高壓變頻調(diào)速在水泥廠高溫風機上的應用(編輯修改稿)
2025-07-21 20:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)高壓變頻器功率單元冗余設(shè)計SHHVF系列高壓變頻器設(shè)置有單元旁路組件，一旦某一個功率單元出現(xiàn)故障，旁路控制可自動將其旁路，使其退出運行，并同時將備用功率單元投入，保證整個系統(tǒng)的正常工作。使整個系統(tǒng)由原來的串聯(lián)可靠性結(jié)構(gòu)變成為并聯(lián)可靠性結(jié)構(gòu)。采用功率單元旁路技術(shù)和冗余功率單元設(shè)計方案，大大的有利于提高系統(tǒng)的可靠性。一旦功率單元發(fā)生故障并被旁路，系統(tǒng)控制自動進行補償或者降額使用，以保持電機電壓平衡。為了補償?shù)涞碾妷?，每相最多?個功率單元的系統(tǒng)可為每相配備2個額外的功率單元（選件）。該6個備用功率單元用來補償?shù)涞碾妷?。如果沒有配備備用功率單元，則變頻器將工作在稍低的輸出電壓，但是仍然提供全部額定電流。功率單元旁路系統(tǒng)包括每個功率單元一個旁路接觸器，一個接觸器控制板（安裝在功率單元柜內(nèi)）以及主控系統(tǒng)與接觸器控制板之間的光纖連接。如圖5所示，當功率單元正常時，旁路接觸器不動作，其常閉主接點將功率單元接通輸出；若功率單元故障，旁路控制封鎖對應功率單元IGBT的觸發(fā)信號，并使旁路接觸器動作，其常閉主接點斷開，將功率單元從串聯(lián)回路中切除，并將本單元外輸出接線直接短接。圖5 單元旁路控制原理四、水泥廠高溫風機高壓變頻改造窯尾高溫風機系統(tǒng)簡介目前水泥廠生產(chǎn)線一般均為干法懸窯，其窯燒成系統(tǒng)流程簡圖如圖6所示。圖6 窯燒成系統(tǒng)流程簡圖旋窯是一個有一定斜度的圓筒狀物，預熱機來的料從窯尾進入到窯中，借助窯的轉(zhuǎn)動來促進料在旋窯內(nèi)攪拌，使料互相混合、接觸進行反應，物料依靠窯筒體的斜度及窯的轉(zhuǎn)動在窯內(nèi)向前運動。窯內(nèi)燃燒產(chǎn)生的余熱廢氣，在窯尾高溫風機的作用下，通過預熱器對進入窯尾前的生料進行預熱均化，降溫后的余熱廢氣再通過高溫風機抽出進入廢氣處理（除塵及排出）。均化好的生料預熱后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒成熟料，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)需要合適的氣壓及溫度，才能使煤粉有一定的懸浮時間進行充分燃燒，生料才能在窯內(nèi)達到很好的熱處理。窯內(nèi)因物料的堆積變化很大，所以瞬時氣壓變化頻繁。窯尾高溫風機一方面用來調(diào)整窯內(nèi)氣壓，另一方面回轉(zhuǎn)窯內(nèi)鍛燒后的高溫熟料出來有廢氣，廢氣帶灰，通過窯尾高溫風機引出由電收塵器將灰塵進行處理，再將廢氣排掉。荊門某水泥廠目前有三條干法懸窯生產(chǎn)線，日產(chǎn)為2000t、700t、2500t，分別為1995年、1998年、1999年投產(chǎn)，到現(xiàn)在已運行6～10年，并擁有一臺12MW中、低溫余熱發(fā)電機組，由于發(fā)電成本較高，余熱發(fā)電現(xiàn)已停運。日產(chǎn)2500t的窯生產(chǎn)線，高溫風機電機配置為6kV1600kW，日產(chǎn)2000t的窯生產(chǎn)線，高溫風機電機配置為6kV1400kW。在高溫風機的電機與風機之間，配有液力耦合器對風機進行調(diào)速，整個工藝過程主要是通過DCS的控制來調(diào)節(jié)液力耦合器的速度從而調(diào)整風機的風量，達到控制窯內(nèi)負壓。由于設(shè)備使用年限較長，目前液力耦合器漏油嚴重，運行中每天需加油2～3次，以補充漏油，油面調(diào)整的控制回路失靈不能自動調(diào)節(jié)，在運行中靠手動調(diào)節(jié)置于固定轉(zhuǎn)速比。在運行是時仍靠風機擋板進行風量調(diào)節(jié)，當窯系統(tǒng)工況變化較大時，現(xiàn)場值班人員根據(jù)中控制室的指令對液力耦合器的勺桿進行手動調(diào)節(jié)，運行操作非常不便。2005年，水泥廠準備對于2000t、2500t的兩條生產(chǎn)線進行提產(chǎn)，但由于高溫風機中液力耦合器漏油嚴重，出力受到限制，不具備提產(chǎn)的條件，故提產(chǎn)一直未能實現(xiàn)。2006年1～2月，我公司為該水泥廠2000t、2500t兩條生產(chǎn)線的高溫風機及窯頭號EP風機進行了變頻調(diào)速改造，目前運行情況良好，2000t的生產(chǎn)線的產(chǎn)量目前達2300t，2500t的生產(chǎn)線的產(chǎn)量目前達2900t，而高溫風機變頻調(diào)節(jié)的耗電量還稍少于原液力耦合器調(diào)節(jié)的耗電量。高溫風機變頻改造方案經(jīng)過對原系統(tǒng)進行分析，對原系統(tǒng)的風壓控制由原來的液力耦合器調(diào)節(jié)改為變頻器調(diào)節(jié)，即取消原液力耦合器，將電機與液力耦合器之間用一連接軸取代液力耦合器連通，而由變頻器對電機本身進行調(diào)速，最后達到調(diào)整窯尾預熱器（高溫風機入口）的壓力為工況要求值。變頻器設(shè)備接入用戶側(cè)高壓開關(guān)和擬改造電機之間，如圖7所示，變頻器控制接入原有的DCS系統(tǒng)，由DCS系統(tǒng)來完成正常操作。圖7 變頻器連接圖為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，變頻器同時加裝工頻旁路裝置，可在變頻回路故障時將電機切換至工頻狀態(tài)下運行，且切換方式為自動切換。變頻器故障時，電機自動切換到工頻運行，這時風機轉(zhuǎn)速會升高，風壓會發(fā)生很大變化，影響窯內(nèi)物料的煅燒質(zhì)量，故此時應及時在DCS上對高溫風機的風門進行及時調(diào)節(jié)，降低風機
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