烧结系统主抽风机的变频生产与节能应用

【 关键词】 冷 却风机； 电 动机； 高 压变 频器； 节能 改造 【 Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ］ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｎ ； ｍ ｏ ｔ ｏ ｒ ； ｈ ｉ ｇ ｈ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ； ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ
（ Ｌ ｉ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｉ ｒ ｏ ｎａ ｎ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ Ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙＳ ｈ ａ ｒ ｅ ｓ Ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｌ ｎｔ ａ ， Ｌ ｉ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ ４ ５ ０ ０ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅｔ ｒ ｎｓ ａ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｉｏ ｔ ｎｏ ｆ ｔ ｈ ｅｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎｇｆ ｎ． ａ Ｔ ｈｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｈ ｅａ ｔ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙｓ ａ ｖｉ ｎ ｇｔ ｒ ｎｓ ａ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｉｏ ｔ ｎｏ ｆ ｈｅ５ ｔ ０ ０ ｋ Ｗ／ ６ ｋ Ｖｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇｆ ａ ｎ ， ｎ ｄｏ ａ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ ｈｅ ｔ ｇ ｏ ｏ ｄｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｅ ｆｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｄｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｓ ｇ ａ ｖ ｉ ｎ ｇｅ ｆｅ ｃ ｔ ．

３．２．３同步电动机灭磁
同步电机正常停机时，通过变频器下达停机指令，驱动电 机减速至停机转速，然后停止向电机输出电压。同步电机在 此转速下进入无驱动滑行，在此过程中，高压变频器输出侧的 耐受电压可以承受电机定子侧感应的电压，不需要即时灭磁。 在现场断路器开关断开后，再通知励磁装置进行灭磁。 运行过程中突发故障时，变频器停止向电机的电枢绕组 供电，但其励磁电流仍然存在。而高速旋转中的电机则持续地 向其定子侧发出较高的电压，可能造成设备损坏。因此在遇 到突发故障停机时，必须使变频器具有向励磁装置下达灭磁 的功能。但同步电机的定子侧电压衰减一般需要数秒，因此 驱动同步电机的变频器输出端必须具有承受短时过电压的能 力。 ４节电潜力分析与计算 ４．１节能潜力分析 目前长钢烧结主抽工艺属于模糊控制，主要靠经验控制 电机电流来满足工艺需求风量。现场查看时风机全速运行， 流量通过进风口风门调节控制，风口开度为８０－－９０％，电机实 际电流在２１０Ａ左右。经过测试而风门开度在７０％时，电机实 际电流接近２２０Ａ，这意味着工艺实际需求流量大约为额定的 ７０％以下，大量的能量损耗在风门处，所以具有节能空间。并 且现场已有液力耦合器调节，将液耦拆除，可以提高设备的整 体使用效率。
方式提高整流设备的脉波数，减小网侧高次谐波，降低ｄｖ／ｄｔ、
脉动转矩和ｄｉ／ｄｔ。
１４２
磁极在定子磁场的吸引下逐渐加速至期望转速，同步电机起
动过程完成。
一科教导刊ｒ电子版Ｊ・２０１３年第九期ｆ．中．Ｊ一
万方数据
机｝械｜工Ｉ程
即：Ｐ聃簟≈＝４００００×８００／护３２００ＫＷ。 电机效率９０％；变频器的效率９８％；由于内外压差的关 系，说明实际需求风量大约为８５％左右，考虑到变频调速后， 风机效率会略微下降，设定为正常效率的８０％。我们根据离 心风机自身特点，在一定调速范围内，风机轴功率与转速之间 呈三次方的关系，可以得到采用变频器后，

烧结系统主抽风机整体节能设计作者：毛坤来源：《科技与创新》2016年第17期文章编号：2095-6835（2016）17-0127-02摘要：某钢铁厂90 m2烧结系统节能设计实现了烧结主抽风机高压变频控制，降低了烧结主抽风机电能消耗，进而降低了一次能源成本。

关键词：主抽风机；电能；烧结系统；钢铁行业中图分类号：TF341 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.17.127目前，钢铁行业产能过剩、耗能巨大、污染严重，导致企业效益大幅度下降。

如何在严峻的形势下生存和发展，解决成本控制、资源利用的问题以及降低一次能源消耗、节能改造至关重要。

烧结系统作为钢铁企业重要的工艺过程，耗电占企业耗电10%以上。

烧结主抽风机是协调整个烧结系统的重要组成设备，电能消耗占烧结系统50%左右，对其进行控制优化的意义重大。

本文根据某钢铁厂90 m2烧结系统为例，以主抽风机高压变频改造为基础，结合整体烧结系统改造提供了设计节能方案。

1 烧结主抽风机的配置与运行1.1 烧结主抽风机设备的配置某钢铁厂配备一套90 m2烧结系统，其中，主抽风机为离心式鼓风机，额定进口流量为9 500 m3/min，进口压力为85.48 kPa，进口温度为150 ℃；电动机为同步电动机，额定电压为10 kV，额定电流为238 A，额定功率为3 600 kW，额定转速为1 500 r/min。

