变频器在炼钢厂制氧站中的应用

　　1 引言

　　莱钢9000m3/h制氧机采用分子筛吸附净化、增压透平压缩机、规整填料塔、氧气内压缩和无氢制氩的新工艺。氧气内压缩流程无氧气压缩机，液氧经主冷凝蒸发器底部抽出经两台低温液氧泵加压，进入主换热器组复热后送到用户管网。管网压力若有大的变化将直接影响整个工况甚至停止供氧。另有两台低温液氩泵用于精馏循环和无氢制氩。为了保证整个机组的稳定顺产，这四台低温液体泵均采用变频调速，运行效果和节能效果良好。

　　2 变频调速的基本原理

　　根据异步电动机转速公式：

　　n=n0(1-s)=60f(1-s)/P (1)

　　式中 n--电机转速;

　　n0--电机同步转速;

　　s--电机转差率;

　　f--电源频率;

　　P--电机磁极对数。

　　从式(1)可看出，三相交流电动机的转速取决于同步转速n0，而n0又取决于电源频率f，当改变电源频率f时，同步转速与频率成正比变化，异步电机的转速n也随之改变，所以如能平滑改变电源频率，即可平滑地调节异步电动机的转速。再根据泵流量相似定律的比例定理，泵流量与转速的一次方成正比，只要改变泵转速，就可改变泵的出力。

　　3 变频调速控制系统组成

　　系统主要由AC800F DCS自动控制单元、四台变频器及四台低温液体泵等组成。变频器采用深圳康沃公司生产的CVF-G1型，它主要分主回路和控制回路两部分：主回路由整流器、滤波环节和逆变器组成，用来为电机提供调压调频电源，其中整流器将工频电源变换为直流电源，滤波环节吸收整流器和逆变器之间的电压波动，而逆变器将直流电源再变换为交流电源。控制回路则给主回路提供信号，由频率与电压的运算回路、主回路的电压/电源检测回路、电动机的速度检测回路、将运算回路的控制信号进行放大的驱动回路以及逆变器和电动机的保护回路组成。

　　4 变频调速方案

　　(1) 正常运行方式为1#液氧泵和1#液氩泵自动变频运行，2#液氧泵和2#液氩泵备用。当1#液氧泵或1#液氩泵系统出现故障跳闸时，由DCS联锁2#液氧泵或2#液氩自启动运行，以确保整个空分装置的稳定运行。

　　(2) 变频器驱动液体泵启动过程要求平滑，加速从0Hz开始，在5～12秒内达到反馈信号对应转速，并由仪表反馈来的过程信号对转速进行控制。

　　a) 对液氧泵而言，当管线内压力发生变化时变频器根据仪表信号自动调节转速，当管线内介质压力低于工艺要求时，反馈信号减小使得液氧泵转速升高，管线内压力增大直至达到工艺要求;反之，液氧泵转速下降，管线内压力降低，直至达到工艺要求，形成一套闭环调节系统。