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汇川技术HD93高压变频器大功率同步电机的应用

浏览次数: 日期:2018-11-09

汇川技术HD93高压变频器大功率同步电机的应用
      

(苏州汇川技术有限公司  江苏,苏州 2150004)
                                    
   [ 关键词 ] 冶金;节能改造;高压大功率同步电机;烧结主抽风机;高压变频器
   
   众所周知,冶金行业是国民经济生产中的耗能大户和污染大户。在冶金行业生产过程中,风机和水泵的耗电量占到其生产成本的35%~45%。近几年,国家实行节能减排政策,针对冶金行业等耗能大户重点改造;通过几年的发展和总结,现国产高压变频器在风机水泵负载上的节能技术日趋成熟,节能减排效果明显 。
   在冶金行业有诸多设备具有变频应用前景和空间,但是其中广泛推广、被众多用户所接受的还主要集中在风机和循环水泵两类负载上。冶金行业典型应用负载有很多种,其中烧结主抽风机、高炉鼓风机及制氧压缩机的功率较大,其运行速度由不同工
   况而改变,节能改造效果明显。烧结主抽风机由于其工艺的节能空间大,很多EMC厂家对其改造很感兴趣。

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图1 同步电机及主抽风机

   
一 背景
1.1烧结工艺过程
   为了保证供给高炉的铁矿石中铁含量均匀,并且保证高炉的透气性,需要把选矿工艺产出的铁精矿制成10~25mm的块状原料铁矿粉。造块目前主要有两种方法:烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。目前以抽风工艺烧结为多,烧结机分为带式和环式。
   烧结工艺是指根据原料特性所选择的加工程序和烧结工艺制度,它对烧结生产的产量和质量有着直接而重要的影响。按照烧结过程的内在规律选择合适的工艺流程和操作制度,利用现代科学技术成果,强化烧结生产过程,能够获得先进的技术经济指标,保证实现高产、优质、低耗。本生产工艺流程有原料的接受,兑灰,拌合,筛分破碎及溶剂燃料的破碎筛分,配料,混料,点火,抽风烧结,抽风冷却,破碎筛分,除尘等环节组成。目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。
1.2节能改造
   河北龙凤山铸业烧结厂烧结为110m2的带式烧结,该线配置了1台上海某电机厂10kV/5600kW有刷同步电机,负载为烧结主抽风机(图2);另外2台10kV/710kW异步电机,负载为烧结环冷风机,一用一备。目前主抽风机启动运行方式为工频异步降压软运行,同步投励。
   该生产线的主抽风机为挡板调节, 烧结机料厚在700mm左右,根据料层的透气性,主抽风机风门开度在70%左右,维持负压在-16 kPa,以保证成品率为准。环冷风机以保证冷却效果为准。此方案主要对烧结主抽风机进行变频改造和分析。

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图2  主抽风机烟囱

二、改造方案
2.1  设备参数
电机额定电压10KV,额定功率5600KW,功率因素0.9,采用Y型接法。风机具体参数如下:

风机参数

 

厂家

 

陕西鼓风机(集团)有限公司

 

型号

 

L2N3448.06.92.DBL6T

 

进口流量

 

780000m3/h

 

进口压力

 

-16.5kPa

 

风门开度

 

70%(根据烧结料,在70左右调节)

 

入口压力

 

-16kPa(根据烧结料,会有变化)

 

2.2 技术方案
   根据现场负载情况,配置由汇川公司生产的高压变频器HD93-J100/7000-DN,该产品具有设计余量大、过载能力强,操作方便,质量可靠等优点。
    主回路:采用一拖一自动旁路方案,见图3。
    变频运行方式:1QF为用户侧高压开关柜,其中KM1、KM2为交流接触器、QF1
    为真空断路器,KM1 KM2 与QF1之间有电气互锁。自动旁路柜变频励磁柜与变频器配套提供,电机及用户侧高压断路器1QF保留甲方原有设备。
    工频运行时,KM1、KM2断开 将励磁刀闸切换到工频励磁系统;QF1闭合,水阻软起装置投入工频回路,同步电机的启动、运行、停机过程按照原有逻辑进行。
    变频运行时,QF1断开,变频励磁系统可以利用汇川技术专用同步励磁控制系统,KM1与KM2闭合,将励磁刀闸切换到变频励磁系统。变频器上电时,断路器1QF闭合,HD93高压变频器启动时,以电励磁同步机矢量控制方式拖动同步电机启动。
    变频停机时,从现场向变频器下达“停机”命令,变频器驱动同步电机减速至完全停机,然后停止输出电压电流。最后在现场分断断路器1QF,由其辅助触点通知励磁装置灭磁,灭磁完成后关闭励磁装置电源。遇到故障时,变频器在停止电压电流输出的同时,立即分断上级断路器1QF,由变频器主控通知励磁装置灭磁,然后投到工频运行。

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 图3  主回路方案
   

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