煤化工集团下属子公司，年消费才能200万吨焦化及配套粗苯、焦油、硫铵等。企业2020年全年实现销售收入43亿元，实现利税5.06亿元。焦化厂厂区如图1所示。河北省旭阳焦化集团焦炉是焦化厂的主要消费设备，也是焦化厂消费经过中最大的污染源之一。焦化厂
2、在消费经过、推焦经过中排放大量温度高、浓度大的有害气体及易扩散的烟尘，对人体危害极大。尤其在焦炉炉顶大气中苯可溶物严重超标，焦炉工作区粉尘浓度也超标，严重危及职工的身体安康.按照我国1996年公布的（大气污染物综合排放标准）GB16297一1996，对烟气必须冷却、净化，由引风机将其排至烟囱放散或者输送到煤气回收系统中备用。因此，每座焦炉需配有一套除尘系统。一期工程的地面除尘站使用的是一台630kW/10kV的拖动风机，抽取前级焦炉出焦时产生的焦炉烟气和灰尘，吸收的烟尘和气体进入除尘站的布袋除尘器滤除粉尘和有害物质以后，高温气体经高炉排放到空气中。除尘系统风机型号AI850。由于焦炉周期性连续
3、推焦，为知足节能和环保要求,要求风机在整个炼焦工作周期内变速运行，推焦时高速运行，不推焦时低速运行。原系统采用液力偶合器调速，高速800rpm，低速600rpm。经过一段时间的运行，发现液力偶合器技术存在着局限性，主要表如今：1调速范围在40%95%之间，转速不稳定；造成能源浪费。2液力偶合器本身包含油路，水路等多套系统，故障率高，液力偶合器一旦故障，只能停机维修，无法切换至工频旁路运行，造成焦炉停产，不能知足连续消费的需要。3液力偶合器在调速越低时效率越低，调速的节能效果大打折扣。4调节精度低、线性度差，响应慢。5电机仍然为直接启动，需要启动装置，启动冲击也大，并且不能频繁启动。随着应用的越
4、来越普遍，高压变频器的性价比越来越高，相比液力偶合器变频用具有以下优点：1高压变频器调速范围大，精度高，调速范围为0-100%。2高压变频器是高科技产品，可靠性高，根本免维护，万一变频器故障，电机还可以直接挂电网工频运行，不会造成消费损失。3高压变频器在整个调速范围内都具有较高的效率大于96%。4高压变频器对电机及负载机械实现真正的软启动，假如工艺需要，电机可以在短时间内屡次重复启动。5高压变频器不会由于电机速度的上下而增加本钱，而低速大容量的电机用液力偶合器调速，本钱将大大增加，有些时候甚至无法实现。鉴于此，在2020年节能改造工作中，焦化厂指导决定对地面除尘站除尘风机一期工程进展改造，经多
5、方考察，选中山东新风光电子科技开展有限公司消费的风光牌JD-BP38-630F型高压变频器对除尘风机进展调速。2高压变频器技术改造方案除尘风机是除尘净化系统的动力中枢，一旦除尘风机不能正常运行，不但影响消费，还有可能威胁到现场消费人员的人身平安；另外，调速系统工作的环境比拟恶劣；同时焦炉又周期性连续推焦；所以，和除尘风机配套的高压调速系统方案应周密细致，经过双方技术人员的合作，制定了一期工程除尘风机的技术改造方案。改造方案如下:2.1设备配置风光高压变频调速系统由一次回路进线柜旁路柜、变压器柜、变频单元柜和操纵控制柜组成。旁路柜在变频器维护经过中或者变频器出现故障时，将电机投入到工频电网运行，
6、保证消费不受影响。变频运行时，变频器为电机提供全面的保护。高压变频器旁路柜一次回路如图2所示。DL：用户高压真空断路器K1、K2、K3：高压变频器内置高压隔分开关BPQ：JD-BP38-630F高压变频器D：630kW/10kV异步电动机。图2手动旁路柜中，共有3个高压隔分开关，为了确保不向变频器输出端反送电，K2与K3采用电磁互锁操动机构，实现电磁互锁。当K1、K3闭合，K2断开时，电机变频运行；当K1、K3断开，K2闭合时，电机工频运行，此时变频器从高压中隔离出来，便于检修、维护和调试。旁路柜必须与上级高压断路器DL连锁，DL合闸时，绝对不允许操纵旁路隔分开关与变频输出隔分开关，以防止出现
