干熄焦循环风机_空气悬浮风机

干熄焦循环风机：CIMR-HVSDC6900高压变频器在干熄焦循环风机上的应用

　　0 引言

　　本文引用

　　杭州钢铁集团公司于2005 年1 月开始进行干熄焦项目的建设，在气体循环系统风机设备的设计选型中，采用了日本安川电机生产的CIMR-HVS-DC6900高压变频器对循环风机进行变频调速控制。自2006年4月投产运行至今，运行情况良好。下面就该变频装置的设计选型、性能特点及运行状况作一介绍。

　　1 干熄焦循环风机的工艺要求

　　干熄焦循环风机是干熄焦气体循环系统中的核心设备，循环风机为气体循环提供动力并根据工况调节循环风量，控制排焦温度及锅炉入口温度。在干熄焦气体循环系统的设计中，循环风机的控制方式一般有两种：循环风机不调速，采用翻板阀门来调节风量;循环风机采用液耦或变频调速来调节风量。一般国内所上的干熄焦项目均采用变频调速方式。循环风机采用变频调速可以更精确地调节循环气体的流量，有利于干熄焦锅炉的稳定运行。

　　1.1 杭钢干熄焦循环风机系统的工艺技术参数

　　1.1.1 循环风机

　　型号N O.13DMPC(BD)

　　形式双吸式离心风机

　　循环风量120 000 m3/h

　　压力10 kPa(入口侧约-3.8 kPa，

　　出口侧约6.2 kPa)

　　转速360~1 480 r/min

　　1.1.2 高压电机

　　型号HEK-BIO

　　额定功率780 kW

　　额定电压6 kV

　　额定电流85.9 A

　　额定转速1 500 r/min

　　额定频率50.8 Hz

　　效率95%

　　1.2 杭钢干熄焦循环风机系统的工艺控制要求

　　循环风机的风量要求随着干熄焦系统排焦量的变化而变化，主要目的是稳定系统的排焦温度及锅炉入口温度，风量的调节通过循环风机变频调速来实现。

　　1)变频器要求有远程及本地两种控制方式当选择开关打到远程位置时，控制权交给干熄焦中控室EI 系统的后台上位工控机，当选择开关打到本地位置时，控制权交给变频器。

　　2)变频器与干熄焦PLC 控制系统的接口干熄焦PLC 为Quantun 140 系列，通讯时以干熄焦PLC作为主站，变频器内置控制器的PLC 为从站，实现数据通讯。信息包括故障报警(综合)、变频运行频率、电流、转速、速度给定、工艺联锁等信号。

　　3)变频器与循环风机现场接口变频器与电机就地操作箱及高压开关柜的控制以硬线连接方式实现。

　　4)人机界面设定频率正常工作时，循环风机的入口挡板全开，在干熄焦中控室EI系统的上位工控机画面上给定频率，控制风机的转速，调节风量。

　　2 CIMR-HVSDC6900 高压变频器调速系统的性能特点

　　根据干熄焦循环风机的工艺参数特点及相关的控制技术要求，杭钢集团公司和设计院经过充分的调研和认证，决定采用日本安川电机生产的IMRHVSDC6900

　　高压变频器对循环风机进行变频调速控制。

　　2.1 CIMR-HVSDC6900高压变频调速系统

　　该系统原理结构简图，如图1所示。

　　2.2 CIMR-HVSDC6900高压变频器性能特点

　　该高压变频器的相关技术参数如下。

　　型号CIMR-HVSDC6900

　　额定功率1 200 kV·A

　　额定输出电压6 000/6 600 V

　　额定输入电压6 000/6 600(1依10%)V

　　最大输出频率50/60 Hz

　　频率控制精度依0.5 %

　　频率输入分辨率0.03 Hz

　　功率因数0.95以上

　　效率约98%

干熄焦循环风机：利德华福高压变频器在干熄焦循环风机系统中的应用

　　北极星火力发电网讯:摘要：介绍高压变频器在干熄焦循环风机系统中的应用，可以更精确地调节循环气体的风量，有利于干熄焦锅炉的稳定运行。

　　High Voltage Inverter Applied in Circulating Fan System of Coke Dry Quenching

　　LI Guang-cheng

　　(Tangshan Iron & Steel Company of HBIS, Tangshan , China)

　　Abstract: The application of high voltage inverter in circulating fan system of coke dry quenching is introduced. The air volume could be regulated precisely, which is beneficial to stable operation of the coke dry quenching boiler.

