变频器高炉鼓风机应用

高炉主要有耐火材料筑成圆筒形炉 体，因其体积庞大以及工作过程中温度需求、压力需求，送风系统中的鼓风机成 为工作过程中的中枢。鼓风机的正常工作与否影响着高炉钢水、铁水等的生产、 压力支撑等工作，一旦发生风量压力不足的情况，高炉中矿石燃料就会下落凝结 在炉体空间内，形成高炉灌渣现象，给企业造成巨大损失。 鼓风机也称为压缩机，主要用来增加密闭空间压力，并完成气体输送任务， 为保证鼓风机的正常工作，避免出现阻塞、喘振、旋转失速等工况，一套优良的 控制系统成为其良好工作的重要保证。鼓风机控制系统主要分为连续控制、逻辑 控制、监视管理操作控制三方面。连续控制主要实现对风量风压的调节控制，依 据不同的鼓风机、对其主要参数进行控制调节来实现定风量定风压的工作过程。 连续控制还应包括防喘振控制系统，因喘振对鼓风机造成的破坏难以估量，甚至 能够导致鼓风机叶片全部烧毁，因此必须对风量进行严格的限制，防止喘振的发 生。逻辑控制系统主要实现对鼓风机机组启动条件进行连锁功能、对工作过程中 可能出现的逆流现象进行安全防护、对重大故障进行紧急停机、设备闭锁操作以 及对辅助设备的进行工作流程逻辑的控制。鼓风机机组涉及的电气设备种类繁 多，操作复杂，对不同的电气设备信号进行互锁，以期达到只有在外部条件满足 的情况下才能实现风机机组的启动条件，在发生重大事故时，能通过连锁系统实 现整体设备的停机，防止更大的财产损失与人员伤亡。

重庆某重工企业的高炉鼓风机为大功率离心式鼓风机，采用三相异步电机驱动，工频启动采用水阻柜方式，由于启动冲击大，每次启动风机都很困难，另外由于风压采用风门调节的方式，正常生产过程中风门开度在30%~60%，能量浪费很严重，节能空间巨大，变频改造成为最好的选择，针对高炉鼓风机这种重要型负载，提供高可靠性的方案，与客户之间实现了双赢。 

系统方案

整个系统由以下设备组成：1#进线柜、1#预充柜、1#变频器、1#电抗器柜、1#出线柜、2#进线柜、2#预充柜、2#变频器、2#电抗器柜、2#出线柜、工频进线柜、电机、星点柜，其中电机与星点柜为客户原有设备，其余设备为本次变频改造新增设备。

此系统采用了高压变频器双机并联方案，针对现场实际情况，配两台大容量的高压变频器并机构成驱动启动，通过同步脉冲发波技术解决同步问题， 并经过电抗器的均流处理后共同拖动6300kW电机， 两台变频器同时运行，当系统内任何一台变频器出现故障时，另外一台变频器根据现场工艺同步切换至原有工频系统运行，不影响高炉鼓风机的运转。

由于两台并联运行，当系统任意一台变频器处于突然停机状态时，系统分断相应变频器的进线断路器和出线柜，工频进线柜断路器处于断开状态，只闭合正常运行变频器对应的进线断路器和出线柜，根据现场应用情况，若满负荷生产，切换时对电网有较小冲击，为保证切换过程平滑无扰，切换时需要稍微关小风门挡板，当关小到一定程度后进行切换最为稳妥。此现场风门没有自动联锁，所以任何一台变频器故障时，高炉鼓风机将根据现场工艺调试时确定同步切换在挡板关闭到多少时同步切换可以对电网没有冲击，保证切换过程平滑无扰，当变频器修好后，系统工艺允许情况下可通过同步切换技术切回至原两台变频运行状态，使系统继续运行。

方案优势

系统拥有充足裕量，以面对突发事故，单台变频故障时，另外一台可以继续驱动电机运行，并且可以实现变频与工频之间真正的无冲击切换，保证高炉系统生产的连续性；

变频改造的主要目的是节能，之前风门开度在30%~50%，造成了严重的能量浪费，本次改造节能效果明显，总体节能效果在20%~30%之间，在非正常生产期间，其节电率更高；

延长电机及负载的使用寿命：变频改造真正实现了电机及负载的软启动，减少了冲击，能够有效延长其使用寿命。之前客户每次启动此电机都非常麻烦，需要停掉所有用电设备，而现在可以随意进行电机的启动，而且现场电机使用轴瓦，也有效的减小了启动时对轴瓦的冲击；

使用简单、自动化水平高、检修方便：本系统配备有远程操作台，且操作台的设计遵从安全简单的原则，方便工人的操作，系统中的关键部位均配备有隔离刀闸，方便将来设备的检修；

降低电机噪声污染：变频改造后将根据高炉实际需求风压进行变频调速，电机噪声明显降低，改善了工人的作业环境；

对电网谐波污染小：高压变频器采用单元级联型，10kV产品为54脉冲整流，对电网谐波污染小于国家标准。