1.2 烧结主抽风机的运行现状该钢铁厂烧结系统中控室根据烧结系统第13号风箱位置温度判断烧结效果，以确定烧结风量是否满足要求，再由主抽风机控制室对实际风门开度进行调节，在满足烧结风量需求范围的基础上，根据进口风温和除尘器进口负压对风机阀门进行微调。

人工风门调控方式为损耗调控，但这会增加管网损耗、降低系统效率。

电动机始终运行于额定转速，大量的电能被损耗浪费。

在系统的长期运行中，烧结料布料不规范，未及时了解烧结料透气性而改变料层厚度，进而影响了主抽风机抽风效果。

1 烧结及主抽设备简介烧结是冶金企业前道工序的一个重要环节，烧结系统最核心、最大的耗能设备是主抽风机，消耗电能约占烧结厂的60%，同步电机拖动是大部分现有烧结主抽风机所采用的拖动方式。

烧结生产过程将各种粉状含铁原料配入适量燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上烧结成块，生产中广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。

主抽风机的作用是通过烟道进行抽风，使烧结混合料自上而下充分燃烧，达到烧结目的，并将烧结过程产生的废气脱硫后由烟囱排出，2*180㎡烧结主抽风机系统结构示意图如图1所示。

图1 烧结主抽风机系统2*180㎡烧结机于2011年12月份全面投产，改造前其主抽风系统风机电机为水电阻降压启动，工频方式运行，通过调节风门控制流量，此方式存在诸多弊端：（1）因每启动一次风机，水电阻的水温将会快速升高，导致阻值降低，如生产出现异常，系统无法实现多频次启动，直接制约生产。

（2）通过入口风门调节风量，把风量消耗在挡板上，造成能量损耗。

（3）风门挡板调节风量造成风门挡板前后压差大，风门前的管道和风门挡板易磨损。

（4）电机全速运行，导致振动大、噪声大、损耗大，轴承磨损严重；风门挡板采用执行电动机构驱动，需定期校验风门开度，使用不便维护量大。

通过调研及分析，我们针对2*180㎡烧结实际情况，选用了安川超节能高压FSDriv-MV1000型变频器，每台电机各配套一台7600KVA变频，10kV输入/10kV输出的驱动方案。

因钢铁企业环境限制，不能采用常规的通风冷却，故采用水冷空调强制散热冷却方式，使得室内外无空气交换，以保证室内空气清洁无过多金属粉尘，确保变频器运行可靠。

2 节能分析实际工频运行时电机消耗功率约为：P1=6246KW（长期运行过程中统计的平均值）预测变频改造后电机的消耗功率:根据风机的运行工艺特点，预测在变频改造后，根据变频状态消耗电能的计算式“P2=（Q实/Q定）³*P/η变频η电机”得出平均每小时消耗功率约为：P2=0.89^3×6300/0.96/0.9= 5140KWergy of the sintering plant. More than 60%. The use of high-voltage inverters can solve this problem to a large extent. After the frequency conversion transformation, the system operation tends to be safe and stable, and the energy-saving effecat significantly exceeds expectations.Keywords: main exhaust fan; high voltage frequency converter; energy saving真空断路器VCB12、14、16合闸，1#变频器经VCB3合闸后受电，拖动1#电机正常运行。