7、拉弧现象，确保操纵人员和设备的平安。现场控制要求可以远程和本机控制。风机高速运行时，假如变频器出现严重故障，变频器自动停机。远程控制时，通过操纵台工频/变频旋钮把电机切换到工频电网运行，当推焦周期完毕后，检修变频器。变频器检修完毕后，通过把操纵台工频/变频旋钮打到变频位置，返回变频调速状态。本机控制时，通过变频器控制柜工频/变频旋钮把电机切换到工频电网运行，当推焦周期完毕后，检修变频器。变频器检修完毕后，通过把变频器工频/变频旋钮打到变频位置，返回变频调速状态。2.2电机及风机参数2.3除尘风机工艺要求除尘风机用于焦炭出焦时除尘使用，该焦炉有3台推焦车，1、2号不能同时推焦，1、2号与3号可能
8、有同时推焦的可能，单炉推焦瞬间风量到达800rpm，两台同时推焦870rpm，并且需要持续80S，不推焦时600rpm就可以。采用变频器改造后，为了节省电能，除尘风机设计为上下速两档运行，不出焦时，风机转速约600rpm；出焦时，风机升速至800rpm或870rpm。详细操纵如下：推焦除尘风机平时不出焦时在低速运行(30Hz)。推焦机开场推焦时，推焦杆分开限位推出后给变频器发出高速信号(40Hz)，风机启动到高速，待推焦杆退回时经一定延迟时间40S给变频器发出降速信号，降为低速30Hz)。2.4监控和操纵除尘风机在不推焦时，只需要很低的转速，根本不需要满负荷运转。利用高压变频器根据实际需要对除
9、尘风机进展变速运行，既改善了工艺，又到达节能降耗的目的和效果。对除尘风机高压变频监控详细实现经过如下：变频器操纵可以在本机控制，也可以远程操纵。变频器包括一台内置的PLC，用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操纵信号和状态信号(如RS485)的协调，并且可以根据用户的需要扩展控制开关量，增强了系统的灵敏性。变频器也可由控制室的上位机或者操纵台进展操纵。现场操纵人员可以通过上位机或者操纵台对变频器进展远程操纵并监控变频器运行状态，可以根据工况需要自由设定，完全可以知足工艺要求。上位机：可以通过上位机进展远程监控，一方面便于用户随时理解设备运行情况，另一方面，也利于设备的远程诊断和维护，故
10、障问题可以及时得到解决。操纵台：可以通过操纵台对变频器进展简单的远程操纵，包括：工频/变频切换。3风光牌JD-BP38-630F高压变频器技术参数山东新风光是国家高新技术企业，消费的风光牌JD-BP38系列高压变频器是“中国名牌产品，JD-BP38系列高压变频器以高速DSP为控制核心，采用无速度矢量控制技术、功率单元串联多电平技术，其谐波指标远小于IEE519-1992的谐波国家标准，输入功率因数高，输出波形质量好，不必采用输入谐波滤波器、功率因数补偿装置和输出滤波器；不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，可以使用普通的异步电机。风光牌高压变频器为高-高
11、电压源型形式，由移相变压器，功率单元和控制器组成。JD-BP38-630F高压变频器采用48脉冲整流，功率单元每相采用7个功率单元串接组成，三相共21个单元；输出相电压为15电平，输出线电压29电平，功率单元旁路单元采用可控硅作为旁路器件。控制器局部以高速微处理器实现控制以及与子微处理器间进展通讯。风光高压变频器采用模块化设计，互换性好、维修简单。JD-BP38-630F高压变频器主要技术参数如下表3所示。设备运行情况从2020年10月31日正式投入运行以来，一直正常运转，没有出现故障。总的来讲，投入变频器后有以下优点：1运行稳定，平安可靠。原来使用液力偶合器大概60天左右就必须更换轴承，每次
