高壓變頻技術(shù)在冶金除塵系統(tǒng)中的節(jié)能應(yīng)用

陳勇

摘要：在冶金生產(chǎn)工藝中，除塵系統(tǒng)為重要的環(huán)節(jié)部分，除塵系統(tǒng)運行效率對整個工藝過程的執(zhí)行和落實質(zhì)量有著直接影響。隨著冶金行業(yè)的快速發(fā)展，除塵系統(tǒng)在不斷更新和優(yōu)化，尤其是高壓變頻技術(shù)在其中的應(yīng)用，使其可以根據(jù)實際生產(chǎn)需求來進行自動調(diào)節(jié)，更好的適應(yīng)實際工況，在保證高效生產(chǎn)的同時，減少能源浪費。本文對高壓變頻技術(shù)在冶金除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用方向和要點進行了簡單分析。

關(guān)鍵詞：高壓變頻技術(shù)；冶金工藝；除塵系統(tǒng)

高壓變頻技術(shù)主要應(yīng)用于交流電動機的變頻調(diào)速，相比其他調(diào)速技術(shù)具有更大技術(shù)優(yōu)勢，節(jié)能效果顯著。將高壓變頻技術(shù)應(yīng)用到冶金除塵系統(tǒng)中，對進一步促進生產(chǎn)效率具有較大意義，應(yīng)就技術(shù)特點和冶金工藝就應(yīng)用方式不斷進行深入分析。

一、冶金除塵系統(tǒng)特點

就冶金工藝特點來看，生產(chǎn)過程中會伴隨著產(chǎn)生大量的粉塵，對生產(chǎn)效率以及人員健康均有著嚴重影響，一直以來都是生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化的要點。在專業(yè)技術(shù)不斷更新的情況下，冶金除塵系統(tǒng)在不斷創(chuàng)新，功能更為完善，不斷提高除塵效果。冶金行業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模技術(shù)改造，各生產(chǎn)工段已經(jīng)普遍應(yīng)用了除塵設(shè)備，可以維持除塵系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行，符合綠色環(huán)保生產(chǎn)要求。就實踐效果來看，除塵系統(tǒng)主風(fēng)機裝機功率容量在不斷增加，變頻技術(shù)越來越廣泛的被應(yīng)用到調(diào)速裝置中，確保風(fēng)機能夠根據(jù)實際工況來對速度大小進行靈活調(diào)節(jié)。例如部分繼續(xù)生產(chǎn)工段，以工藝特點為依據(jù)，采取自動控制的方法，使得系統(tǒng)主風(fēng)機可以以高速或低速的狀態(tài)工作，避免造成能源浪費。相比復(fù)雜度較高的工段，以最大煙塵量作為主要依據(jù)，可以節(jié)省更多電能，維持系統(tǒng)風(fēng)機時刻處于最佳狀態(tài)，提高綜合生產(chǎn)效果[1]。

二、高壓變頻技術(shù)在冶金除塵系統(tǒng)中應(yīng)用

1.高壓變頻調(diào)速技術(shù)

高壓變頻調(diào)速技術(shù)在冶金除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)相對成熟，其應(yīng)用了先進的電力電子技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機控制技術(shù)以及高壓電氣技術(shù)等，涉及多門專業(yè)領(lǐng)域，相比其他調(diào)速技術(shù)具有更大優(yōu)勢。

第一，高精確性。根據(jù)冶金工藝要求和特點，利用其所具有的高精確性頻率分辨率與調(diào)速精度，來靈活的適應(yīng)不同工況。第二，操作性高。變頻器應(yīng)用的為液晶顯示數(shù)字界面，配置有觸摸式面板，上面顯示實時數(shù)據(jù)，包括電流、電壓、頻率以及電機轉(zhuǎn)速等，便于工作人員隨時根據(jù)生產(chǎn)要求來進行調(diào)整，達到最佳除塵效果，滿足生產(chǎn)需求。第三， 運行可靠性。冶金除塵系統(tǒng)所應(yīng)用的高壓變頻器設(shè)計有通用的外部接口，可實現(xiàn)與DCS的通訊。同時還能夠根據(jù)實際需求來連接設(shè)備控制回路，構(gòu)成部分閉環(huán)控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運行的可靠性。并且，其還具備電力電子保護和工業(yè)電氣保護功能，無論是正常狀態(tài)還是故障狀態(tài)，均可以保證變頻器以及電機的安全性與穩(wěn)定性，不會受到損傷[2]。第四，靈活性強?？捎袧M足現(xiàn)場操作以及遠程操作，與互聯(lián)網(wǎng)連接便可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，及時掌握實時生產(chǎn)狀態(tài)。另外，電機還能夠滿足軟啟動、軟制動要求，所需啟動電流比較小，根據(jù)需求還可以靈活調(diào)節(jié)電機啟動時間，將系統(tǒng)電機運行對電網(wǎng)造成的不良影響降到最低。再加上系統(tǒng)構(gòu)件損耗小，進一步延長了設(shè)備服務(wù)壽命，減少相關(guān)成本投入，對提高生產(chǎn)綜合效益具有重要意義。