． ．
ｔ平甲 ｐ 一
＝ Ｉ
节将改变风机效率 ， 棚偏离额定点越远 ， 风 效率越低。 ２ 变 频调 速 系统 组成 和 特点 （） １ 变频调速系统组成 。变频调速系统采用 的
Ｉ＝
是水冷式 ３ 脉 冲完美无谐波罗宾康高压变速调速 Ｏ
器 。变频 调速 系统 由 １ 个进 线柜 、 个预 充 电及变 压 １
从流体力学 的原理得知 ，叶片式风机轴功率 Ｐ 与风量 ９的关 系为 ：
Ｐ一 ３ １ Ｑ
ｌ
一
同步电机拖动的主抽风机 ，采用罗宾康的高压变频
器 对风 机进 行调 速 。２台主抽 风机 分别 对应 ２套变
频器及配套附属设备 。在正常生产时 ， 闸门 １０ 全 ０％ 部打开固定不动， 通过变频器调节主抽风机 的转速 ，
来 达到满 足生 产工艺 所需要 的风量 、 风压 。 通过 变频 调 速来 调 节 风量 而 不是 通 过调 节 风 门来调 节 风 量 ， 不 但可 以使风量 可 以精确调 节 ，而且 可 以达 到节能 减 排 的 目的 。主抽 风机系统 结构示 意 图见 图 １ 。
．
当电动 机的转速 由 ／ 变化到 ｎ ， ， （ ７ ， 。 ａ时 Ｑ Ｈ 风
知， 当所需 风量从 Ｑ 减小 到 Ｑ 时 ， ： 如果 采用 调节 风
ｆ Ｙ 闸 号抽 门１ 风机 主
＿
Ｉ
ｌＩ ／ Ｊ
门的办法 ， 管网阻力将会增加 ， 管网特性 曲线上移 ，
系统 的运行 工况 点从 Ａ点变 到新 的运行工 况点 Ｂ点
图 １ 主抽风机 系统结构 示意 图
关 键 词 ： 风机 抽 中 图分 类 号 ：Ｍ ９ １ １ Ｔ ２． ５
烧结矿的生产就是将含铁原料、 燃料、 溶剂等按比 例混和在一起 ， 加适量的水润湿后铺在烧结设备上， 从 上向下点火进行烧结 。烧结主抽烟风机的主要作 用是 通过烟道进行抽风 ， 产生负压， 使烧结机混合料中的固 体燃料 自上而下充分燃烧 ，达到烧 结的 目的并将烧 结 过程中产生的各种气体通过烟道、 电除尘器、 消音器等 由烟 囱排 出。烧结时 的风量必须控制准确 ， 否则 ， 烧结 矿就会因燃烧不充分而影响质量， 甚至报废。 山西 太 钢 不 锈 钢股 份 有 限公 司 （ 以下 简称 太

２ 存 在 的 问题 新 ３号烧结 机于 ２０１２年 ８月 ３０日建成 投产 ，
主 要设 备 参数 见 表 １。其 主抽 风 系统 采 用 ２台 ５６００ｋＷ、１０ｋＶ高压电动机拖动 ２台ＳＪ１４３００—０．８９
／０．７２型主抽风机。该风机为西安 陕鼓动力股份有 限公司生产 ，主要参数见表 ２。
第 ３６卷 ２０１８年第 ５期（总第 １９７期）
原烟 囱
图 １ 新 ３号烧结机基本工艺布局
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｓｉｎｔｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ，ｍａｉｎ ｅｘｈａｕｓｔ ｆａｎ，ｈｉｇｈ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ，ｒｏｔｏｒ
１ 引言 为解决老烧结系统 ＳＯ：和粉尘超标排放污染环
境问题 ，为满足 ６００万 ｔ／ａ生铁产能的需要 ，为提高 烧结矿质量和烧结机整体装备水平 ，为提升可持续 发展能力 ，２０１２年攀钢钒联合 中冶长天国际工程有 限责任 公 司关 停拆 除 了原 ３，４，５号 ３台 １３０ｍ 烧 结 机 ，在原 地 改建 了 １台 ２６０ｍ 烧 结机 （简称 新 ３号 烧 结机）。新 ３号烧结机在烧结工艺 、节能减排 、设备 选择 、自动控制等方面广泛应用新技术 、新设备 ，使 得其工艺 、技术 、装备和 自动化水平达到了当前 国内 外领 先水 平 。但在 投产 使用 过程 中，也 暴露 出 主抽 风机运 行不稳 、电耗指标高 的问题 。
【关键词】 绕结机 主抽风机 高效节能 转子
Ｈ ｉｇｈ Ｅｆ ｉ ｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ Ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｎ Ｍ ａｉｎ Ｅｘｈａｕｓｔ Ｆａｎ ｏｆ Ｓｉｎｔｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ
ＴＡＮＧ Ｗｅｉ，ＺＨＯＵ Ｚｈａｎｇ－ｊｉｎ，ＦＥＮＧ Ｍａｏ－ｒｏｎｇ，ＦＥＮＧ Ｗｅｉ （ＩｒｏｎｍａｋｉｎｇＰｌａｎｔ ｏｆＰａｎｚｈｉｈｕａ Ｓｔｅｅｌａ ｎｄ Ｖａｎａｄｉｕｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｐａｎｚｂｉｈｕａ ６１７０２２）

