HINV大功率高壓變頻器在湖南華菱鋼鐵集團(tuán)中的應(yīng)用

　　1、 項目應(yīng)用背景

　　湖南華菱漣源鋼鐵有限責(zé)任公司位于湖南省婁底市，1958年建成投產(chǎn)，目前已形成年產(chǎn)鋼450萬噸以上綜合規(guī)模，總資產(chǎn)256.8億元，在崗職工15400余人，2008年實現(xiàn)銷售收入216億元。

　　由于煉鋼轉(zhuǎn)爐在吹煉過程中，轉(zhuǎn)爐口會排出大量褐色的煙氣，煙氣溫度高、含有易燃?xì)怏w和金屬顆粒，因此必須對煙氣進(jìn)行冷卻、凈化，由除塵風(fēng)機(jī)將其排至煙囪燃燒放散或輸送到煤氣回收系統(tǒng)中備用。漣鋼三臺轉(zhuǎn)爐每個轉(zhuǎn)爐都配有一套除塵系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)電機(jī)功率1600KW，電壓10KV，由于轉(zhuǎn)爐周期性間斷吹氧，為滿足節(jié)能和環(huán)保要求,要求風(fēng)機(jī)在整個煉鋼工作周期內(nèi)變速運行，吹氧吹煉時高速運行，不吹氧時低速運行。原來采用液力耦合器調(diào)速，高速2600r/min（設(shè)計2900r/min），低速600r/min。由于液力耦合器技術(shù)的局限性，使得調(diào)速范圍只能在30%～90％之間，轉(zhuǎn)速很不穩(wěn)定；而且，低速600r/min仍然偏高，造成電能浪費；目前液力耦合器已嚴(yán)重老化，需經(jīng)常反廠大修，且維修周期長造成不能滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要；電動機(jī)的效率低，尤其低速運行時，效率極低；啟動電流比較大，影響電網(wǎng)穩(wěn)定；液力耦合器再故障時不能切換至工頻旁路運行，必須停機(jī)檢修；由于液力耦合器存在上述等諸多問題，對其進(jìn)行改造已成當(dāng)務(wù)之急。

　　為了降低一煉軋廠的噸鋼耗電量同時解決使用液力耦合器帶來的諸多問題來提高風(fēng)機(jī)的運行效率，湖南華菱漣源鋼鐵有限責(zé)任公司于2008年采用合同能源管理模式與我公司簽訂了3臺HINV-10/2800B大功率高壓變頻器，應(yīng)用于煉鋼一煉軋廠轉(zhuǎn)爐一次風(fēng)機(jī)的除塵。

　　2、 轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝

　　轉(zhuǎn)爐煉鋼是把氧氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量 （含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。煉鋼的基本任務(wù)是脫碳、脫磷、脫硫、脫氧，去除有害氣體和非金屬夾雜物，提高溫度和調(diào)整成分。歸納為：“四脫”（碳、氧、磷和硫），“二去”（去氣和去夾雜），“二調(diào)整”（成分和溫度）。采用的主要技術(shù)手段為：供氧，造渣，升溫，加脫氧劑和合金化操作。

　　轉(zhuǎn)爐煉鋼是在轉(zhuǎn)爐里進(jìn)行。轉(zhuǎn)爐的外形就像個梨，內(nèi)壁有耐火磚，爐側(cè)有許多小孔（風(fēng)口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內(nèi)，又叫做側(cè)吹轉(zhuǎn)爐。開始時，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入1300攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)爐使它直立起來。這時液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng)，使鐵、硅、錳氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應(yīng)遍及整個爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當(dāng)磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時，表明鋼已煉成。這時應(yīng)立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉(zhuǎn)爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉(zhuǎn)爐。

　　3、變頻器改造方案

　　北京動力源公司提供的三套高壓變頻器系統(tǒng)均采用一拖一拖動模式，高壓變頻器系統(tǒng)型號為：HINV-10/2800B ，系統(tǒng)配置示意圖如下：

　　工頻自動旁路接線圖

　　工頻自動旁路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及動作說明：

　　變頻運行：閉合QF、KM1、QS1、QS2、KM2，斷開KM3；

　　工頻運行：閉合QF、KM3，斷開KM1、QS1、QS2、KM2。

　　在系統(tǒng)工頻運行時：原來的電機(jī)電源啟動柜QF為電動機(jī)提供工作電源，變頻器內(nèi)部的KM3在電路中作為連接開關(guān)有足夠的容量保證電機(jī)工頻旁路。在運行中并且可以對電機(jī)起操作作用。對電機(jī)的各種保護(hù)還是利用原來QF的保護(hù)設(shè)定值進(jìn)行保護(hù)，原來的安全工藝不做任何變動；

　　3．1轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機(jī)的基本工況及改造前控制的基本描述

　　吹煉工藝周期如下：

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