高壓變頻器在鋼鐵廠中的節(jié)能應(yīng)用

劉銳

摘 要 近年來，隨著社會(huì)發(fā)展的需要，鋼鐵產(chǎn)的生產(chǎn)量在不斷的上升，為了加強(qiáng)社會(huì)資源的可持續(xù)性利用，減少能源的浪費(fèi)，需要加強(qiáng)鋼鐵廠生產(chǎn)過程中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。文章通過對(duì)鋼鐵廠中的高壓變頻器進(jìn)行研究討論，了解高也變頻器使用過程中具有的節(jié)能減排的作用，從而加強(qiáng)高壓變頻器在鋼鐵廠中的節(jié)能應(yīng)用，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展提供保障。

【關(guān)鍵詞】高壓變頻器 鋼鐵廠 節(jié)能應(yīng)用

1 前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，但是能源危機(jī)問題越來越嚴(yán)重，使得人們對(duì)于能源的高效利用引起了很大的關(guān)注。在鋼鐵廠的生產(chǎn)中，電能的使用量是非常大的。通過利用高壓變頻器，實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠生產(chǎn)中的電氣節(jié)能問題。分析高壓變頻器在實(shí)踐運(yùn)用中的具體內(nèi)容，加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保的意識(shí)，使得高壓變頻器發(fā)揮最好的使用效果。

2 高壓變頻器的原理以及特點(diǎn)分析

2.1 高壓變頻器的原理分析

對(duì)于高壓變頻器的原理進(jìn)行分析后，主要的特點(diǎn)包括以下幾個(gè)部分：功率模塊、移向變壓器和控制器。這其中功率模塊的電路構(gòu)成中，整流側(cè)是三相的全橋結(jié)構(gòu)，開關(guān)的器件也都是二極管；逆變側(cè)為IGBT逆變橋，在輸出端可以輸出兩相的交流電。功率模塊的電路一般是移相變壓器供電的，一般情況下，移相的變壓器副邊繞組會(huì)被分成幾組，電壓等級(jí)不同，脈沖疊加的數(shù)量也不同，最后實(shí)現(xiàn)整流。變壓器的副邊繞組之間是獨(dú)立存在的，每個(gè)功率的單元主回路也是獨(dú)立的，這就和常規(guī)的低壓變頻器類似，都是在輸出側(cè)給電機(jī)進(jìn)行供電。

2.2 高壓變頻器的性能分析

2.2.1 完美的波形

高壓變頻器的輸出的諧波是和我國(guó)的國(guó)標(biāo)要求相符的，他對(duì)諧波進(jìn)行抑制的主要方式輸入變壓器進(jìn)行多重化的設(shè)計(jì)，進(jìn)而產(chǎn)生多脈沖整流，理論上來說，36脈沖整流，35次以及以下的諧波是可以自主抵消的。舉個(gè)例子，某個(gè)公司選用的變壓器二次繞組有18個(gè)，是采用三角形的聯(lián)結(jié)方式，獲得了6個(gè)不盡相同的相位組，電角度約差了10度，二極管的整流電路可以形成36脈沖，對(duì)當(dāng)中的諧波進(jìn)行測(cè)定，畸變率會(huì)比規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要小，如果過程中沒有用到濾波器，總諧波失真加噪聲為2%。

2.2.2 輸出功率因素較高

對(duì)變頻器的輸入功率有一定影響的是中間環(huán)節(jié)的直流，對(duì)于電壓的源型來講，中間的直流環(huán)節(jié)是一個(gè)較大的電流，電機(jī)中的無功電流就是由電容提供的，電網(wǎng)之間不會(huì)存在無功交換，較高的功率因素得以保證；而電流源型，其中的直流環(huán)節(jié)是大電感，電網(wǎng)和電機(jī)之間會(huì)交換無功功率，高功率的因數(shù)得不到保障，當(dāng)電機(jī)的負(fù)荷大大削弱時(shí)，功率因素也會(huì)隨之降低。高壓變頻器的中間環(huán)節(jié)，選用的是電壓源型的電容，所以輸入功率因數(shù)相對(duì)較高。

2.2.3 具有單元旁路的相關(guān)功能

在高壓的變頻器中，一旦有一個(gè)單元出現(xiàn)了故障，和其相對(duì)性的相就不會(huì)產(chǎn)生電壓的輸出，造成了電機(jī)的缺相工作，該情況是明確禁止的。因此要在高壓變頻器中間增加單元的旁路功能。工作的原理是，其中的一個(gè)單元出現(xiàn)故障之后，這個(gè)單元會(huì)通過對(duì)應(yīng)的旁路的接觸器成為旁路，不參與到工作中去，變頻器還能正常的工作，旁路的時(shí)間在250毫秒時(shí)，從物理的角度進(jìn)行分析，這個(gè)時(shí)間將故障單元旁路去掉是綽綽有余的。與此同時(shí)，高壓變頻器還采用了中心點(diǎn)的漂移技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了三相線的電壓平衡。

2.2.4 具有中性點(diǎn)的偏移功能

高壓的變頻器的單元旁路功能可以確保變頻器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但是如果故障的單元被旁路了，對(duì)應(yīng)的電壓的容量會(huì)大幅度的下降，變頻器可以實(shí)現(xiàn)的最大的速度也得到了相應(yīng)的下降。所以，在實(shí)際的工作中，要盡可能的控制電機(jī)的有效電壓，如果變頻器沒有出現(xiàn)單元故障，是可以提供給電機(jī)百分百的電壓的。