　　Keywords: steel enterprise; circulation fan; inverter; speed regulation control;

　　0 引言

　　风机类设备是钢铁生产行业的耗电大户,目前主要的控制方式是采用液力耦合器调速,或通过翻板来调节风量,其中蕴藏着巨大的节能空间。采用高压大功率变频调速方案,将会产生可观的经济效益。对降低吨钢耗水电指标、节能降耗起到积极作用。

　　随着计算机技术及IGBT等功率器件的飞速发展,高压大功率变频器产品已日渐成熟,但是对于不同的工况条件,节能效果上差别很大,不能盲目推广投运,必须对使用条件和现场工况作细致的研究。

　　1.干熄焦循环风机的工艺要求

　　干熄焦循环风机是干熄焦气体循环系统中的关键核心设备，为气体循环提供动力，根据工况调节循环风量，控制排焦温度及锅炉入口温度。在干熄焦气体循环系统的设计中，循环风机的控制方式一般有2种:循环风机不调速，采用翻板阀门来调节风量;循环风机采用液耦或变频调速来调节风量。循环风机采用变频调速技术可以更精确地调节循环气体的流量，有利于干熄焦锅炉的稳定运行。

　　循环风机工艺技术参数：型号，GXS160;形式，双吸入离心式风机;容积流量，m3/h;压力，风机全压13.5kPa，入口静压约-4.5kPa;介质密度，0.77kg/m3;转速，1490r/min。

　　高压电机工艺技术参数：型号，YKK630-4;额定功率，2240kW;额定电压，6kV;额定电流，248A;额定转速，1486r/min;功率因数，91%。

　　循环风机的风量要求随着干熄焦系统排焦量的变化而变化，主要目的是稳定系统的排焦温度及锅炉入口温度，风量的调节通过循环风机变频调速来实现。变频器控制方式选择:远程及本地。当选择开关打到远程位置时，控制权交给干熄焦中控室EI系统的后台上位工控机;当选择开关打到本地位置时，控制权交给变频器。正常工作时，循环风机的入口档板全开，在干熄焦中控室EI系统的上位工控机画面上给定频率，控制风机的转速，调节风量。

　　2. 变频调速控制的系统性能特点

　　对于2240kW/6.0kV高压变频装置，北京利德华福电气技术有限公司HARSVERT-A系列高压变频器调速系统，可以很好的满足现场调速要求。该系列变频采用新型IGBT功率器件，全数字化微机控制，具有以下特点：

　　(1)高-高电压源型变频调速系统，直接3、6、10kV输入，直接3、6、10kV输出，无须输出变压器。

　　(2)输入功率因数高，电流谐波少，无须功率因数补偿/谐波抑制装置。

　　(3)输出阶梯正弦PWM波形，无须输出滤波装置，可接普通电机，对电缆、电机绝缘无损害，电机谐波少，减小轴承、叶片的机械震动，输出线可以长达1000m。

　　(4)标准操作面板配置或彩色液晶屏全中文操作界面。

　　(5)内置PLC，易于改变控制逻辑关系，适应多变的现场需要。

　　(6)支持Profibus、Modbus、TCP/IP等多种通信协议。

　　(7)可接受和输出0～l0V/4～20mA工业标准信号。

　　(8)直接内置PID调节器，可开闭环运行。

　　3.高压变频器调速系统原理

　　3.1系统结构

　　HARSVERT-A系列高压变频调速系统结构见图1，由移相变压器、功率单元和控制器组成。6000V有15(或21)个功率单元，每5(或7)个功率单元串联构成一相。

　　图1高压变频调速系统结构图

　　3.2功率单元结构

　　每个功率单元结构上完全一致，可以互换，其电路结构见图2，为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥。

　　图2功率单元电路结构

　　3.3输出侧结构

　　输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，可得到如图3所示的阶梯PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电机不需要降额使用，可直接用于设备改造;同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。