确控制并不断调整主抽风机风量及负压等参数在合适的 状态下运行，是决定烧结矿产量和质量最主要的生产保障 措施之一。
常规的做法是通过改变主抽风机的风门开度来调节 风量的大小，以满足生产需要。这种调节方式简单易行， 成熟可靠，投资小，但它是以增加管网损耗，降低系统效率 为代价。且由于通过风门调节风量时，电机仍以额定转速 运行，造成很大的电能浪费。据了解，国内大多数烧结主 抽风机的选型都普遍偏大，这是因为在烧结主抽风机的选 型设计中很难准确地计算出风道系统的管网阻力，同时也 考虑到烧结工艺在长期生产过程中可能出现的各种不利 因素，如： 烧结机系统的漏风现象、烧结机设备的磨损率等 等。设计选型时通常按系统最不利条件下的最大风量和 风压裕度作 为 选 择 风 机 的 依 据，并 由 此 来 确 定 风 机 的 型
ABSTＲACT Based on the operation condition of the main sintering exhausters，this article has analyzed the energy-saving principles of frequency conversion control applied on main sintering exhauster，meanwhile listed several successful domestic energy-saving application cases of different sizes such as a 400m2 sinter，a 500m2 sinter and a 660m2 main sintering exhauster on which frequency conversion control was applied，and thus demonstrated the energysaving effects． The results indicate that by the frequency conversion controlon the main sintering exhauster，the goal to decrease energy cost and production cost can be reached． This will be the trend for major sinter projects in the future．

Key words main sintering ex hauster ;frequency control;energy saving
1 概 述
烧结主抽风机的电能消耗约占整个烧结厂 电能消耗的一半左右 , 目前烧结主抽风 机最常 用的风量调 节方式 是通过 调节 风门 开度来 调 节 , 以满足生产要求 。 这种调节方式简单易行 , 成熟可靠 , 但它是以增加管网损耗 , 耗费大量能 源为代价的 , 是一 种浪费能源的高能耗 低效率 风量调节方式 。 如果使用变频器对风机进行变 速调节来控制烧结风量 , 就可以将风门 尽可能 地打开 , 从而节约电能 , 降低生产成本 。
由以上 分析可知 , 通过改变风 机的电机转 速来改变风 量的调 节方式 是提 高风 机运行 效 率,降低风机耗电量的有效途径 , 并且转差越 大 , 节能越显著 。
3 应用案例及分析
3.1 案例 1 山西太钢不锈钢 股份有限公司(以 下简称
太钢)于 2010 年 4 月投产 1 台 660 m2 烧结机 (台车底宽 5.0 m , 上口宽 5.5 m , 机长 120 m), 烧结 机利 用系 数 1.3 t/(m2 ·h)(设 备 能力 按 1.45 t/(m2·h)配套), 年产烧结矿 699 万 t , 主机 年工作 339.5 天(工作小时数 8 148 h , 即台时产 量 858 t/ h)。 主抽风系统选用 SJ30000 烧结主 抽风 机 2 台 , 风 量 30 000 m3/ min , 进 口 负 压 17 500 Pa 。 每台主抽风机均由一台同步电动机 拖动 , 主抽风机电动机为 10 kV 、10 760 kW 同 步电动机 , 额定电流 634 A 。采用了两台西门子 罗宾康 -IGBT 型 11 000 kVA 变频装置 。太钢 660 m2 烧结机主抽工频运行与主抽变频运行时 的参数如表 1 所示 。

山东 新风 光 电子科 技发 展有 限公 司 张 文 勇 张 明辉
Ｚｈ ａｎ ｇ Ｗｅ ｎ ｙ ｏ ｎｇ Ｚｈ ａ ｎ ｇ Ｍｉ ｎ ｇｈ ｕ ｉ
山 东齐发 药 业有 限公 司 田新峰
Ｔｉ ａ ｎ Ｘｉ ｎ ｆ ｅ ｎ ｇ
包钢 集 团固 阳矿 山公 司 马 健凯
Ｍａ Ｊ ｉ ａ ｎ ｋ ａ ｉ
烧 结 的生 产 过 程 是 将含 有铁 原 料 、燃料 、溶剂等按适当的 比例加水
风 量 及 负 压 等 参 数 ，使 其 在 合 适 的状
态 下运行 ，是决定烧结矿 产量和 质量
最 主 要 的 生 产 保 障措 施 之 一 。
Ｔ Ｈ Ｅ ＷＯＲ Ｌ Ｄ Ｏ Ｆ Ｉ Ｎ ＶＥ Ｒ Ｔ Ｅ Ｒ Ｓ ７ ９
摘 要 本 文介绍 了风光 高压 变频 器在 包钢 集 团固阳 矿 山公 司球 团烧结 主抽 风机 中的 应用 情况 。 现场 运 行情 况 表 明 。采用 高压 变频 器 对球 团厂烧 结 主抽 风机 进 行调 速节 能 改造 ，节 能 效果 是
明显 的 。
关键 词 ：高压 变频 器 ；球 团 ；烧结 主抽 风机 ；节 能
电能浪费。据 了解 ，国内大 多数烧结 主抽风机 的选型都 普遍偏 大 ，这是 因 为在 烧结 主 抽风 机 的选 型设 计 中很 难 准 确地 计 算 出风道 系统 的管 网 阻 力 ，同时也考虑到烧结工 艺在长期生 产 过程 中可能 出现 的各种 不利 因素 ，
２ 烧结 主抽风机的运行工况
ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇｈ — ｖ ｏｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅｒ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｅ ｘ ｈ ａ ｕ ｓ ｔ ｆ ａ ｎ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｅ ｄ ｐ ｅ ｌ ｌ ｅ ｔ ｐｌ ａ ｎ ｔ ｏｒ ｆ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｅｎ ｅｒ ｇ ｙ － ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ， ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ － ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｓ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ． Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： Ｈｉ ｇｈ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｔ ｒ ｅ ｒ ； Ｐｅ ｌ ｌ ｅ ｔ ｓ ； Ｓｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｉ ｎ ｅ ｘ ｈ ａ ｕ ｓ ｔ ｆ ａｎ ； Ｅｎ ｅｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ

