確保每個組件的最大價值，是風(fēng)機(jī)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，假如在一些組件上不能確保風(fēng)機(jī)的運(yùn)用，那么運(yùn)用作用就更加的不能得到確保，尤其是風(fēng)機(jī)組件的完整性更是樞紐，咱們在運(yùn)用風(fēng)機(jī)之前就要檢查每個組件的運(yùn)用情況，讓風(fēng)機(jī)的運(yùn)用作用盡量的發(fā)揮到最佳的狀態(tài)，為了能讓風(fēng)機(jī)每個組件發(fā)揮到最佳的作用，咱們?yōu)橛脩艄┙o了一下關(guān)于檢測葉片運(yùn)用作用的辦法。

肉眼觀察是大多數(shù)用戶都會運(yùn)用的辦法，也是平常最常見的一種辦法，這種辦法當(dāng)然簡樸，但并不能完全的掌握葉輪的情況，所以咱們?yōu)橛脩艄┙o了一些其他的檢測辦法。

運(yùn)用熒光粉探傷將葉片涂上熒光粉，然后擦去。將轉(zhuǎn)子或葉輪移動到暗室中觀察，有裂紋處，熒光粉擦不掉而會發(fā)光。這種辦法相對來說是對比簡樸的。磁粉探傷法將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子或葉輪繞上電線，通人直流電使葉輪或轉(zhuǎn)子發(fā)生磁場。各個葉片頂部變成一個磁極，然后涂上鐵粉。假如葉片有裂紋，在裂紋的缺口處發(fā)生兩個不一樣的極性，因而將鐵粉吸住。這樣可查出受傷葉片的傷痕地點(diǎn)。這種辦法并不能運(yùn)用與所有的風(fēng)機(jī)，因而用戶需求特別留意這點(diǎn)。

滲透滲出的辦法是對比準(zhǔn)確的一種辦法，但是相對來說也對比的麻煩，用清潔紗布擦凈，再涂上白色顯像液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鋅白拌勻于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的膠棉液，然后再參加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的苯、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的丙酮稀釋)，待枯燥后，如有裂紋即會在白色底色上顯示出顯著紅色紋理。這種辦法關(guān)于有些用戶來說可能對比難，因而有些用戶也能夠挑選以上其他的幾種辦法，無論挑選運(yùn)用哪種辦法只要能檢測出其功率，都是能夠思考運(yùn)用的。

　• 引言
大冶特殊鋼集團(tuán)第四煉鋼廠的 7# 煉鋼爐為 60 噸國產(chǎn)交流電弧爐，采用布袋除塵方式，其除塵風(fēng)機(jī)及電機(jī)的銘牌參數(shù)如下：

電機(jī) 離心引風(fēng)機(jī)

型 號：　　 Y6304-8 型 號： Y4-73No31 1 / 2 F

額定功率：　1600 kW 額定壓力： 570 - 375 mmH 2 O

額定電流：　192.3 A 額定流量： 470000 - 874000 m 3 /h

額定電壓：　6 kV 軸 功 率： 954 - 1185 kW

額定轉(zhuǎn)速：　744 rpm 額定轉(zhuǎn)速： 730 rpm

正常情況下，電爐每 70 分鐘生產(chǎn)一爐鋼，為一個生產(chǎn)周期，每個周期共分為 7 個步驟： 1 、加料， 3 分鐘； 2 、加鐵水， 3 分鐘； 3 、供電， 21 分鐘； 4 、供電供氧， 30 分鐘； 5 、采樣， 5 分鐘； 6 、出鋼， 5 分鐘； 7 、堵眼， 3 分鐘。在每個步驟中，電爐產(chǎn)生的煙氣量不同，對爐子的溫度要求也不一樣，因此需要調(diào)節(jié)除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。若風(fēng)量過大，損失爐內(nèi)熱量，延長生產(chǎn)周期，浪費(fèi)能源；風(fēng)量小，則導(dǎo)致爐內(nèi)溫度過高，可能燒毀設(shè)備。

原工頻運(yùn)行時，通過調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)風(fēng)量，電機(jī)通過電抗器降壓完成工頻啟動。工頻啟動特別困難，且對電網(wǎng)沖擊較大，并造成電機(jī)籠條松動、有斷條的危險。一般啟動后不允許停機(jī)，電機(jī)始終滿負(fù)荷運(yùn)行，電耗驚人。基于上述原因，四煉鋼決定對 7# 煉鋼爐除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造。

變頻調(diào)速的優(yōu)越性已在通用變頻器中得到充分體現(xiàn)，近兩年來，國產(chǎn)高壓變頻器業(yè)已成熟，取得了國內(nèi)眾多行業(yè)的認(rèn)可，并逐步在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。四煉鋼廠變頻改造項(xiàng)目部就此項(xiàng)目考察了幾家高壓變頻器生產(chǎn)廠商及其運(yùn)行現(xiàn)場，最后通過招標(biāo)選擇了在質(zhì)量、價格及服務(wù)上有一定綜合優(yōu)勢的武漢合康電氣有限公司。

