IGBT直接串联高压变频器在炼铁厂冲渣泵上的应用

来源：互联网 2017-03-01 09:25中

1、引言
高炉冶炼铁水过程中产生大量的熔渣，通常是用大流量的中压水将其降温并冲散，同时输送到水渣池回收，作为炼铁生产的副产品。高炉生产是不间断的，一般情况下每天出铁15次，在高炉出铁前、后各放一次渣，两次出渣时间约30min，在此时间内要求水冲渣系统的水泵满负荷工作，其余时间水泵只需保持约30%水流量防止管道堵塞即可。我厂4#-高炉使用ZGB-300型冲渣泵，机组有关数据如附表原系统运行时，起动前管道进出水阀门关闭，起动后阀门开度约90%，机组全速运行，电网电压6300V，电机运行电流33A，功率因数81.6%，耗电功率294kW.不需冲渣水时通过调节阀门在30%来调节水流量（此时电机电流25A），耗电功率214kW，一方面导致大量的节能损失，另一方面频繁操作阀门，致使其使用寿命大大降低，增加了停产更换阀门的时间，为此我厂决定对4#高炉冲渣泵进行改造。
3、佳灵IGBT直接串联高压变频器原理及特点目前，低压变频调速技术已比较成熟，但在高压变频调速技术方面，由于变频器的核心功率器件耐压有限，所以高压变频器并不象低压变频器一样具有简单统一的拓扑结构，从而产生了当今各种各样的结构。
（1）整个系统没有输入输出变压器，体积小重量轻，仅为其他品牌体积的1/2，减少了基建投资，解决了我厂基建空间不足的实际情况。
（3）采用正弦波技术，大大提高输出波形质量，输出电压谐波含量小于3%，特有的共模技术使整个系统的共模电压及输出du/dt值完全符合MGI的标准，消除了电机振动现象，减小了轴承和叶片的机械应力，不需更换我厂原有的旧电机，无需降容使用。
（5）可实现工频旁路，检修方便，而且具有完善的系统保护功能。
n=60f×（1-s）/p其中：s—转差率n—转子实际转数（r/min）
由流体力学可知：
H′=H（n′/n）2
式中：n—额定转速n′—实际转速P—额定转速时电机功率T—工作时间可见，通过变频改造，冲渣泵流量Q、压力H及轴功率P都将发生较大的改变，不但节能而且大大提高了设备运行性能。
5、改造后的系统
（1）谐波抑制效果良好。电压谐波含量小于3%，符合IEEE519-1992和GB/T14549-93标准。
（3）各种指示功能完备。具有输入、输出电流和电压、运行频率、故障显示、运行状态指示等功能。
6、节能量的验证及测试方法
（2）测量有变频调速时机组在49.5Hz频率电压下运行变频器输入端的电压、电流、功率因数。
（4）测量仪表型号为：电压互感器：JDZJ-6；电压表：16L1-V；电流互感器：LZZB-1050/5；电流表：16L1-A；功率因数钳型表：HIOI-3266.通过上述测量参数，根据P=1.73U.Icosφ计算得出P50=294kW、P49.5=214kW、P25=82kW.
（1）节能经济效益机组49.5Hz运行和无变频器运行相比可节省功率ΔP1=P50-P49.5=80kW机组25Hz运行和无变频器运行相比可节省功率ΔP2=214kW-P25=132kW年节电量：ΔW=（H1ΔP1+H2ΔP2）=365（7.5×80+16.5×132）=1013970kWh（注：每年按365天计，H1：冲渣时间=15×30/60=7.5小时；H2：不冲渣时间=24-7.5=16.5小时）
（2）节约维修费用因冲渣水含有大量的炉渣，原系统管道和阀门在含渣水的高速冲刷下，很短时间内管壁就会变薄、阀门密封损坏须重新更换，一般情况下每年需维修费用约15万元。经变频调速改造后，有一半时间内管道的水流速度降低，磨擦减少，管道和阀门的使用寿命大大延长，每年可降低维修费用约1/3，即5万元。
（4）提高了自动化水平，节约了大量工业用水。
8、结论