　　当某一个单元出现故障时，通过使图2中的继电器K闭合，可将此单元旁路出系统而不影响其他单元的运行，变频器可持续降额运行，如此可减少很多场合下停机造成的损失。

　　图3高压变频调速系统输出的相电压阶梯PWM波形

　　4.设备运行特点

　　干熄焦循环风机变频的投运调试过程顺利，投运一次成功。该变频技术成熟，性能良好，优点主要体现在：

　　(1)运行稳定，安全可靠。设备自投运以来，一直运行正常，没出现过故障，并具有免维护的特点，只需定期清洗柜门上的通风滤网。

　　(2)速度响应及时准确，起停平稳。对电网几乎无谐波干扰，大大减少了电机的振动和噪音，完全满足干熄焦气体循环系统的工艺需求。

　　(3)变频器自身保护功能完备，控制器用户接口电路完善，现场信号接入灵活方便，内部控制连接采用光纤通信技术，具备良好的抗电磁干扰性，可靠性大大提高。

　　(4)适应电网电压波动能力强。尽管厂区内电网电压波动频繁(电压波动范围为5.7～6.3kV)，变频器运行仍稳定正常。

　　(5)节能效果显著。根据现场实际运行工况，排焦量在140t/h左右时，系统所需风量约为额定风量的30%，此时变频器的运行频率为40Hz。

　　参考文献

　　[1]潘立慧,魏松波,等.干熄焦技术[M].北京:冶金工业出版社,2005

　　[2]李运娥,申凌云,樊震宇,等.变频调速在电机控制中的应用[J].冶金动力,2008,6:4～6

干熄焦循环风机：品略 - 个人图书馆 - 分享知识，收藏好文章! -

　　焦化部眼睛向内，不断深入挖潜，以科技攻关推动企业降本增效。

　　循环风机作为干熄焦系统的心脏，为余热锅炉产生的高压蒸汽输送至发电机组提供源源不断的动力。干熄焦循环风机压力控制直接影响干熄炉排焦温度，是制约高压蒸汽产量的关键难题。以前靠人工操作，风机风量的调节无法准确控制。

　　为了解决风量调节这一棘手问题，实现排焦温度智能管控，该部成立了攻关团队，他们详细分析干熄焦循环风机系统历年运行数据，梳理并制作了大数据库，为智能操控提供了重要支撑，找出了最佳温度控制区间。

　　通过大量数据分析，无数次反复论证与实践，最终研发出干熄焦循环风机智能控制系统。经过应用试验，该系统将原来的温度调节不准确，不科学，转变成由智能调节系统根据温度变化趋势“预见”式自动调节，实现了风机风量的精准控制，避免了热能浪费，提高了蒸汽产量。

干熄焦循环风机：干熄焦循环风机模型的制作方法

　　干熄焦循环风机模型的制作方法

　　【专利摘要】本发明涉及干熄焦技术领域，公开了一种干熄焦循环风机模型，包括：机壳、及位于机壳内的叶轮、进风口和传动组，所述叶轮包括：轮毂、平板轮盖、平板轮盘及若干后向板型叶片，所述后向板型叶片焊接于平板轮盖与平板轮盘之间，且均匀分布，所述平板轮盘装配在轮毂上，且平板轮盘和轮毂的轴线在同一直线上，轮毂与传动组的轴连接，所述进风口与机壳相连，且位于所述传动组的一侧。本实施例的干熄焦循环风机模型的叶轮的叶片为后向板型叶片，因此风机运行点远离湍流区，并且电动机不易过载，运行效率得到提高。

　　【专利说明】

　　干媳焦循环风机模型

　　技术领域

　　[0001] 本发明设及干焰焦技术领域，特别设及一种干焰焦循环风机模型。

　　【背景技术】

　　[0002] 干焰焦是相对湿焰焦而言的，是指采用惰性气体将红焦降溫冷却的一种焰焦方 法。干焰焦系统主要由干焰炉、装入装置、排焦装置、提升机、电机车、焦罐台车、焦罐、一次 除尘器、二次除尘器、干焰焦锅炉单元、循环风机、除尘地面站、水处理单位、自动控制部分 及发电部分等组成。

　　[0003] 从炭化室推出的红焦由焦罐台车上的圆形旋转焦罐接收，焦罐台车由电机车牵引 至干焰焦提升井架底部，由提升机将焦罐提升至提升井架顶部;提升机挂着焦罐向干焰炉 中屯、平移的过程中，与装入装置连为一体的炉盖由电动缸自动打开，装焦漏斗自动放到干 焰炉上部;提升机放下的焦罐由装入装置的焦罐台接收，在提升机下降的过程中，焦罐底闽 口自动打开，开始装入红焦;红焦装完后，提升机自动提起，将焦罐送往提升井架底部的空 焦罐台车上，在此期间装入装置自动运行将炉盖关闭。

　　[0004] 装入干焰炉的红焦，在预存段预存一段时间后，随着排焦的进行逐渐下降到冷却 段，在冷却段通过与循环气体进行热交换而冷却，再经振动给料器、旋转密封阀、溜槽排出， 然后由专用皮带运输机运出。冷却焦炭的循环气体，在干焰炉冷却段与红焦进行热交换后 溫度升高，并经环形烟道排出干焰炉。高溫循环气体经过一次除尘器分离粗颗粒焦粉后进 入干焰焦锅炉进行热交换，锅炉产生蒸汽，溫度降至约160°C的低溫循环气体由锅炉出来， 经过二次除尘器进一步分离细颗粒焦粉后，由循环风机送入给水预热器冷却至约130°C，再 进入干焰炉循环使用。实际使用中溫度一般在180°C左右运行，可能短时运行在200°C。

