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除尘风机变频器经济运行的控制分析

2017-09-24张强

科学与财富 2017年23期
关键词:变频调速节能降耗

张强

摘要:介绍了除尘风机变频器调速节能的原理,及通过对除尘风机的调频调速与高炉现场实际出铁情况进行实时配合的节能降耗分析,并对高炉炉前除尘器系统进行经济运行效果分析,不仅能节能降耗,同时可以改善除尘设备的运行状况,提高除尘效率。

关键词:变频调速;除尘风机;节能降耗

1、前言

柳州钢铁集团有限公司炼铁厂高炉炉前除尘风机系统已基本使用变频器调节控制除尘风量。为了更好的适应炉前除尘现场的工艺要求,通过对除尘风机的变频调速与高炉现场实际出铁情况进行实时配合,从而调节除尘高压电机转速来降低除尘风机的输出功率。根据炉前出铁情况控制高炉炉前除尘阀门的使用情况,使现场除尘风量与风机耗电量达到最优控制。做到既满足了炉前现场的除尘要求,也达到了除尘风机节能降耗的效果。从而使除尘高压电机达到节能降耗的作用和改善除尘风机系统运行状况。

2、变频器调速节能的原理

变频调速是通过改变输入到交流电机的电源频率,从而达到调节交流电动机转速的目的。

2.1、调频节能原理

为了保证生产经营活动的可靠性,各类生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,从而造成了电能的浪费。而根据交流异步电动机的转速公式n=60f/P(1-S),频率f与转速n成正比,即改变频率可改变电机转速。转速n可成比例的下降,而此时输出功率P成立方关系下降。即除尘风机电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。

2.2、提高功率因数节能原理

電动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。对电网而言,阻抗特性呈感性,电机在运行时吸收大量的无功功率,造成功率因数很低。无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低。

采用变频节能调速器后,由于其性能已变为:AC-DC-AC,在整流滤波后,负载特性发生了变化。变频调速器对电网的阻抗特性呈阻性,功率因数很高,但电机的运行状态并没有改变,电机消耗的有功功率和无功功率也没有改变。变频器中的滤波电容与电机进行无功能量交换,因此变频器实际输入电流减小,从而减小了电网与变频器之间的线损和供电变压器的铜耗减少了无功损耗。

3、根据高炉现场实际情况进行除尘风量配合的节能降耗分析

3#高炉除尘高压电机功率为2240KW(额定电流为158.3A),通过试验,使现场除尘风量与风机耗电量达到最优控制,决定根据出铁时现场实际情况采用大风量除尘运行为48HZ(电流约为80A),不出铁时或不需大除尘风量时使用经济运行为43HZ(电流约为55A)。

而4#高炉除尘高压电机功率为2240KW(额定电流为158A)。为了使现场除尘风量与风机耗电量达到最优控制,做到既满足了炉前现场的除尘要求,又能够达到降低耗电量的目的。通过试验,决定根据出铁时现场实际情况采用大风量除尘运行为46HZ(电流约为70A),不出铁时或不需要大除尘风量时使用经济运行为43HZ(电流约为55A)。

4、效果分析

从2016年10月份开始,炼铁全厂各高炉分别进行了炉前除尘优化操作测试,包括1#A罐位除尘(大风量运行模式为46HZ,经济运行模式为35HZ)、1#B罐位除尘(大风量运行模式为40HZ,经济运行模式为35HZ)、2#炉前除尘(大风量运行模式为41HZ,经济运行模式为38HZ)、3#炉前除尘(大风量运行模式为48HZ,经济运行模式为43HZ)、4#炉前除尘(大风量运行模式为46HZ,经济运行模式为43HZ)、5#炉前除尘(大风量运行模式为46HZ,经济运行模式为44HZ)、6#铁口除尘(大风量运行模式为42HZ,经济运行模式为38HZ)共7台安装有变频器的除尘风机系统,具体电耗分析如表1,由表可知各高炉进行炉前除尘优化操作后,已明显达到了降本增效的目的。

其中年电耗用随机分布来计算,发现3#高炉除尘系统每年可节约:2240KW×360d×12h×55A/158.3A=3362122 kW﹒h。数据证明:炉前除尘优化操作具备年节电费超¥1000万元的能力(按EMC电费结算单价0.5657元/ kWh计 ),达到了除尘风机节能降耗的效果。同时也可以减少除尘风机系统的运行损耗,从而使除尘高压电机达到节能降耗的作用和改善除尘风机系统运行状况。

5、结束语

通过对除尘风机的调速与高炉现场实际出铁情况进行实时配合的节能降耗分析的实验,发现变频器的经济使用确实能够得到节能降耗的效果,同时能够改善除尘设备的运行状况,提高除尘效率。切实做到现场除尘风量与风机耗电量达到最优控制。且除尘风机降频运行时,电网所运用的电流也得到大幅度下降,使电气设备的使用更加安全,同时也因为频率降低后,电机的转速也随之降低,对机械的磨损也就减少了,也使发生故障的概率大大降低。

参考文献:

[1]李启晔.变频调速技术的节能分析[J].内蒙古煤炭经济,2009(6).

[2]李志刚,李郭民.高压变频调速在火电厂的应用[J].电力学报,2003(3)

[3]徐甫荣.高压变频调速技术应用时间[M].北京:中国电力出版社,2007.endprint

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