3 分析高壓變頻器節(jié)能作用的實(shí)際運(yùn)用

鋼鐵廠的生產(chǎn)過程中，被用來煉鋼的材料主要是一些廢鋼和一些鐵合金，因此，所產(chǎn)生的對(duì)空氣具有危害的物質(zhì)比較多，當(dāng)然也沒有辦法避免一些濃煙的產(chǎn)生。實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠生產(chǎn)的環(huán)保問題，進(jìn)行了煉鋼過程技術(shù)的提升，對(duì)電爐煉鋼系統(tǒng)進(jìn)行了改造，這樣可以有效的減少濃煙的產(chǎn)生，同時(shí)加強(qiáng)鋼材料的高效利用。利用電爐進(jìn)行煉鋼操作時(shí)，需要注意的是，不同時(shí)期的煉鋼工藝，產(chǎn)生的煙氣量和溫度也是居于差異的。在裝料的過程中，還會(huì)發(fā)生揚(yáng)塵的情況，因此，對(duì)于電爐煉鋼系統(tǒng)的要求也在不斷的提升。

高壓變頻器的使用，在鋼鐵廠的電爐除塵系統(tǒng)中具有非常好的發(fā)揮，能夠加強(qiáng)節(jié)能的應(yīng)用效果。電爐除塵系統(tǒng)的設(shè)置，主要采用的是型號(hào)為YKK800-8的除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)，設(shè)置了三種不同的額定功率，能夠高效的實(shí)現(xiàn)高壓變頻，這樣就可以智能的根據(jù)鋼鐵煉制的需要進(jìn)行合理的選擇頻率，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了頻率調(diào)節(jié)的方便。通過變頻器的作用，不但能夠避免資源的浪費(fèi)，還能夠?qū)崿F(xiàn)良好的除塵效果，避免熱量的大量揮發(fā)。

鋼鐵廠生產(chǎn)中運(yùn)用到的電爐除塵系統(tǒng)，自從經(jīng)過改造之后，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效果的提高。首先是，改造后的電爐除塵系統(tǒng)需要的電流量也相應(yīng)的減少了，工作的效率大大的得到提升。之前除塵需要耗費(fèi)一天的時(shí)間，自從改造之后，只需要半天的時(shí)間。使用電爐除塵系統(tǒng)在一天中產(chǎn)生的功耗，也實(shí)現(xiàn)了減少，從而實(shí)現(xiàn)了高壓變頻器在鋼鐵廠運(yùn)用中節(jié)能效果的提升，使得社會(huì)資源可持續(xù)性發(fā)展。

4 水泵電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)原理

利用具有固定轉(zhuǎn)速的電機(jī)來驅(qū)動(dòng)水泵，并利用控制閥來實(shí)現(xiàn)對(duì)管道流量變化的控制。這種控制方式在用水量大時(shí)，由于水泵會(huì)處到額定條件下運(yùn)行，其運(yùn)行效率則處到最高水平，而一旦用水量減少時(shí)，則會(huì)利用調(diào)節(jié)閥門來減小出水量，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制，但此時(shí)水泵運(yùn)行及出水量之間具有較大的壓差，水泵仍處到額定的功率下運(yùn)行，這樣勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致大量的能量隨著水流被帶走，所以利用閥門來對(duì)流量進(jìn)行控制，能量的損失十分大。

利用變頻調(diào)速來對(duì)水泵電機(jī)進(jìn)行控制則會(huì)達(dá)到有效的節(jié)能目的。因?yàn)榇藭r(shí)的水泵電機(jī)會(huì)處于一個(gè)可變速情況下，這時(shí)水泵的特性曲線則會(huì)與系統(tǒng)中任何流量條件下的需要相互匹配，這樣則會(huì)有效的避免能量的損失，實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果。利用變頻調(diào)速技術(shù)可以在壓力傳感性的幫助下將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后與壓力值在進(jìn)行比較和運(yùn)算，并將其運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號(hào)送至變頻器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵電機(jī)電源頻率的調(diào)整，對(duì)水泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。

5 結(jié)束語

總而言之，鋼鐵廠的節(jié)能工作需要持續(xù)的進(jìn)行下去，加強(qiáng)高壓變頻器在鋼鐵廠中的應(yīng)用，能夠使得鋼鐵廠生產(chǎn)的節(jié)能效果得到提高。因此，相關(guān)的鋼鐵廠工作人員需要加強(qiáng)高高壓變頻器的工作原理，以及高壓變頻器具有的工作優(yōu)點(diǎn)，加強(qiáng)高壓變頻器節(jié)能效果的體現(xiàn)，不僅為企業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)為社會(huì)資源的可持續(xù)性發(fā)展都提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]宋暉.高壓變頻器在鍋爐送.引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用[J].變頻技術(shù)應(yīng)用，2012（03）.

[2]徐甫榮.高壓變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

[3]王劍鋒.高壓變頻器在石化企業(yè)油泵上的應(yīng)用[J].今日科苑 ，2013.

[4]任艷艷.高壓變頻器在高爐除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用與實(shí)踐[J].中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng)，2013.

[5]包自力.大功率高壓變頻器在馬鋼的應(yīng)用[J].冶金動(dòng)力，Vol.01，2012.

[6]朱艷霞，龐明順[Z].華西冶金論壇，2014.

作者單位

河鋼集團(tuán)承鋼有限公司 河北省承德市067102