淺談GH180高壓變頻在主抽風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

楊志剛

（首鋼長治鋼鐵有限公司，山西 長治 046000）

首鋼長鋼鋼鐵有限公司4＃、5＃燒結(jié)工程分別于2004年和2009年建成投運(yùn)。隨著環(huán)保要求的提升，目前煙氣排放達(dá)不到環(huán)保要求。為盡快提升脫硫系統(tǒng)運(yùn)行效果，保證煙氣排放達(dá)到環(huán)保要求，需要對(duì)4＃、5＃燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)是燒結(jié)生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，其風(fēng)量、風(fēng)壓的變化將直接影響到燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量，而其電能合理控制燒結(jié)主消耗約占整個(gè)燒結(jié)廠的一半左右。所以，抽風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)提高燒結(jié)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能降耗，具有十分重要的意義。而主抽風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速控制來調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)壓的方法，其效率最高。尤其對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)來說，目前國際公認(rèn)交流變頻調(diào)速是性能最佳的調(diào)速方式，它的特點(diǎn)是效率高、調(diào)節(jié)精度高、節(jié)省能源。變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一種頻率的電能控制裝置。變頻器主要用于交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，是國際公認(rèn)的交流電動(dòng)機(jī)最理想、最有前途的調(diào)速方案。燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)變頻器改造項(xiàng)目對(duì)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速，既能夠達(dá)到節(jié)能的效果，而且也能夠增加系統(tǒng)的可控性，提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。

1 項(xiàng)目改造方案

根據(jù)現(xiàn)場情況，4＃、5＃燒結(jié)機(jī)的1＃和2＃主抽風(fēng)機(jī)均為10KV4000KW 同步電機(jī)，變頻改造方案的概述如下：

分別對(duì)4＃、5＃燒結(jié)機(jī)1＃和2＃主抽風(fēng)機(jī)的4臺(tái)高壓同步電機(jī)采用西門子GH180系列高壓變頻器來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來代替調(diào)節(jié)風(fēng)門的方式來控制大煙道內(nèi)流量和壓力。

為每臺(tái)高壓同步電機(jī)新配置1套直流勵(lì)磁機(jī)構(gòu)，其作為同步電機(jī)在高壓變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)專用的勵(lì)磁裝置，替換原勵(lì)磁裝置。每臺(tái)高壓同步電機(jī)新配置1臺(tái)高壓切換柜，作為變頻器的進(jìn)線開關(guān)和出線開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)變頻器和原一次系統(tǒng)的獨(dú)立性，原系統(tǒng)作為變頻器的旁路，提高系統(tǒng)可靠性和可維護(hù)性。為燒結(jié)機(jī)配置2套低壓配電柜，以對(duì)上述新增及改造的部分設(shè)備供電，如新增的勵(lì)磁裝置、新增的開關(guān)柜和配套的監(jiān)控系統(tǒng)等。

由于原液體軟啟動(dòng)裝置是連接在高壓同步電機(jī)的定子線圈的星點(diǎn)側(cè)，結(jié)合變頻器的運(yùn)行方式，對(duì)其不用大的改造。僅僅需要在選擇變頻運(yùn)行時(shí)，將星點(diǎn)短接即可。其可以受控于配套的控制系統(tǒng)。

對(duì)原有控制系統(tǒng)進(jìn)行改造并配置新的配套的控制系統(tǒng)來配合變頻器的使用，如對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程監(jiān)控、勵(lì)磁的監(jiān)控等，使變頻器與原控制系統(tǒng)相結(jié)合，以滿足系統(tǒng)整體運(yùn)行的要求。新配置的監(jiān)控系統(tǒng)采集原控制系統(tǒng)的相關(guān)信號(hào)，并采集新增設(shè)備的信號(hào)形成獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)變頻運(yùn)行時(shí)的所有狀態(tài)監(jiān)控。

