我公司2條10000t/d生產線窯尾高溫風機系統的風壓控制原由液力偶合器調節，液力偶合器本身能耗達10%以上，而且需要油泵及冷卻水來輔助運行，故障率較高，特別是在夏季產生熱量較大，需加入4組冷油器，用循環水強降溫，水消耗量大，資源浪費嚴重。風機采用液體電阻降壓啟動，還存在以下2個問題：①轉子部分帶有集電環、碳刷等配件，運行過程中需要對這些配件進行更換或處理，運行維護量大；②部分電能消耗在水電阻上。因此公司決定采用變頻調速技術來對其進行節能改造。
1 設備配置情況
原窯尾高溫風機及其拖動電動機參數見表1。
表1風機及其拖動電動機參數
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風機 型號 |
流量 /(m3/h) |
全壓 /kPa |
軸功率 /kW |
電動機 型號 |
額定 功率 /kW |
額定 電壓 /kV |
額定 電流 /A |
額定 轉速 （r/min) |
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W6-2×39No31.5F |
900000 |
7.2 |
2 380Y |
KK710-62 |
500 |
6 |
289 |
992 |
對比國內外市場上不同的中壓變頻調速方案，決定選用ABB公司的ACS5000中壓變頻器（6kV)，其型號是ACS5066_36L35D_1a35_A1，容量為3000 kVA，變頻器前面選用ABB公司的ZTS-3200/6/6×1.92隔離變壓器（容量為3200 kVA）。
2 設備的改造情況
改造前期，認真跟蹤電氣備件材料的到貨情況，實施電纜敷設、現場系統設備的設計和出圖等工作。根據現場環境，用原料電力室多余的空間來安裝變頻器，此地方距中壓控制柜較近，動力電纜敷設方便。由于ABB變頻器冷卻方式是風冷，空氣流通量較大，為保障變頻器盡量少受外界灰塵的影響，有足夠的通風冷卻效果，在變壓器柜上部安裝了整體風道，引出室外通風，保證變頻器整體冷卻通風要求。保留中壓斷路器至電動機的動力電纜，將其分為兩段接入隔離柜。按照液力偶合器的連接尺寸設計制作了一套直接連接軸來代替，連接軸的基座安裝尺寸、中心尺寸、軸徑尺寸，以及軸與電動機及風機側的聯軸器的連接均與原液力偶合器一致。安裝時，拆除液力偶合器，裝上連接軸，現場僅作少量調整即可達到安裝要求。對原電動機滑環進行短接處理，廢除原水電阻啟動器。
3 電氣控制改造情況
3.1 ABB變頻器的控制要求
1）增加隔離變壓器，有效地消除對電網的諧波污染。隔離變壓器報警信號中，只有過流信號進入變頻器柜。
2）中壓斷路器的控制命令通過變頻器發出；中壓斷路器需要控制系統電源失壓保護。
3）隔離柜的位置信號是中壓柜的備妥信號。
4）變頻器的啟動方式分“動態”和“靜止”：“動態”風機轉速大于10r/min才能啟動，“靜止”風機停止不動或轉速小于10r/min。由于高溫風機啟動前轉速已大于10r/min，所以采用“動態”啟動方式。變頻器通過PROFIBUS-DP總線與DCS控制系統連接，變頻器需要提供UPS電源。
3.2改造的具體內容
3.2.1中壓控制柜
1）因西門子中壓斷路器沒有控制電源失壓保護，所以設計的方案是：在斷路器控制小車內分閘線圈旁并聯1個線圈作為失壓線圈,原分閘線圈電磁鐵擋片機構延長與失壓線圈共用，以便兩分閘線圈共同控制斷路器，2列直流屏互為新加失壓線圈電源，從而實現了中壓斷路器控制系統電源失壓保護。
2）解除中壓控制柜的PROFIBUS-DP總線連接,取消差動報警、水電阻硬連鎖、中壓電容柜及其硬連鎖。
3）接入變頻器控制信號,并將中壓控制柜狀態信號送給變頻柜。
3.2.2 DCS系統
1）在原料電力室PC柜增加一塊通訊模板CI854,用PROFIBUS-DP總線與變頻器連接，即將變頻器控制系統接入DCS系統中。為充分保證系統的可靠性，變頻器同時加裝工頻旁路裝置，可在變頻回路故障時將電動機切換至工頻狀態下運行。
2）取消原高溫風機及液力偶合器油泵、執行器、壓力、溫度、轉速等控制程序,建立與變頻器的通訊并重新改寫程序。
3）整流變壓器的溫度、壓力、瓦斯報警信號直接接入DCS控制系統。
4）中壓變頻器啟動時間任意可調，實現平滑啟動，對設備運行起到良好的保護。