高压变频器在冲渣泵调速系统中的应用研究

　　0 引言

　　随着电价的不断上涨和节能环保需要，钢铁制造行业改善工艺、节能降耗势在必行。尤其是己经运行了十几年的老电动机，如何进行设备改造、提高设备的自动化水平和运行效率、降低用电损耗是钢铁企业持续发展的关键。目前，钢铁生产企业辅机能耗高，严重制约了经济效益的提高。特别是在钢铁行业广泛应用的泵类负载，占整个用电设备能耗的4O%左右。随着市场经济的发展和自动化水平的提升，智能化程度的提高，采用高压变频器对泵类负载进行速度控制。对改进_T艺、提高产品质量有好处，满足节能和设备经济运行的要求，是可持续发展的必然趋势。对泵类负载进行调速控制的好处很多。从应用实例看，大多已取得了较好的效果，有的节能高达30%～40%。大幅度降低了生产成本，提高了自动化程度，且有利于泵机和管网的降压运行，减少了渗漏、爆管，可延长设备使用寿命。

　　本文以某钢铁厂为例，阐述了该钢铁厂对高炉冲渣水泵利用变频调速技术，对原来始终在工频运行的工况进行改造，同时分析了工艺设计人对整个变频调速系统监控软件的设计。该系统在该钢铁厂实际生产中，具有良好的节能效果和可靠稳定的控制方式，本文的应用研究对今后类似系统的改造具有借鉴作用。

　　1 变频调速监控系统总体设计

　　1.1 需求分析

　　高炉冶炼铁水过程中产生大量的熔渣，通常是用大流量的中压水将其降温并冲散，同时输送到水渣池回收，作为炼铁生产的副产品? 目前冲渣电机运行方式为工频运行，只能通过闸板阀门的开和关来调节水的流量和压力，以满足出渣工艺要求。由于电机频繁启动与停机，机组阀门都必须随之频繁地关闭与开启，从而使冲渣泵阀门的使用寿命及运行可靠性大幅度降低，若保持机组不停机器原__I=况运行，就浪费了大量的电能，因此对冲渣泵系统实行节能改造势在必行[1]。

　　由此该钢铁厂决定对2台鼠笼式异步电机从工频运行方式改造为变频调速运行方式，2台电机参数见表1。由于高炉生产是不间断的，一般情况下每天出铁12-l5次，在高炉出铁前、后各放1次渣，2次出渣时间间隔约为30min。在此时问内要求冲渣系统的冲渣泵满负荷工作，其余时间冲渣泵只需保持约30% 水流量防止管道堵塞即可。这就要求在出渣时，变频器能将频率变为50Hz，以保证冲渣泵满负荷丁作;在出渣间隔期，变频器将频率调整为25Hz左右，以维持所需的水流量。

　　由于直接操作变频器过于专业化，且存在操作不方便，直观性差，无法满足埘所需要的参数进行实时监控，所以整个变频调速系统要求采用人机界面友好的上位软件，对变频调速系统进行监视操作，能监视到当前运行电压、电流、频率和功率;并且能实现基本启停操作以及对当前运行频率进行调整。同时整个高压变频调速系统必须满足以下几点要求：