几台高压柜将2台变频器系统做成冗余启动配置当任1台变频器出现故障时另1台变频器将自己所带风机拖至工频运行然后该变频器从原来的母线上切除与故障变频器所在的母线联络启动故障变频器所带的风机并拖至工频运行这样就能保证任何状态下2台风机都在各自的母线下启动运行既保证高压供电安全又保证1台变频器故障时烧结机能正常生产
第３４卷第１期 ２０１２年２月
Ａｚ、∥Ｌ翻Ｌ么ｔ．ａａ么１莎Ｌ翻ｂ
山
东
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金
Ｖ０１．３４ Ｎｏ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１２
Ｓｈａｎｄｏｎｇ
Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ
《生产技术５ 叱ｔ，ｔ，ｔ７ｔ，ｔ，匕７匕 Nhomakorabea‘ｌ；刈
高压变频技术在烧结主抽风机上的应用
杨河清，叶正文
（济南钢铁股份有限公司炼铁厂，山东济南２５０１０１）
８。２０
法严格按工艺要求砌筑，同时耐火砖存在正负公
差，在保证尺寸前提下，无法保证灰缝在１～３ ｍｍ范 围内。砌筑时曾发现，灰缝最大为７ ｍｍ。上述原因 是牛腿开裂并导致环形风道倒塌的又一原因。 ２．３生产操作存在问题 安钢焦化厂１４０
ｔ／ｈ
体量的分配应根据干熄炉各段间温度范围进行合
理分配调节，尽量避免由于循环气体受到炉内焦炭 质量的变化而产生温度的变化，特别要注意斜道牛 腿及环形风道部位温度剧烈波动。如果控制不好，
１
前言
主抽风机是烧结生产的主要设备之一，其风
几台高压柜，将２台变频器系统做成冗余启动配置，
当任１台变频器出现故障时，另１台变频器将自己 所带风机拖至工频运行，然后该变频器从原来的母
压、风量的变化，直接关系到烧结矿的产质量，而其 电耗一般又占整个生产线的一半左右。在烧结生 产过程中通常采用改变主抽风机的风门开度的方 式来调节风箱负压的大小。由于国内此类风机的

所 规 模 大 、 流 吞 吐 量 大 等特 点 著称 ， 建 三 方面 ， 给 使 用 者 带来 了极 大 的 好 处 ， 物 福 也 使之 度 仍 较 高 ， 以 在 烧 结 环 冷 机 上 布 置 有 数 钢 烧结 机 主 抽风 机功 率 较 大 ， 达到２ ０ ｋ ， 成 为 企业 电 机 节 能 方 式 的 首 选 。 ５０ ｗ 台冷 却 风 罩 ， 罩 内 通 过 风 机 使 料矿 冷 却 。 风 风 量 调 节如 果 采 用入 口挡板 调 节 方式 ， 仅仅 率 并 没 有 改 变 ， 流 损 失相 当大 ， 节 电能 浪 费
从 零 到 额 定 值 平 滑 过 渡 、 冲 击 ） 软 制 无 和 动 。２ 可 实 现 线 性 调 速 ， 统 调 频 范 围０～ （） 系
２余热风机运行工艺及变频 系统方案
烧 结 机 生 产 时 ， 烧 结 矿 从 烧 结 机 尾 热
善 ， 易 于 实 现 自动 化 控 制 等特 点 ， 及 得到 了
是 改 变 了通 道 的流 通 阻 力 ， 动源 的输 出功 定 采 用 北 京 利 德 华 福 电 气技 术有 限 公 司生 热 风 机 将 热 量 回收 加 以 利 用 。 驱 在 余 热 风 机 上 实施 应 用 。 （ ） 机 拖 动 风 机 可 实 现 软 起 动 （ 动 电流 １电 起
Ｉ２ —ｉ 。 ． 。 ｊ圃 。 ｛ ｌ 。 。 。 ．
工 业 技 术
高压 变 频 器 在 烧 结 机 主抽 风 机 上 的应 用
朱 明 （ 建三钢 闽光 股份 有限公 司 福 建三 明 ３ ５ ０ 福 ６ ０ ０）
摘 要： 本文介 绍 了高压变频器在福建三钢 烧结机主抽风机上 的应 用案例， 以及采 用新 型空一水冷却 系统解决高压 变频器散 热问题 的情况 ， 通过 对利德 华 福高压 变频 器的 实际运 行数 据分 析 ， 说明其 具有 良好的 节能效 果。 关键词 ： 主抽风机 高压变频器 空水冷却 中图 分 类号 ： Ｍ １ Ｔ ９ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ６ ３ ９ （ ０ １ ｏ （ 一ｏ １ －ｏ １ ７ － ７ １ ２ １ ） ５ ｃ ｉ ２ ２ ） ８