　　[0005] 干焰焦循环风机是钢厂干焰焦系统的核屯、设备，为干焰焦系统气体循环提供动力 并根据工况调整转速调节循环风量。干焰焦在节能、环保和改善焦炭质量等方面优于传统 的湿焰焦，对节约能源，保护生态环境、保护人类健康等具有重要意义。随着经济发展，随着 节能环保的更高要求，现有风机模型如BB24、BB50、4-73、4-72、9-19、9-26、5-48、6-48等系列产品远远满足不了日益发展的市场需要。运些风机的叶轮运行点接近于端流区， 无因次性能曲线睹，高效区范围窄，电动机容易过载，导致运行效率低。

　　【发明内容】

　　[0006] 本发明提出一种干焰焦循环风机模型，解决了现有技术中叶轮运行点接近于端流 区，无因次性能曲线睹，高效区范围窄，电动机容易过载，运行效率低的问题。

　　[0007] 本发明的干焰焦循环风机模型，包括:机壳、及位于机壳内的叶轮、进风口和传动 组，所述叶轮包括:轮穀、平板轮盖、平板轮盘及若干后向板型叶片，所述后向板型叶片焊接 于平板轮盖与平板轮盘之间，且均匀分布，所述平板轮盘装配在轮穀上，且平板轮盘和轮穀 的轴线在同一直线上，轮穀与传动组的轴连接，所述进风口与机壳相连，且位于所述传动组 的一侧。

　　[000引其中，叶片出口直径为950~1050mm，叶片进口直径为520~520.5mm，叶片进口宽 度为143~144mm，叶片出口宽度为69~70mm，叶片出口角为42°~43° ;

　　[0009] 进风口直径为705~710mm、轴向长度为235~237.5mm;

　　[0010] 机壳宽度292~296mm，机壳出口中屯、到机壳中屯、为距离为715~719mm，机壳出口 为592mm X 296mm的方形。

　　[00川其中，叶片出口直径为1000mm，叶片进口直径为520.3mm，叶片进口宽度为 143.5mm，叶片出口宽度为69.5mm，叶片出口角为42.4° ;

　　[001^ 进风口直径为710mm，轴向长度为237.5mm;

　　[0013] 机壳宽度296mm，机壳出口中屯、到机壳中屯、为距离为719mm。

　　[0014] 其中，后向板型叶片为12片。

　　[0015] 其中，所述机壳为板材焊接而成的蜗壳体，进风口为由板材焊接而成，其型线为沿 轴向收敛的锥弧形。

　　[0016] 本实施例的干焰焦循环风机模型的叶轮的叶片为后向板型叶片，因此风机模型运 行点远离端流区，无因次性能曲线平缓、高效区宽、噪声低，电动机不易过载，运行效率得到 提局。

　　【附图说明】

　　[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 W根据运些附图获得其他的附图。

　　[0018] 图1是本发明的一种干焰焦循环风机模型结构示意图；

　　[0019] 图2是图1的干焰焦循环风机模型的外壳形状图；

　　[0020] 图3是图1的干焰焦循环风机模型的叶轮结构示意图；

　　[0021] 图4是图3的右视图；

　　[0022] 图5是本发明的干焰焦循环风机模型的无因次性能曲线图，从上到下依次为效率 曲线、压力曲线、功率曲线，其中4为流量系数为全压系数、A为功率系数、化叶轮效率。

　　【具体实施方式】

　　[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。

　　[0024] 本实施例的干焰焦循环风机模型如图1~4所示，包括机壳1、叶轮2、进风口 3和传 动组4。传动组4包括主轴、轴承箱等现有结构。叶轮包括:轮穀8、平板轮盖6、平板轮盘7及若 干后向板型叶片5,图4中示出了 12个后向板型叶片5。后向板型叶片5焊接于平板轮盖6与平 板轮盘7之间，且均匀分布，平板轮盘7装配在轮穀8上。平板轮盘7和轮穀8的轴线在同一直 线上。轮穀8与传动组4的主轴连接，进风口 3与机壳1相连，且位于传动组4的一侧。

　　[0025] 如图1~3中箭头所示，叶轮2在传动组4的驱动下旋转，空气从进风口 3吸入叶轮2， 从叶轮2的出口进入机壳1。由于叶轮2的叶片5为后向板型叶片，因此风机模型运行点远离 端流区，无因次性能曲线平缓、高效区宽、噪声低并且电动机不易过载，运行效率得到提高。

