1、 項(xiàng)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(wàn)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(shí)現(xiàn)銷售收入216億元。

　　由于煉鋼轉(zhuǎn)爐在吹煉過(guò)程中，轉(zhuǎn)爐口會(huì)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(duì)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(tái)轉(zhuǎn)爐每個(gè)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(gè)煉鋼工作周期內(nèi)變速運(yùn)行，吹氧吹煉時(shí)高速運(yùn)行，不吹氧時(shí)低速運(yùn)行。原來(lái)采用液力耦合器調(diào)速，高速2600r/min（設(shè)計(jì)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(fèi)；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(zhǎng)造成不能滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要；電動(dòng)機(jī)的效率低，尤其低速運(yùn)行時(shí)，效率極低；啟動(dòng)電流比較大，影響電網(wǎng)穩(wěn)定；液力耦合器再故障時(shí)不能切換至工頻旁路運(yùn)行，必須停機(jī)檢修；由于液力耦合器存在上述等諸多問(wèn)題，對(duì)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(shí)解決使用液力耦合器帶來(lái)的諸多問(wèn)題來(lái)提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)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(tái)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(guò)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(gè)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(kāi)始時(shí)，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(dòng)轉(zhuǎn)爐使它直立起來(lái)。這時(shí)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(duì)流作用，使反應(yīng)遍及整個(gè)爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩下少量的硅與錳時(shí)，碳開(kāi)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(shí)，表明鋼已煉成。這時(shí)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(gè)過(guò)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(dòng)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(dòng)模式，高壓變頻器系統(tǒng)型號(hào)為：HINV-10/2800B ，系統(tǒng)配置示意圖如下：

　　工頻自動(dòng)旁路接線圖

　　工頻自動(dòng)旁路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及動(dòng)作說(shuō)明：

　　變頻運(yùn)行：閉合QF、KM1、QS1、QS2、KM2，斷開(kāi)KM3；

　　工頻運(yùn)行：閉合QF、KM3，斷開(kāi)KM1、QS1、QS2、KM2。

　　在系統(tǒng)工頻運(yùn)行時(shí)：原來(lái)的電機(jī)電源啟動(dòng)柜QF為電動(dòng)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(kāi)關(guān)有足夠的容量保證電機(jī)工頻旁路。在運(yùn)行中并且可以對(duì)電機(jī)起操作作用。對(duì)電機(jī)的各種保護(hù)還是利用原來(lái)QF的保護(hù)設(shè)定值進(jìn)行保護(hù)，原來(lái)的安全工藝不做任何變動(dòng)；

　　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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