高压变频器在烧结机主抽风机上的应用摘要:本文介绍了高压变频器在福建三钢烧结机主抽风机上的应用案例,以及采用新型空-水冷却系统解决高压变频器散热问题的情况,通过对利德华福高压变频器的实际运行数据分析,说明其具有良好的节能效果。

关键词:主抽风机高压变频器空水冷却1 工程概况钢铁企业以其资源密集、能耗密集、生产规模大、物流吞吐量大等特点著称,福建三钢烧结机主抽风机功率较大,达到2500kW,风量调节如果采用入口挡板调节方式,仅仅是改变了通道的流通阻力,驱动源的输出功率并没有改变,节流损失相当大,电能浪费大。

变频调速系统以其节能效益显著,调速精度高、范围宽,电力电子保护功能完善,及易于实现自动化控制等特点,得到了广大用户和市场的认可。

在运行的安全可靠性、安装使用便利性、维修维护简易性等方面,也给使用者带来了极大的好处,使之成为企业电机节能方式的首选。

为了节能降耗、提高风机调节性能,决定采用北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSVERT-A10/180变频调速系统在余热风机上实施应用。

2 余热风机运行工艺及变频系统方案烧结机生产时,热烧结矿从烧结机尾部落下经破碎后,通过振动筛分后经溜槽落到环冷机传送带上。

冷却带上的料矿温度仍较高,所以在烧结环冷机上布置有数台冷却风罩,风罩内通过风机使料矿冷却。

吸热后的热烟气被引出环冷机,再通过余热风机将热量回收加以利用。

该高压变频调速系统,具有下列功能:(1)电机拖动风机可实现软起动(起动电流从零到额定值平滑过渡、无冲击)和软制动。

(2)可实现线性调速,系统调频范围0～50Hz。

(3)系统设有就地和远方两种控制途径,就地控制是在变频器处通过变频器触摸屏进行操作或应急处理；远方控制是在控制室内进行,操作员通过DCS系统的CRT手动给定信号,调节变频器,改变电机转速,达到调节风量的目的。

(4)完备的保护功能:变频器内保护配置齐全,有运行中开门、冷却风扇停运、变频器过热、输入电压过低、负载超速、功率单元异常、接地等各种类型报警检测功能,并完全具备对自身及电机的保护功能。

１ ２ 采用 Ｈ Ｕ协 调控 制技 术 ． Ｃ
Ｈ Ｕ协 调控 制 技 术 是 指 在 高 压 变 频 应 用 系 统 Ｃ 中实 现工 频与 变频 运行 方 式之 间 ， 以及 同 系统 设 备
Ｑ １） 成 。 Ｆ３组
该 系统 具有 如下 功 能特 点 。
之间的一种综合协调控制技术 。该项技术从根本 上解决了高压变频器在生产系统应用过程 中对系
析 ， 绍 高压 变频 改造基 本 原理 、 能效 果评 价 ， 介 节 以及 改造后 产 生 的相 关经 济效 益 。
关 键 词 ： 结机 ；同步 电机 ； 烧 高压 变频 ； 能 ； 节 降耗 ； 改造
１ １ 二 拖二 互为 备 用和在 线切 换 功能 ． 两台风 机 变 频 调 速 装 置 可 以互 为 备 用 和在 线
套 电抗 器 ＋激 磁 涌 流 抑 制 柜 、 套 控 制 柜 、 套 协 二 一 调控 制柜 （ Ｃ 、 台高压 开关 柜 （ Ｆ ～Ｑ ６ Ｑ １ Ｈ Ｕ）八 Ｑ ３ Ｆ 、Ｆ ０
～
Ｔ２向协调控制单元 发出 同步切换分 闸指令一 协 Ｙ
调控 制单 元控 制 Ｑ １ 闸 ， 完 全转 换 为工 频 直 Ｆ３分 Ｍ１ 接拖 动 。二拖 二 控制 方式 如 图 １ 所示 。
于 电动 机 转 速 不 可 调 节 ， 成 能 源 浪 费 ， 加 了生 造 增
切换 ， 当一台故 障时， 另一台可 以启动故障变频调 速装 置所 带 的 电机 的要求 ； 以两 台变 频 调速 装 置 分
别对 应拖 动两 台风 机 运行 ， １ １ 频 调速 装 置 出 当 Ｆ 变
现故 障的工况为例 ， 系统切换过程如下 ： 协调控制 单元 向 Ｔ ２发 出 同 步 切 换 至 工 频 请 求 一 Ｔ２拖 动 Ｆ Ｆ