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場的了解，并結(jié)合變頻器的運(yùn)行方式，本方案對(duì)每臺(tái)燒結(jié)機(jī)的2臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)的主回路進(jìn)行改造，增加一套獨(dú)立于原控制系統(tǒng)的配套的監(jiān)控系統(tǒng)來監(jiān)控變頻器的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和數(shù)據(jù)的采集。包括輸入輸出接線柜、輸入輸出開關(guān)柜，以及現(xiàn)場控制箱、中心控制箱、低壓配電柜、勵(lì)磁裝置等。

將現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)脫硫框架一層最北側(cè)用磚墻圍護(hù)改造成高壓變頻器室，新增風(fēng)機(jī)高壓變頻控制柜、旁路切換柜、現(xiàn)場控制箱和配套低壓柜放于本室，勵(lì)磁柜放于原操作室內(nèi)。變頻控制柜和旁路切換柜電源引自原風(fēng)機(jī)房高壓配電室風(fēng)機(jī)控制柜，勵(lì)磁柜電源引自原低壓配電柜中的開關(guān)。

高壓變頻器選用西門子GH180變頻器；高壓切換柜采用KYN-10型交流金屬封閉開關(guān)柜；勵(lì)磁柜采用西門子6RA80系列；低壓開關(guān)柜采用GGD2型固定式開關(guān)柜。其余低壓元器件均采用國產(chǎn)知名品牌產(chǎn)品。

2 項(xiàng)目實(shí)施過程

下發(fā)立項(xiàng)通知后，設(shè)備材料由甲方按照相關(guān)流程進(jìn)行訂貨、生產(chǎn)。共發(fā)生費(fèi)用716萬元。由于該項(xiàng)目與生產(chǎn)交叉和對(duì)接，土建施工及安裝、調(diào)試由熟悉現(xiàn)場情況的長鋼工建公司承擔(dān)，費(fèi)用約80萬元，最終以實(shí)結(jié)算。

本工程的主要設(shè)備高壓變頻器由西門子制造供貨，負(fù)責(zé)施工安裝的單位精心組織策劃進(jìn)行安裝施工的過程質(zhì)量控制。工程管理部門為施工創(chuàng)造良好的現(xiàn)場條件，督促作業(yè)班組按施工圖設(shè)計(jì)組織施工和操作。技術(shù)管理部門組織進(jìn)行施工技術(shù)交底，要求作業(yè)人員掌握工藝流程，作業(yè)程序，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求。質(zhì)量管理部門全過程跟蹤檢查，按規(guī)定進(jìn)行材料復(fù)查和工序質(zhì)量抽檢。施工過程中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，組織質(zhì)量、技術(shù)，工程管理部門調(diào)查分析，提出糾正和預(yù)防措施。質(zhì)量管理部門跟蹤并監(jiān)督糾正措施的執(zhí)行。

該項(xiàng)目按照設(shè)計(jì)圖紙要求全部完工，項(xiàng)目投運(yùn)后效益可觀，滿足了工藝和環(huán)保要求。項(xiàng)目管理單位組織業(yè)主單位及各職能部門對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了竣工驗(yàn)收，各驗(yàn)收單位針對(duì)建設(shè)情況較為滿意，一致通過項(xiàng)目驗(yàn)收。

3 結(jié)語

該項(xiàng)目具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，崗位人員操作方便高效。項(xiàng)目投運(yùn)至今，節(jié)電率達(dá)20%以上，未發(fā)生工程質(zhì)量問題，運(yùn)行效果較好，是一項(xiàng)決策正確、建設(shè)優(yōu)良的投資項(xiàng)目。實(shí)際投資820多萬元，比立項(xiàng)金額節(jié)約280萬元。

10個(gè)月收回投資。長治市長鋼工程建設(shè)有限公司既是原有系統(tǒng)的檢修單位，也是項(xiàng)目對(duì)接的施工單位，從停產(chǎn)檢修到對(duì)接完成，更有利于項(xiàng)目的實(shí)施和配合，建議以后類似項(xiàng)目還采用這種方式實(shí)施。既鍛煉提升了自己隊(duì)伍的能力，也保質(zhì)保量順利完成了工程項(xiàng)目。建議對(duì)燒結(jié)成品除塵風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)機(jī)等有節(jié)能空間的電機(jī)進(jìn)行變頻改造。