• 變頻器選型及特性
變頻器容量選擇的一般原則是，額定輸出電流不小于電機(jī)的額定電流。當(dāng)然，還要考慮實(shí)際應(yīng)用工況，如負(fù)載性質(zhì)及實(shí)際功率，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時容量應(yīng)適當(dāng)選大一些，而有些負(fù)載容量可以選小一些，比如葉輪切削后的水泵軸功率減小、鍋爐引風(fēng)機(jī)所配的電機(jī)至少留有 30% 的余量等，這時建議根據(jù)實(shí)際功率選配變頻器，降低投資費(fèi)用；環(huán)境溫度超過 40 ℃時，變頻器需降容使用；海拔高度超過 1000 米時 , 每升高 100 米 , 要求變頻器降容 1% 使用 。

電機(jī)額定電流 192.3A ，為了滿足 50Hz 時滿負(fù)荷運(yùn)行要求，選用選用適合驅(qū)動高壓異步電動機(jī)的 HIVERT-Y06/220 高壓變頻器，額定輸出電流 220A ，其主要性能指標(biāo)如下：

• 額定容量： 2250kVA

• 適配電機(jī)功率： 1800kW

• 額定電流： 220A

• 額定輸入電壓： 6kV （ -20% ∽ +15 % ）

• 輸入功率因數(shù)： 大于 0.96 （額定負(fù)載時）

• 效率： 大于 96% （額定負(fù)載時）

• 防護(hù)等級： IP30

• 運(yùn)行參數(shù)自動記錄和輸出、自動故障記錄、限流功能、輸出電壓自動調(diào)整功能、瞬時停電自動跟蹤功能、單元旁路功能、 PID 功能等。

HIVERT 變頻器采用功率單元串聯(lián)疊波技術(shù)，每相 5 單元串聯(lián)，所有單元都是完全相同的一個三相輸入、單相輸出的交―直―交變頻器，原理見圖 1 ，其優(yōu)點(diǎn)是：

• 吸收低壓變頻器成熟的控制技術(shù)和通用功率器件，可靠性高；

• 輸入側(cè) 30脈沖不可控整流輸入，消 除了大部分由單個功率單元所引起的諧波電流， 大大抑制了網(wǎng)側(cè)諧波的產(chǎn)生。變頻器引起的電網(wǎng)諧波含量滿足 IEEE Std 519-1992和GB/T 14549-93《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》對諧波含量的最嚴(yán)格要求，無需安裝輸入濾波器；輸入功率因數(shù)高；

• 單元串聯(lián)脈寬調(diào)制疊波輸出，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形幾近完美的正弦波，無需輸出濾波裝置，可以驅(qū)動普通高壓電動機(jī)，保護(hù)電機(jī)絕緣不受 dv/dt 應(yīng)力的損害；

• 采用全中文 WINNT 操作平臺， 12 英寸真彩 LCD 顯示，觸摸屏直接操作，更適合國人使用習(xí)慣；

• 輸入電壓范圍寬廣，更適合國內(nèi)電網(wǎng)條件；

• 功率單元模塊化結(jié)構(gòu)，可以互換，維護(hù)簡單；

• 隔離 RS485 接口，采用 MODBUS 通訊規(guī)約，可以和單獨(dú)的上位機(jī)或大工程中的 DCS 聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)智能化控制；

• 控制電源采用 220VAC 和高壓電源雙路供電，運(yùn)行過程中 220VAC 掉電時，不影響變頻器正常工作；

• 直接高 - 高結(jié)構(gòu)，體積小，效率高；

功率單元自動旁路功能，進(jìn)一步提高了運(yùn)行的可靠性；




• 工程方案
考慮到變頻器退出運(yùn)行后，為了不影響生產(chǎn)，確保除塵工程正常工作，工程需配置工頻旁路，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，將電機(jī)投切到工頻下運(yùn)行。

圖 3 旁路柜中，共有 3 個高壓隔離開關(guān)，為了確保不向變頻器輸出端反送電， K2 與 K3 采用一個雙投隔離開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自然機(jī)械互鎖。當(dāng) K1 、 K2 閉合， K3 斷開時，電機(jī)運(yùn)行在變頻狀態(tài)；當(dāng) K1 、 K2 斷開， K3 閉合時，電機(jī)工頻運(yùn)行，此時變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修、維護(hù)和調(diào)試。旁路柜必須與上級高壓斷路器 DL 連鎖，旁路柜隔離開關(guān)未合到位時，不允許 DL 合閘， DL 合閘時，絕對不允許操作隔離開關(guān)，以防止出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，確保操作人員和設(shè)備的安全。

工程中保留了原有啟動電抗器 CK ，同時保留原有對電機(jī)的保護(hù)及其整定，以確保電機(jī)工頻旁路時的啟動性能，及實(shí)現(xiàn)工頻旁路時對電機(jī)的保護(hù)和變頻運(yùn)行時對變頻器的保護(hù)。