网 中的其 他用 电设备 ，而 且冲 击 电流 导致 电动 机振
动大 、发 热 快 、绝 缘 易老 化 。 因烧 结工 艺 参数 或配 料变 化 ，通 常采用 调 节主 抽风 机风 门开起度 的方式 来 调节烧 结 机风 箱 的风压 和风 量 ，但 是 电动机 的输压 变频 技术 实现 主抽 风 机 的起 动和 调速 控 制 ，是烧 结 生产 提高 产量 和质 量 、 降低 能耗 的重 要
摘要
本 文采用 高压 变频控 制技 术对 烧 结主抽 风 机 同步 电 动机 实现 无冲 击起 动和 无 级调速 ，
并 实现 变 频控制 系统 与工 频 系统 的双 向无扰 切换 ， 以取 得 显著 的节 电效果 。 关键 词 ：高压 变 频器 ；变 频控 制； 同步 电动机 ；无扰 切换 Ｔｈｅ Ｆｒ ｅ ｑ ｕｅ ｎｃ ｙ Ｃｏ ｎｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ａ ｎｄ Ｅｎｅ ｒ ｇ ｙ Ｓａ ｖ ｉ ｎｇ ｏ ｆ
技 术 与 应 用
烧 结 主 抽 风 机 的 变 频 控 制 和 节 能
崔 士 选 刘 庆 来 潘 永 亮 ２
（ １ ．济 南庚 辰铸 造材 料有 限公 司，济 南 ２ ５ ０ １ ０ ９ ； ２ ．宁波天 安 （ 集 团 ）股份 有 限公 司，浙 江 宁波 ３ １ ５ ７ ０ ０）
１ ． １ 高压 变频控 制 系统组 成结 构及 技术 方案 高压 同步 电动机 相 对 于异 步 电动机 来 说 ，变频 控 制上 最大 的技术 难 点是解 决 失 步现象 ，因此 ，必 须 解 决好 同步 电动 机 的起 动 问题 、调速 期 间和 励磁 装 置 的协 调 问题 、 同步 电动机 正 常停机 和 故 障灭磁 问题 ¨ １ 。高 压大 功 率 同步 电动 机 的变频 控 制技 术 在 我 国处于 初 级阶 段 ，为此 ，在 方 案 设计 中我 们 与设

由原 来 的 软 启 动 工 频 运 行 方 ．＝［＝｛＝改 造 为 变 频 启 动 和 运 行 的 方
主抽 风 机 。主抽 风 机 为 离 心 式 风 机 ，配 套 电 机 为 有 刷 励 磁 同 步 电 机 ，启 动 方 式 为 水 电阻 软 启 动 ，风 机 额 定 功 率 为 ７８００ｋｗ ，额 定 电压 ｌＯｋｖ，额 定 电 流 ４２９Ａ。两 台 ｊ三抽 风 机 控 制 方 式 为 ２托 ２切 工 频 ，自动 旁 路 柜 ，两 台 风 机 可 交 义 启 动 ，互 为 备 用 ，当 一 台 风 机 故 障 时 ，另 一 台 风 机 可 独 立 完 成 抽 送 风 任 务 。主 要 设 备 包 括 １Ｏｋｖ进 线开 关 、软 启动 器 、升 压变 压 器 出线开 关 、降压变 压 器 出线 开 关 、工 频 旁 路 丌 关 、同 步 肩 动 过 程 控 制 器 、同 步 机 励 磁 装 置 等 。启 动 过 程 如 下 ：辅 助 设 备 准 备 一 一 软 启 启 动 一 一 工 频 旁 路—— 正常运 行。
结 主 抽 风机 变频 节 能 改造 的 实践 ，对 节 能 改 造 的技 术 要 求 ，具 体 的 改 造 方案 ，节 能 原理 以 及改 造后 风机 运 行 的 节能 效果 造 行 了
分 析 ．以其 为其 他 生 产环 节 的 节 能改 造 提 供 可 坚 经验 实践 证 明 ，通过 对主 抽 风 机 的 变频 姐 们 改造 有效 降 低 了风机 运 行 的 电 能
通 过 对 主 抽 风 机 的 变 频 改 造 ，实 了 对 主 抽 风 机 启 动 和 调 速 更 为 高 效 的 变 频 控 制 ，从 而 有 效 降 低 了 风 机 能 耗 ，促 进 了 企 业 的 节 能 减 排 和 降 本 增 效 。