2.高壓變頻技術(shù)應(yīng)用

2.1系統(tǒng)應(yīng)用參數(shù)

以某冶金廠為對象進行分析，其煙氣治理項目中應(yīng)用了2套大功率高壓變頻器，并對高壓除塵風(fēng)機配套應(yīng)用“一拖一”變頻控制方法。變頻器被安裝在室內(nèi)，其相關(guān)參數(shù)為：額定輸入電壓/允許變化范圍為10kV（-20%±15%），系統(tǒng)輸入電壓/輸出電壓為10kV/10kV，輸出電流為130A，額定容量為2250kVA。并且，變頻器效率在額定輸出時為97%，超過20%負載時>95%；在額定輸出狀態(tài)下輸入側(cè)功率因數(shù)為0.97，超過30%負載狀態(tài)時，功率因數(shù)>0.92[3]。另外，還設(shè)置有液晶觸摸屏，支持鍵盤操作。

2.2變頻調(diào)速控制

高壓變頻技術(shù)在冶金除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用，變頻器控制方式主要分為就地控制和遠程控制兩種。其一，就地控制。即以單元控制柜上的液晶觸摸屏為對象，根據(jù)生產(chǎn)除塵需求，完成各項參數(shù)的設(shè)定，并執(zhí)行啟、停所有控制。其二，遠程控制。通過中央控制室內(nèi)安裝的工控機來實現(xiàn)對變頻器的控制，其中兩者之間通過RS485接口連接，并應(yīng)用MODBUS通訊協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換。

2.3系統(tǒng)應(yīng)用效果

高壓變頻調(diào)速對進一步提高除塵系統(tǒng)控制效率具有重要意義，可保持較高的調(diào)速精度，增加調(diào)速范圍，并對電力電子保護功能進行了完善，能夠滿足自動通信功能，并且在保持較高穩(wěn)定性和可靠性運行狀態(tài)下，后期維護管理難度降低，系統(tǒng)除塵效率提高，逐漸成為了冶金企業(yè)電機節(jié)能首要選擇。

本項目應(yīng)用變頻器后，根據(jù)現(xiàn)場實際運行情況分析，變頻器和液力耦合器相比每年大約可以減少200萬元的電費和后期維護管理費用，企業(yè)使得利潤增加。并且，就生產(chǎn)操作人員反饋，除塵風(fēng)機可長時間的維持平滑穩(wěn)定運行狀態(tài)，能夠根據(jù)工況對風(fēng)量進行可靠調(diào)節(jié)，運行人員操作便利，各項運行參數(shù)均得到了改善，工藝運行效率得到了提高。相較傳統(tǒng)除塵系統(tǒng)運行效果，應(yīng)用高壓變頻調(diào)速技術(shù)以后，能夠更好的適應(yīng)不同工況條件，隨時可根據(jù)實際需求對風(fēng)機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，使其保持接近認定狀態(tài)作業(yè)，進而能夠更好的避免因為偏離額定工作區(qū)域?qū)е碌恼駝訂栴}。同時，變頻調(diào)速核心目的是降低風(fēng)機轉(zhuǎn)速，可以緩解構(gòu)件的磨損，使得系統(tǒng)零部件服務(wù)壽命得以延長。變頻調(diào)速在技術(shù)以及效益上優(yōu)勢越來越突出，以額定電流來啟動電機，所需時間延長，降低了風(fēng)機啟動對電網(wǎng)的沖擊。

結(jié)束語：

對于冶金除塵系統(tǒng)來講，其能否保持最佳運行狀態(tài)，對生產(chǎn)條件和工藝效率存在密切聯(lián)系，為避免因為煙塵處理不佳而對生產(chǎn)造成的不良影響，必須要進一步加強對其的優(yōu)化。高壓變頻調(diào)速技術(shù)在除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠有效降低生產(chǎn)成本，降低企業(yè)的一次投資，并且可根據(jù)工況靈活調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速，降低對電能的損耗，達到節(jié)能生產(chǎn)的效果。

參考文獻：

[1] 王桂清.變頻節(jié)能技術(shù)在冶金企業(yè)機電設(shè)備中的應(yīng)用[J].電子測試，2018（17）：119+123.

[2] 許法濤.鋼鐵冶金領(lǐng)域變頻控制技術(shù)實踐應(yīng)用探討[J].電子測試，2018（11）：130+138.

[3] 宋長軍，李忠.鋼鐵冶金領(lǐng)域變頻控制技術(shù)實踐應(yīng)用探討[J].數(shù)字通信世界，2018（06）：183.