變頻器大約有 4% 的損耗，以熱量的方式通過柜頂離心風(fēng)機(jī)帶到變頻器外，為了防止室內(nèi)環(huán)境溫度超過 40 ℃，采取了兩個措施：

• 墻體上安了裝兩臺 APB-60E 工業(yè)排氣扇，加強(qiáng)與室外空氣交換；

• 室內(nèi)安裝了兩臺 5P 工業(yè)空調(diào)，夏天室外環(huán)境溫度超過 40 ℃時，以制冷方式確保室內(nèi)環(huán)境溫度。

• 控制方案




在煉鋼 周期的 7 個步驟中，對風(fēng)量的要求不一樣，需要電機(jī)運(yùn)行在不同的速度，其中第 1 、 2 、 5 、 6 、 7 步低速運(yùn)行，第 3 、 4 步高速運(yùn)行。變頻器設(shè)置六檔速度，分別為額定速度的 40% 、 50% 、 60% 、 70% 、 90% 和 100% ，操作按鈕裝設(shè)在爐前的控制室內(nèi)，可根據(jù)煉鋼爐的實(shí)際工況選擇速度，并將運(yùn)行速度檔反饋到按鈕指示燈上。

除塵工程的監(jiān)控在距離變頻器安裝現(xiàn)場約 80 米外的操作室內(nèi)，變頻器通過 RS485 接口與操作室內(nèi)上位工控機(jī)聯(lián)接，雙方采用 MODBUS 通訊規(guī)約。操作室內(nèi)的工控機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對變頻器的啟動、停機(jī)、復(fù)位和高壓分?jǐn)嗟瓤刂疲ㄟx擇上位控制允許時有效），設(shè)置變頻器各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置（選擇上位參數(shù)設(shè)置允許時有效），調(diào)節(jié)變頻器給定頻率（選擇上位給定允許時有效），并實(shí)時監(jiān)視變頻器的運(yùn)行工況。變頻器輸出頻率和輸出電流，以 4-20mA 方式反饋到 DCS 工程。

在保護(hù)方面，變頻器有兩對接點(diǎn)與高壓開關(guān)柜相連，一對接點(diǎn)是“合閘允許”，串聯(lián)于 DL 的合閘回路中，當(dāng)處于變頻投入狀態(tài)，而變頻器無控制電源或故障狀態(tài)時，高壓無法合閘。一對接點(diǎn)是“高壓分?jǐn)唷�，并�?lián)于 DL 分閘回路，當(dāng)變頻器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障或拍下高壓分?jǐn)嘧枣i按鈕時，分?jǐn)嘧冾l器的高壓輸入電源。

• 變頻效果
變頻器 2 月 18 日運(yùn)抵安裝現(xiàn)場，并于次日安裝到位。 2 月 23 日 7# 爐檢修停機(jī)，完成變頻器主電路接線和與高壓開關(guān)柜聯(lián)鎖接線，于下午 6 ： 30 變頻器一次投運(yùn)成功。

理論上，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 Q 與轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)壓 H 與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率 P 與轉(zhuǎn)速的立方成正比。隨著轉(zhuǎn)速的降低，風(fēng)機(jī)在維持效率不變（風(fēng)阻不變?yōu)榍疤幔┑臓顟B(tài)下，軸功率以轉(zhuǎn)速的立方關(guān)系下降，電機(jī)消耗的電能急劇減�。欢�采用進(jìn)口導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)時，風(fēng)量下降導(dǎo)致風(fēng)機(jī)效率降低和風(fēng)壓的升高，運(yùn)行工況偏離額定工況越遠(yuǎn)效率越低，因此，風(fēng)量雖然下降了，風(fēng)機(jī)軸功率及電機(jī)消耗的電能變化并不大，這就是風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的節(jié)能依據(jù)。

該風(fēng)機(jī)在變頻改造前，工頻運(yùn)行電流基本保持在 165-170A ，消耗功率約為 1530kW ，變頻改造后，實(shí)測運(yùn)行參數(shù)見表 1 。




變頻運(yùn)行時，一個周期內(nèi)的平均運(yùn)行功率為 650kW ，與工頻運(yùn)行相比，平均節(jié)約功率 880 kW ，一天節(jié)電量：

880 * 24 = 21120 度 / 天

按電價 0.46 元 / 度計(jì)算，一天節(jié)約電費(fèi)：

21120 * 0.46 = 9700 元 / 天

除上述實(shí)實(shí)在在的電費(fèi)節(jié)省外，變頻運(yùn)行還帶來下列軟性效益：

• 實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動，延長電機(jī)使用壽命，減小啟動電流對電網(wǎng)的沖擊；

• 調(diào)節(jié)簡便，快捷；

• 易于實(shí)現(xiàn)智能控制，下一步準(zhǔn)備改造成爐溫、煙氣閉環(huán)控制；

• 減小電爐熱量損失，節(jié)約能源；

• 降低風(fēng)機(jī)噪音，改善環(huán)境；

• 降低風(fēng)壓，延長風(fēng)道及風(fēng)機(jī)使用壽命等。

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