高压变频调速系统在济钢烧结主抽风机的应用一、济钢烧结情况介绍济钢现有烧结机5 台：3 台120m2 烧结机，对应1#、2#1750m3 高炉1 台320m2 烧结机，对应3#1750m3 高炉1 台400m2 烧结机，对应1 座3200m3 高炉120m2 烧结机3 台主抽电机4000kW，风门开度100%，使用变频器没有优势。

320m2 烧结机主抽风机配套2 台5600kW 电机，2010 年7 月完成变频改造。

400m2 烧结机主抽风机配套2 台7500kW 电机，2008 年设计时选用高压变频，2009 年8 月运行，为国内首台国产8000kW 大功率变频器的应用。

二、抽风烧结工艺三、案例介绍济钢400m2 烧结主抽风机7500kW/10kV 同步电机变频器应用3.1 项目背景主抽风机是烧结生产的主要工艺设备，其风压、风量的变化，直接关系到烧结矿的产量与质量，而其电耗一般又占整个生产线的50%左右。

国内大型烧结机的主抽风机，考虑到生产安全和烧结系统不稳定的漏风率（一般30%左右），在设计、选型、制造等环节都适当放大（一般放大10%），造成风机普遍偏大。

因为电动机功率大，2008 年时，行业基本采用降压启动或变频启动，启动结束后将电动机切换到工频运行。

该方式启动稳定，对电网冲击减小，缺点是运行时靠调节风门挡板来调节烧结机生产需要的风量，而且一般风门开度都在45%～65%之间，电能的损失和浪费明显。

如果用变频器控制，可将风门全开，通过调节变频器频率来得到烧结机生产需要的风量，可节能20%以上。

400m2 烧结机主抽设计高压变频器，基于以下认识：1）除尘风机使用变频的经验和节电效益2）320m21500KW 成品除尘风机的成功投运经验。

3）对主抽变频进行节电测算，节电率保守估计20%，年效益近千万元4）烧结主抽使用变频是发展趋势，济钢愿先吃螃蟹，愿尝试相应风险3.2 设备参数济钢。

河钢唐钢烧结主抽风机变频节能改造与实践张丹【摘要】能源短缺和环境污染是人类当前共同面临的世纪性难题.我国自然资源总量排世界第七位,能源资源总量约4万亿吨标准煤,居世界第三位,但我国人口众多,能源资源相对匮乏.而作为我国在电力方面重点推广的节能技术之一的高压大功率变频调速技术,对于节能方面有着明显的效果.我国高压电动机总容量在1.5亿千瓦以上(不包括低压电动机),大部分为风机泵类负载,这些电动机大都由6kV/10kV驱动,它们大多工作在高能耗、低效率状态.如可根据所需的流量调节转速,就可获得很好的节电效果,一般可节电20％～50％.%Energy shortage and environmental pollution are the century problems that human beings are facing.China's total natural resources ranked seventh in the world,the total energy resources of about 4 trillion tons of standard coal,ranking third in the world,but China's population is large,the energy resources are relatively scarce.As one of the key energy-saving technologies in China,high voltage and high power variable frequency speed regulation technology has obvious effect on energy saving.China's high voltage motor total capacity of 150 million kilowatts or more (not including low voltage motor),the majority of fan and pump load,the motor is mostly driven by6kV/10kV,most of them work in the high energy consumption and low efficiency.If you can adjust the speed according to the required flow,you can get very good power-saving effect,generally can save electricity 20％～50％.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)014【总页数】2页(P97-98)【关键词】烧结;主抽风机;变频;节能;改造【作者】张丹【作者单位】河钢集团唐钢公司炼铁部,河北唐山,063000【正文语种】中文唐钢炼铁部南区烧结车间360m2烧结机是与南区高炉车间3200m³高炉配套的生产设施，于2006年8月份开始筹建，并于2007年8月份正式投产运行。