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1引言
　　眾所周知，在我國因SO2排放而形成的酸雨危害日益嚴重,，每年造成數(shù)千億的經(jīng)濟損失,，SO2及酸雨污染已成為制約我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要因素?！笆濉逼陂g,，SO2減排成為環(huán)保工作的重點。鋼鐵行業(yè)是SO2排放的主要行業(yè)之一,，特別是燒結(jié)生產(chǎn)工序的SO2排放總量占到鋼鐵行業(yè)SO2排放總量的50%,，解決好燒結(jié)工序的SO2減排，就是抓住了鋼鐵行業(yè)SO2減排工作的重點,，將為鋼鐵行業(yè)完成“十二五”規(guī)劃中要求的SO2減排任務(wù)打下堅實的基礎(chǔ),。
2原生產(chǎn)狀況以及工藝要求
　　吉林建龍鋼鐵有限責(zé)任公司成立于2001年5月，是全國知名民企建龍重工集團的下屬子公司，是集燒結(jié),、煉鐵,、煉鋼、軋材于一體的綜合型鋼鐵加工企業(yè),，是吉林省民營經(jīng)濟納稅金星企業(yè)和省再就業(yè)明星企業(yè),。建龍集團煉鐵廠燒結(jié)車間有一座360平米燒結(jié)機，配有1套煙氣脫硫裝置,，脫硫入口煙氣接至燒結(jié)機主抽風(fēng)機房外出口煙道,。經(jīng)過脫硫后，凈煙氣經(jīng)脫硫塔煙囪排放,，燒結(jié)煙氣脫硫工藝流程如圖1所示,。

　　來自燒結(jié)廠引風(fēng)機的煙氣，經(jīng)增壓風(fēng)機增壓后進入冷卻器,。在冷卻器中,，原煙氣被工業(yè)水和來自吸收塔的漿液冷卻，然后煙氣以一定壓力導(dǎo)入吸收塔進行反應(yīng),，凈化后的煙氣從脫硫塔煙囪排出,。脫硫塔將吸收后的SO2通過相關(guān)裝置轉(zhuǎn)化為硫酸鈣，并排出至指定位置,。
　　增壓風(fēng)機是用于克服脫硫裝置的煙氣阻力,，將原煙氣引入脫硫系統(tǒng)，并穩(wěn)定出口壓力的主要設(shè)備,。增壓風(fēng)機作用是克服脫硫裝置的阻力,，補償煙氣在脫硫裝置中的壓力損失,。脫硫系統(tǒng)的阻力主要由煙道沿程阻力,、冷卻器、除霧器阻力及脫硫塔內(nèi)液位高度形成的壓力等組成,。
　　脫硫增壓風(fēng)機的風(fēng)量和壓頭按下列要求選擇：
　?。?）脫硫增壓風(fēng)機的基本風(fēng)量按吸收塔的設(shè)計工況下的煙氣量考慮。脫硫增壓風(fēng)機的風(fēng)量裕量不低于10%,。
　?。?）脫硫增壓風(fēng)機的基本壓頭為脫硫裝置本身的阻力及脫硫裝置進出口的壓差之和。進出口壓力由主題設(shè)計單位負責(zé)提供,。脫硫增壓風(fēng)機的壓頭裕量不低于20%,。
　　增壓風(fēng)機是煙氣脫硫裝置中最主要的輔機之一，增壓風(fēng)機是脫硫系統(tǒng)中的用電大戶,，其運行效率的高低,，對廠用電率的影響是舉足輕重的，同時為了滿足煙氣脫硫需要以及風(fēng)機磨損等因素的影響,，往往考慮較大的余量,，因此對增壓風(fēng)機進行變頻改造可以提高風(fēng)機的運行效率,，提高穩(wěn)定性，進而保證脫硫系統(tǒng)的運行可靠性,，同時還能取得良好的節(jié)能效果,，達到節(jié)能降耗目的。
3系統(tǒng)改造方案節(jié)能原理
　　風(fēng)機負載調(diào)速節(jié)能原理,，風(fēng)機的工作特性如圖2所示,。

　　曲線①為風(fēng)機按轉(zhuǎn)速N1工作時的特性曲線，曲線②為風(fēng)機按轉(zhuǎn)速N2工作時的特性曲線,，③④為風(fēng)道阻力曲線,。
　　在第一種負載工況下，風(fēng)機工作在A點,，風(fēng)量為Q1,，風(fēng)壓為H1。如果風(fēng)機仍然按N1速度定速運行,，用擋板將風(fēng)量調(diào)節(jié)為Q2時,，風(fēng)壓將上升到H3，風(fēng)機工作點移到B點,。由于擋板的截流作用,，風(fēng)道阻力曲線由③變?yōu)棰堋Ｔ贏,、B兩點,，風(fēng)機功率分別為PA＝H1×Q1，PB＝H3×Q2,，雖然Q2