12、需停炉半天左右，带来的宏大的经济损失。JD-BP38系列高压变频用具有免维护的特点，只需定期除尘，不用停机，保证了消费的连续性。现场变频器运行照片如图3所示。2电动机实现了真正的软启动、软停顿。防止了启动时对设备的电气和机械冲击，使风机启动平稳。3运行工况改善，工人劳动强度降低。随着焦炉消费除尘的需要，调节风机的转速,进而调节风机风量，知足焦炉消费工艺的需要，现场工作环境大为改善，工作强度大大降低。4延长了电机、风机的使用寿命，进步了风机的利用效率。原旧焦炉除尘风机在运行经过中，经常造成风机和电机的损坏，维护工作量大,检修费用高,采用变频技术调速后，减少了机械磨损，保证了风机的正常运行。除尘风
13、机的风量经常需要根据工艺的需要变化，在过去液力偶合器调节时，出现执行机构的开度与流量的非线形问题，致使调节失误，采用变频拖动风机可以在050Hz范围内任意调速，调速精度高，可保持在0.10.01Hz范围内工作，便于实现除尘系统自动化控制。6变频用具有多项保护功能，特别完善。与原来旧系统相比拟，变频用具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升保护等多项保护功能，更准确地保护了电机。7节能效果显著，大大降低了电耗。5节能分析焦炉除尘风机高压变频器投入使用以来，运行情况良好，根本到达预期的改造目的。除尘风机只有在推焦车推焦的时候需要高速，带动风机高速运行使风机的吸力到达1.5KPa即可知足工艺要求，到达
14、除尘的效果，知足环保要求。根据现场的实际考察，旭阳焦化公司一期的焦炉消费情况是：推焦车天天消费焦炭110炉，每一次往外推焦时都需要除尘风机高速运行，而且每一次推焦持续的时间是80S。焦炉每炉周期10min，80S要求除尘风机转速800rpm40Hz或者870rpm43.5Hz，其余时间要求风机转速600rpm30Hz。除尘风机高压变频器改造前后，今年和去年同期相比，以吨焦炭电耗来分析节能数据单位：度/吨焦炭，如表4所示：从上表4统计数据看，2020年16月同2020年16月相比拟，吨焦炭电耗有较大幅度下降，下降达：18.17%，其中主要的节电是由高压变频器完成的。以焦炭除尘风机消耗电量来分析节
15、能效果，根据旭阳公司消费统计报表，2020年16月同2020年16月相比，焦化厂2020年上半年焦炭产量为438020吨，2020年上半年焦炭产量为439334吨，产量根本一样，统计除尘风机消耗电量如下表5所示：从上表4统计数据看，2020年16月同2020年16月相比拟，吨焦炭电耗有较大幅度下降，下降达：18.17%，其中主要的节电是由高压变频器完成的。从表5数据统计看，除尘风机节电率为：1780720-1193034/1780720=33%，6个月共节约用电58.7万度，平均每月节约用电9.78万度，年节电量可估算为：9.7812=117万度。以电价0.45元/度计算，焦化厂一期焦炉除尘风机年节电费：1170.45=52.65万元。6完毕语从风光牌JD-BP38-630F高压变频器在旭阳焦化公司一期焦炉除尘风机近一年运行情况来看，变频系统知足了焦化厂连续消费的需要，用户非常满足。在今年旭阳焦化公司二期焦炉除尘风机改造中也采用山东新风光电子科技开展有限公司消费的JD-BP38-900F高压变频器。0