烧结类方案—烧结风机应用案例
烧结风机设计时有三种控制方案,第一是采用工频运行,挡板调节风量;第二是采用液力耦合器调速,有大量的机械能损失在传动中,损失最大时在调速比为2/3时,达到15.7%,而且维护费用占一定的比例,其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%;第三是采用高压变频器调速,高压变频器具有真正意义上的软启动功能,它可以使起动电流值保持在额定电流以内,不会对电网造成冲击,也不会对所驱动的风机、泵类机械设备造成冲击,是最理想的软启动设备,而且节电效果好。由于电机消耗的功率跟电机转速的三次方成正比,改造后电机大部分时间运行在35~43Hz左右即可满足用风量,节电率至少为20%,所以这种方式效率是最高的。

系统方案
该系统采用汇川技术HD90-J100/1800高压变频器。

设计方案如下图所示。

10kV母线电源经变频装置进线刀闸QS1到高压变频装置,变频装置输出经出线刀闸QS2送至电动机;10kV母线电源还可经旁路刀闸QS3直接启动电动机。进出线刀闸QS1及QS2和旁路刀闸。
QS3的作用是:一旦变频装置出现故障,即可马上断开进出线刀闸QS1及QS2,将变频装置隔离,手动合旁路刀闸QS3,在工频电源下起动电机运行。刀闸QS1/QS2/QS3之间均实现可靠的电气互锁和机械互锁,防止现场人员误操作。

改造收益
变频改造后,静态测试、空载测试、带负荷测试都达到了设计要求。变频器在各种工况下进行了鉴定试验。测试项目及结果:
  • 功率因数测试:引风电机功率因数均在0.97以上;
  • 变频器效率测试:变频器效率在97%以上;
  • 变频器对公用电网的谐波影响测试:测试10kV电网系统总畸变率1.38%~1.85%,符合国家标准小于4%的规定;
  • 变频器频率范围和精度测试:变频器频率调节范围0~50Hz,静态精度0.01%~0.02%;
  • 变频器节电效果测试:不同负载下测试烧结风机总的节电率,变频运行与工频运行相比保守计算平均节电率为20%以上。特别是在长时间低负荷运行时,节电效果更加显著;
  • 抄表测算:一天可节电6000kWh以上;当地电价为0.5元/kWh,则一天节约电费3000元以上,保守估计年节约电费99万元。