1、背景情况
转炉吹炼过程中，炉口会排出大量棕红色的烟气，烟气温度高、含有易燃气体和金属颗粒，按照我国1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996），对烟气必须冷却、净化，由引风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收系统中备用。抚顺新抚钢炼钢二部生产采用“三吹三”方式，每个转炉都配有一套除尘系统，除尘系统采用二级文氏管烟尘净化方式，烟道直径φl.6m，烟气输送管线820mm，风机型号D700，电机功率440kW/6kV。由于转炉周期性间断吹氧，为满足节能和环保要求，要求风机在整个炼钢工作周期内变速运行，吹氧时高速运行，不吹氧时低速运行。原来采用液力耦合器调速，高速2700r/min（设计2900r/min），低速800 r/min。由于液力耦台器技术的局限性，使得：
1）调速范围在30％～90％之间，转速不稳定；而且，低速800r/rain仍然偏高，造成能源浪费，高速运行时，液力耦台器有时丢转，转炉炉口冒烟。
2）经过10多年的使用，液力耦台器已严重老化，需经常更换轴承，造成转炉停产，不能满足连续生产的需要。
3）电动机的效率低，损耗大，尤其低速运行时，效率极低。
4）调节精度低、线性度差，响应慢。
5）起动电流仍比较大，影响电网稳定。
6）液力耦合器故障时，无法切换至工频旁路运行，必须停机检修。
7）漏油严重，对环境污染大，地面被油污蚀严重。
鉴于液力耦台器存在上述众多问题，对其进行改造已成当务之急。为了提高风机的运行效率，解决使用液力耦合器带来的众多问题，新抚钢决定进行变频改造。
2、变频器改造方案
除尘风机是除尘净化系统的动力中枢，一旦除尘风机不能正常运行，不但影响生产，造成巨大的经济损失，还有可能危胁到现场人员的安全；另外，调速系统工作的环境比较恶劣；同时转炉又周期性间断吹氧；所以，和除尘风机配套的高压调速系统，要求具有极高的可靠性。基于以上工作特点，对变频调速系统的主要要求如下：①要求变频器要有高可靠性，长期运行无故障。②要求变频器有旁路功能，一旦出现故障，可使电机切换到工频运行。③调速范围要大，效率要高。④具有逻辑控制能力，可以自动按照吹氧周期升降速。⑤有共振点跳转置，能使电机避开共振点运行，让风机不喘震。
经过多方调研、比较，最后新抚钢同北京利德华福技术有限公司台作，共同制定了1号转炉除尘风机的变频改造方案，改造方案如下。
2.1 设备配置（见图1）
图1
KM-变频器供电的高压真空断路，
KG1、KG2、KG3-真空接触器，
BPO-HARSVERT-A067080变频器，
DJ-440kw/6kv异步电动机，
KM—原有高压开关，
M-原有异步自动机，如果将来扩容到630kw/6kw通三相异步电动机，变频器必须具备驱动能力。
风机高速运行时，如果变频器出现严重故障，延时ls将电动机自动切换到工频电网运行，当前吹炼周期结束后，自动断开KG3，检修变频器，变频器检修完毕后，通过复位按钮，自动返回原变频调速状态。在变频器出现严重故障时，系统能够自动转入工频电网中，负载不用停机，满足现场不能停机的要求。
2.2 电动机及风机参数
2.3 除尘风机工艺要求
1）吹炼工艺周期（见图2）
图 2
A到B为兑铁加废钢时间：B到c为风机升速时间，可以调节；c到D为吹氧时间；D点风机开始减速；D到E为倒炉测温取样时间；E到F为出钢时间；F到G为溅渣时间。
整个吹炼工艺周期约21min，其中高速时间（c到D）12min。高速定为45Hz，可以调节；低速定为5Hz，可以调节。
2）变频器和现场接口
在B点，由现场提供一对闭合节点（氮氧转换点），当现场氮氧转换开关转换到吹氧状态时，变频器从低速向高速起动，在C点，变频器到达高速后，给现场提供一对闭合节点（高速状态节点），提示现场变频器准备就绪，以便现场操作工进行下氧枪上作。在D点，现场向变频器提供另一对闭合节点（风机减速点），当氧枪提升时，变频器升始降速，降速时问不作具体要求，但在减速过程中如果需要提速，变频器应能满足提速要求。
风机转速、氮氧切换节点、氧枪位置节点三者满足如图3的关系。
图 3
现场提供给变频器的两埘节点（氮氧转换点、风机减速点）及变频器提供给现场的高速状态节点均为无源节点，具有2A/30VDC或0.8A/230VAC的容量。
3、设备运行情况
高压变频器的型号为HARSVERT-A06/080，该变频器的生产、安装、调试周期都很短，总共仅有3个多月的时间，为l号转炉按时投产提供了有力的保证。
同原来使用液力耦合器比较，北京利德华福技术有限公司生产的高压变频器有以下优点：
1）运行稳定，安全可靠。原来使用液力耦合器大概40天左右就必须更换轴承，每次需停炉半天左右，带来的巨大的经济损失。HARSVERT-A变频器具有免维护的特点，只需定期更换柜门上的通风滤网，不用停机，保证了生产的连续性。
2）节能效果显著，大大降低了吨制电耗。
31电动机实现了真正的软起动、软停运，变频器提供给电动机的无谐波干扰的正弦波电流，降低r电动机的故障次数。同时，变频器设置共振点跳转频率，避免了风机长期在共振点运行，使风机工作平稳，风机轴承磨损减少，延长了电动机、风机的使用寿命和维修周期，提高了风机的利用时率。
4）变频器自身保护功能完善，吲原来继电保护比较，保护功能更多，更灵敏，大大加强了对电动机的保护。在变频器调试期间，变频器自动保护，报电动机过流。经检查发现电动机有一相线鼻子发牛断裂，电机缺相运行，造成过流。我们及时进行了检修，避免了事故的扩大化。
5）变频器同现场信号无缝接口，满足生产的需要。变频器内置PLC，现场信号接入灵活。转炉为变频器提供一对高速、低速节点，变频器按照节点的状态自动高速、低速往复运行；将以前仪表柜中的转炉的烟气流量、烟气温度信号接入变频器，把仪表柜拆除，大大节约了
场地。变频器自带转速测定，原来同电机相连的测速器也被取消，由变频器为现场直接提供电机转速指示。
6）适应电网电压波动能力强，有时电网电压高达6.9kV，变频器仍能正常运行。
7）同液力耦合器比较，在加速期间大大减小了噪声，削弱了噪声污染。由于不用定期拆换轴承，减少了机油对环境的污染，使风机房的现场环境有了极大改善。
4、节能分析
改造之前，1#～3#转炉的丁况均相同，改造后1#转炉口可以同2#、3#转炉作对比，最终以每吨钢除尘电耗来分析节能数据（见附表）。
同液力耦合器比较，吨钢除尘电耗平均减少2.76 kW•h/t：
1#转炉年产钢量今年预计为35万t，电价为0.44元/kW•h：
年节电总额为：35万t×2.76X0.44=425040元，节电率为39.2％。
同时由于HARSVERT——A变频器的可靠性，避免了原来液力耦合器发生故障时，转炉停炉造成高炉甩铁的情况发生，其经济效益、社会效益也是是巨大的。
5、结论
从几个月的运行情况来看．北京利德华福公司生产的HARSVERT-A06/080高压大功率变频器性能好，可靠性高，节能效果明显，满足连续生产对调速系统的要求，我公司决定在2#、3#转炉改造中继续使用，目前2#、3#转炉配套的变频器己达现场，正在安装调试中。