4風(fēng)光牌JD-BP38-2240F 高壓變頻器產(chǎn)品性能
　　山東新風(fēng)光是國家高新技術(shù)企業(yè),，JD-BP38系列高壓變頻器以高速DSP為控制核心，采用無速度矢量控制技術(shù),、功率單元串聯(lián)多電平技術(shù),，其諧波指標小于IEE519-1992的諧波國家標準，輸入功率因數(shù)高,，輸出波形質(zhì)量好,，不必采用輸入諧波濾波器、功率因數(shù)補償裝置和輸出濾波器,；不存在諧波引起的電機附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動,、噪音、輸出dv/dt,、共模電壓等問題,，可以使用普通的異步電機。
　　風(fēng)光牌高壓變頻器為高--高電壓源型模式，由移相變壓器,，功率單元和控制器組成,。JD-BP38-2240F高壓變頻器采用48脈沖整流，功率單元每相采用8個功率單元串接組成,，三相共24個單元,；輸出相電壓為17電平，輸出線電壓33電平,，功率單元旁路單元采用可控硅作為旁路器件,，不降額運行?？刂破鞑糠忠愿咚傥⑻幚砥鲗崿F(xiàn)控制以及與子微處理器間進行通信,。風(fēng)光高壓變頻器采用模塊化設(shè)計，互換性好,、維修簡單,。JD-BP38-2240F高壓變頻器主要技術(shù)參數(shù)如表2所示。

 　　風(fēng)光高壓變頻器除具有一般普通變頻器的性能外,，還具有以下突出特點：
　?。?）采用高速DSP作為中央處理器，運算速度更快,，控制更精準,。
　　（2）飛車啟動功能,。能夠識別電機的速度并在電機不停轉(zhuǎn)的情況下直接起動,。
　　（3）完整的工頻/變頻自動互切技術(shù),。新風(fēng)光公司提供的自動旁路切換柜,，不僅可實現(xiàn)變頻故障情況下自動由變頻轉(zhuǎn)換至工頻運行狀態(tài)，還可實現(xiàn)在變頻檢修完畢后由工頻瞬間轉(zhuǎn)換至變頻運行的功能,，整個轉(zhuǎn)換過程不會對用戶設(shè)備的運行造成任何影響,。
　?。?）旋轉(zhuǎn)中再啟動功能,。運行過程中高壓瞬時掉電3s內(nèi)恢復(fù)，高壓變頻器不停機,，高壓恢復(fù)后變頻自動運行到掉電前的頻率,。
　　（5）線電壓自動均衡技術(shù)（星點漂移技術(shù)）,。變頻器某相有單元故障后,，為了使線電壓平衡，傳統(tǒng)的處理方法是將另外兩相的電壓也降至與故障相相同的電壓，而線電壓自動均衡技術(shù)通過調(diào)整相與相之間的夾角,，在相電壓輸出最大且不相等的前提下保證最大的線電壓均衡輸出,。
　　（6）具備突發(fā)相間短路保護功能,。如果由于設(shè)備原因及其他原因造成輸出短路,，此時如果變頻器不具備相間短路保護功能，將會導(dǎo)致重大事故,。風(fēng)光變頻器在發(fā)生類似問題時能夠立即封鎖變頻器輸出,，保護設(shè)備不受損害，避免事故的發(fā)生,。
5 增壓風(fēng)機變頻改造主回路
　　脫硫增壓風(fēng)機是脫硫系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵設(shè)備之一,，如果不能保證增壓風(fēng)機正常運行，將迫使脫硫系統(tǒng)停運,，影響燒結(jié)生產(chǎn),。因此，增壓風(fēng)機變頻改造要在選擇可靠性高的變頻器產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,，還應(yīng)該配備工頻旁路柜,，即便變頻器故障、檢修時也可實現(xiàn)電機工頻旁路運行,，以保證風(fēng)機拖動而不影響脫硫系統(tǒng)的正常運行,。配備工頻旁路柜的作用是，如果發(fā)生變頻器故障跳閘,，能夠切換為工頻旁路運行,。變頻器故障消除恢復(fù)投運時，可以先切除增壓風(fēng)機旁路開關(guān),，依托變頻器的飛車啟動功能,，在增壓風(fēng)機高速惰走的情況下恢復(fù)變頻器設(shè)備運行，從而大大減小風(fēng)壓波動的時間,。其主回路如圖3所示,，采用一拖一手動旁路帶星點柜控制方案。