　　[0026] 机壳1为板材焊接而成的蜗壳体1，进风口 3由板材焊接而成，其型线为沿轴向收敛 的锥弧形，使得进风效率更高。

　　[0027] 通流部分主要特征：

　　[0028] 叶片出口直径为950~1050mm，叶片进口直径为520~520.5mm，叶片进口宽度为 143~144mm，叶片出口宽度为69~70mm，叶片出口角为42°~43°。

　　[0029] 进风口直径为705~710mm、宽度为235~237.5mm。

　　[0030] 机壳宽度292~296mm，机壳出口中屯、到机壳中屯、为距离为715~719mm，机壳出口 为592mm X 296mm的方形。

　　[0031] 在上述设计尺寸下，风机模型运行点更加地远离端流区，无因次性能曲线更平缓、 高效区更宽。尤其是叶片进口角符合实际气流流动方向，叶片进口磨损最小，与同类风机相 比具有最佳的气动性能。

　　[0032] 优选地，叶片出口直径为1000讓，叶片进口直径为520.3mm，叶片进口宽度为 143.5mm，叶片出口宽度为69.5mm，叶片出口角为42.4° ;进风口直径为710mm，轴向长度为 237.5mm;机壳宽度296mm，机壳出口中屯、到机壳中屯、为距离为719mm。

　　[0033] 由于风机产品系列均由风机模型模拟设计，因此通流部分设计的任意机号产品均 在保护之内，即可按所述叶轮、进气口、机壳尺寸同比放大或缩小制成系列产品。

　　[0034] 如图5所示，本实施例的干焰焦循环风机模型的无因次性能曲线及参数特征:流量 系数4为0.07284，全压系数4为0.48465，功率系数A为0.04158，叶轮效率化为83.911 %。

　　[0035] 举例1:某干焰焦系统用风机设计参数:大气压化为化;大气密度P为1.化g/ m3;流量为52000 (m3/h);全压为7500 (Pa)。

　　[0036] 选型方案1:如果没有本实施例的干焰焦循环风机模型，要满足W上参数只能选6-29系列(转速n=1450;r/min)。

　　[0037] 选型方案2:在某无因次曲线段可选本实施例的干焰焦循环风机模型（转速n=1450r/min)。

　　[0038] 下表给出了同样参数下，本实施例的干焰焦循环风机模型与6-29型风机的性能对 比结果，可W看出本实施例的风机模型具有风机全压效率高、轴功率小、耗功低及节能的优 势。 「nmol

　　1〇〇4〇]W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

　　【主权项】

　　1. 一种干熄焦循环风机模型，包括:机壳、及位于机壳内的叶轮、进风口和传动组，其特 征在于，所述叶轮包括:轮毂、平板轮盖、平板轮盘及若干后向板型叶片，所述后向板型叶片 焊接于平板轮盖与平板轮盘之间，且均匀分布，所述平板轮盘装配在轮毂上，且平板轮盘和 轮毂的轴线在同一直线上，轮毂与传动组的轴连接，所述进风口与机壳相连，且位于所述传 动组的一侧。2. 如权利要求1所述的干熄焦循环风机模型，其特征在于，叶片出口直径为950~ 1050mm，叶片进口直径为520~520.5mm，叶片进口宽度为143~144mm，叶片出口宽度为69~ 70mm，叶片出口角为42°~43° ; 进风口直径为705~710mm、轴向长度为235~237.5mm; 机壳宽度292~296mm，机壳出口中心到机壳中心为距离为715~719mm，机壳出口为 592mm X 296mm 的方形。3. 如权利要求2所述的干熄焦循环风机模型，其特征在于，叶片出口直径为1000mm，叶 片进口直径为520.3mm，叶片进口宽度为143.5mm，叶片出口宽度为69.5mm，叶片出口角为 42.4°； 进风口直径为710mm，轴向长度为237.5mm; 机壳宽度296mm，机壳出口中心到机壳中心为距离为719mm。4. 如权利要求1所述的干熄焦循环风机模型，其特征在于，后向板型叶片为12片。5. 如权利要求1~4中任一项所述的干熄焦循环风机模型，其特征在于，所述机壳为板 材焊接而成的蜗壳体，进风口为由板材焊接而成，其型线为沿轴向收敛的锥弧形。

　　【文档编号】F04D29/30GKSQ

　　【公开日】2020年8月3日

　　【申请日】2020年4月8日

　　【发明人】辛大兰, 邓建刚, 周奕, 陈宇

　　【申请人】重庆通用工业(集团)有限责任公司

万豪磁悬浮风机 春鼎磁悬浮风机维修 磁悬浮风机真空泵一体机

咨询电话：400-966-0628