浅谈GH180高压变频在主抽风机上的应用

杨志刚

（首钢长治钢铁有限公司，山西 长治 046000）

首钢长钢钢铁有限公司4＃、5＃烧结工程分别于2004年和2009年建成投运。随着环保要求的提升，目前烟气排放达不到环保要求。为尽快提升脱硫系统运行效果，保证烟气排放达到环保要求，需要对4＃、5＃烧结机烟气脱硫系统进行技术改造。烧结主抽风机是烧结生产的主要设备之一，其风量、风压的变化将直接影响到烧结矿的产量和质量，而其电能合理控制烧结主消耗约占整个烧结厂的一半左右。所以，抽风机的运行状态，对提高烧结生产效率和产品质量、节能降耗，具有十分重要的意义。而主抽风机采用变频调速控制来调节风量、风压的方法，其效率最高。尤其对于交流电动机来说，目前国际公认交流变频调速是性能最佳的调速方式，它的特点是效率高、调节精度高、节省能源。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一种频率的电能控制装置。变频器主要用于交流电动机转速的调节，是国际公认的交流电动机最理想、最有前途的调速方案。烧结主抽风机变频器改造项目对烧结主抽风机的变频调速，既能够达到节能的效果，而且也能够增加系统的可控性，提升整个系统的性能。

1 项目改造方案

根据现场情况，4＃、5＃烧结机的1＃和2＃主抽风机均为10KV4000KW 同步电机，变频改造方案的概述如下：

分别对4＃、5＃烧结机1＃和2＃主抽风机的4台高压同步电机采用西门子GH180系列高压变频器来实现驱动，通过调节风机转速来代替调节风门的方式来控制大烟道内流量和压力。

为每台高压同步电机新配置1套直流励磁机构，其作为同步电机在高压变频器驱动时专用的励磁装置，替换原励磁装置。每台高压同步电机新配置1台高压切换柜，作为变频器的进线开关和出线开关，以实现变频器和原一次系统的独立性，原系统作为变频器的旁路，提高系统可靠性和可维护性。为烧结机配置2套低压配电柜，以对上述新增及改造的部分设备供电，如新增的励磁装置、新增的开关柜和配套的监控系统等。

由于原液体软启动装置是连接在高压同步电机的定子线圈的星点侧，结合变频器的运行方式，对其不用大的改造。仅仅需要在选择变频运行时，将星点短接即可。其可以受控于配套的控制系统。

对原有控制系统进行改造并配置新的配套的控制系统来配合变频器的使用，如对变频器的远程监控、励磁的监控等，使变频器与原控制系统相结合，以满足系统整体运行的要求。新配置的监控系统采集原控制系统的相关信号，并采集新增设备的信号形成独立的监控系统，以实现变频运行时的所有状态监控。

根据对现场的了解，并结合变频器的运行方式，本方案对每台烧结机的2台主抽风机电机的主回路进行改造，增加一套独立于原控制系统的配套的监控系统来监控变频器的运行，实现监控和数据的采集。包括输入输出接线柜、输入输出开关柜，以及现场控制箱、中心控制箱、低压配电柜、励磁装置等。

将现有烧结机脱硫框架一层最北侧用砖墙围护改造成高压变频器室，新增风机高压变频控制柜、旁路切换柜、现场控制箱和配套低压柜放于本室，励磁柜放于原操作室内。变频控制柜和旁路切换柜电源引自原风机房高压配电室风机控制柜，励磁柜电源引自原低压配电柜中的开关。

高压变频器选用西门子GH180变频器；高压切换柜采用KYN-10型交流金属封闭开关柜；励磁柜采用西门子6RA80系列；低压开关柜采用GGD2型固定式开关柜。其余低压元器件均采用国产知名品牌产品。

2 项目实施过程

下发立项通知后，设备材料由甲方按照相关流程进行订货、生产。共发生费用716万元。由于该项目与生产交叉和对接，土建施工及安装、调试由熟悉现场情况的长钢工建公司承担，费用约80万元，最终以实结算。

本工程的主要设备高压变频器由西门子制造供货，负责施工安装的单位精心组织策划进行安装施工的过程质量控制。工程管理部门为施工创造良好的现场条件，督促作业班组按施工图设计组织施工和操作。技术管理部门组织进行施工技术交底，要求作业人员掌握工艺流程，作业程序，技术标准和质量要求。质量管理部门全过程跟踪检查，按规定进行材料复查和工序质量抽检。施工过程中发现质量问题，组织质量、技术，工程管理部门调查分析，提出纠正和预防措施。质量管理部门跟踪并监督纠正措施的执行。

该项目按照设计图纸要求全部完工，项目投运后效益可观，满足了工艺和环保要求。项目管理单位组织业主单位及各职能部门对该项目进行了竣工验收，各验收单位针对建设情况较为满意，一致通过项目验收。

3 结语

该项目具有良好的经济效益和社会效益，岗位人员操作方便高效。项目投运至今，节电率达20%以上，未发生工程质量问题，运行效果较好，是一项决策正确、建设优良的投资项目。实际投资820多万元，比立项金额节约280万元。

10个月收回投资。长治市长钢工程建设有限公司既是原有系统的检修单位，也是项目对接的施工单位，从停产检修到对接完成，更有利于项目的实施和配合，建议以后类似项目还采用这种方式实施。既锻炼提升了自己队伍的能力，也保质保量顺利完成了工程项目。建议对烧结成品除尘风机、热风循环风机等有节能空间的电机进行变频改造。