　　燒結(jié)廠脫硫增壓風(fēng)機原配置帶星點柜配置液阻啟動柜,，本次改造保留原有星點柜和液阻柜保持不變,。需要將星點柜斷路器的一組常開點引至變頻器。需要變頻拖動電機時,，液阻柜按原控制方式啟動,。即上級高壓開關(guān)柜給變頻器送電后，液阻柜得到開關(guān)柜閉合狀態(tài)信號后就啟動,。星點柜閉合后,，變頻器檢測到閉合信號后方具備開機條件,，然后根據(jù)實際情況給變頻器啟動信號，進行變頻運行,。工頻運行時,，閉合K3，液阻柜按原先工頻方式啟動,，完成星點柜和液阻柜的啟動,，達到電機軟啟動。
　　保持現(xiàn)有運行狀態(tài)不變,。
　　旁路柜中,，共有3個高壓隔離開關(guān)，為了確保不向變頻器輸出端反送電,，K2與K3采用機械互鎖操動機構(gòu),，實現(xiàn)機械互鎖。當K1,、K2閉合,，K3斷開時，電機變頻運行,；當K1,、K2斷開，K3閉合時,，電機工頻運行,，此時變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修,、維護和調(diào)試,。
　　旁路柜必須與上級高壓斷路器DL連鎖，DL合閘時,，絕對不允許操作旁路隔離開關(guān)與變頻輸出隔離開關(guān),，以防止出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，確保操作人員和設(shè)備的安全,。
　　故障分閘：將變頻器“高壓分斷”信號與旁路柜“變頻投入”信號串聯(lián)后,，并聯(lián)于高壓開關(guān)分閘回路。在變頻投入狀態(tài)下,，當變頻器出現(xiàn)故障時,，分斷變頻器高壓輸入；旁路投入狀態(tài)下,，變頻器故障分閘無效,。
　　保護：保持原有對電機的保護及其整定值不變,。對于差動保護,，在變頻運行期間不可用,，可以通過后臺控制退出保護壓板，在旁路運行時投入保護壓板,。
6增壓風(fēng)機變頻改造效果
6.1節(jié)能效果
　　本脫硫增壓風(fēng)機變頻改造項目于2012年11月7日正式投入運行,，至今運行正常。投入變頻器后根據(jù)燒結(jié)生產(chǎn)產(chǎn)生的煙氣多少,，實時調(diào)節(jié)增壓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,，可以非常平滑地控制增壓風(fēng)機的風(fēng)量，控制增壓風(fēng)機入口為所需負壓,，保證燒結(jié)正常生產(chǎn),。
　　在燒結(jié)產(chǎn)量基本相同的情況下，煉鐵廠節(jié)能服務(wù)中心對增壓風(fēng)機正常運行時參數(shù)實際測量如表3所示,。增壓風(fēng)機工頻運行,，電機實際功率1073.23kW；增壓風(fēng)機變頻運行,，電機實際功率658.24kW,；電機功率減小414.99kW。按照增壓風(fēng)機年運行小時數(shù)為7000h,，年節(jié)省電量大約為290.493萬kW·h,，電價按照0.30元/kW·h計，則一臺增壓風(fēng)機變頻改造的收益為871499元,。

6.2其他效果
（1）改善了工藝,，容易實現(xiàn)燒結(jié)系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，提高了脫硫增壓風(fēng)機的運行效率,。
（2）延長電機和風(fēng)機的使用壽命,。增壓風(fēng)機啟動時間長，啟動電流大（約5～7倍額定電流）,，對電機和風(fēng)機的機械沖擊力很大,，嚴重影響其使用壽命。而采用變頻調(diào)速后,，可以實現(xiàn)軟起動和軟停止,，對電機幾乎不產(chǎn)生沖擊，可大大延長機械的使用壽命,。
（3）減少閥門機械和風(fēng)機葉輪的磨損,。變頻改造后，降低了增壓風(fēng)機轉(zhuǎn)速,，減少了風(fēng)機葉輪的磨損,，減少了風(fēng)機振動。延長風(fēng)機的大修周期,，節(jié)省檢修費用,。
（4）便于實現(xiàn)脫硫增壓風(fēng)機控制系統(tǒng)自動化,。脫硫系統(tǒng)的的風(fēng)量經(jīng)常需要根據(jù)燒結(jié)煙氣的多少變化，在過去用擋板調(diào)節(jié)時,，存在執(zhí)行機構(gòu)的開度與流量的關(guān)系曲線的線形問題,。而變頻調(diào)速始終保持在線形高精度0.1～0.01Hz的范圍內(nèi)工作，容易實現(xiàn)脫硫系統(tǒng)的自動化控制,。
7結(jié)束語
　　建龍鋼鐵煉鐵廠燒結(jié)脫硫增壓風(fēng)機高壓變頻器投運以來,，其性能穩(wěn)定、節(jié)能效果明顯,，可以根據(jù)燒結(jié)煙氣工況情況,，對脫硫增壓風(fēng)機進行風(fēng)量調(diào)節(jié)，大大提高燒結(jié)脫硫系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,，提高了燒結(jié)運行的經(jīng)濟性,。在鋼廠風(fēng)機上應(yīng)用高壓變頻器節(jié)能降耗，是國家大力提倡節(jié)能降耗不可缺少的技術(shù)手段,。高壓變頻器在電力,、冶金、石化,、水泥,、礦山等高壓電機驅(qū)動的各個行業(yè)越來越會大顯身手。