INVT GD5000 для главного вытяжного вентилятора доменной печи в Алжире

Аннотация: В статье рассматривается применение высоковольтных преобразователей частоты (ВПЧ) серии INVT GD5000 на главном вытяжном вентиляторе доменной печи в рамках проекта по производству окатышей на металлургическом заводе в Алжире. Практическая эксплуатация продемонстрировала целесообразность, необходимость и энергосберегающие преимущества использования Высоковольтного преобразователи частототы для крупных вентиляторных нагрузок, что способствует более широкому внедрению данной технологии в доменных системах металлургических предприятий.

Ключевые слова: металлургический завод, главный вытяжной вентилятор доменной печи, Высковольтный преобразователь частоты, воздушно-водяное охлаждение

1. Введение

Главный вытяжной вентилятор - одно из важнейших видов оборудования металлургического завода. Он создаёт разрежение, необходимое для втягивания продуктов горения в доменную печь, обеспечивая полное сгорание топлива и стабильное качество окатышей. Такие параметры, как расход воздуха и давление, напрямую влияют на качество продукции и производственную эффективность.

Электродвигатель вентилятора является одним из основных потребителей электроэнергии, на него приходится почти две трети общего энергопотребления агломерационной производственной линии. Традиционные методы управления предусматривают использование синхронных двигателей с жидкостными пусковыми реостатами, а регулирование расхода воздуха осуществляется с помощью заслонок. Такой подход характеризуется низкой эффективностью, ограниченными возможностями оперативного регулирования и невысокой частотой пусков.

С быстрым развитием технологий высоковольтных и высоковольтных преобразователей частоты функции плавного пуска и точного регулирования скорости стали более совершенными и надёжными. В проекте алжирского металлургического завода применяется ВПЧ для регулирования скорости двигателя вентилятора, что значительно повышает эксплуатационную эффективность и обеспечивает энергосберегающий режим управления.

2. Краткое описание процесса доменной плавки чугуна

Доменный процесс производства чугуна представляет собой непрерывный процесс восстановления железной руды до жидкого чугуна. Сырьё, такое как железная руда, кокс и флюсы, загружается сверху печи в заданных пропорциях, образуя чередующиеся слои внутри шахты. По мере опускания материалы проходят стадии восстановления и плавления, в результате чего в горне образуются жидкий чугун и шлак.

Предварительно нагретый воздух подаётся в печь через фурмы, расположенные по окружности в нижней части. Углерод кокса реагирует с кислородом с образованием восстановительных газов — оксида углерода и водорода, которые удаляют кислород из руды. Жидкий чугун и шлак периодически выпускаются, а доменный газ выходит из верхней части печи, очищается и повторно используется в качестве топлива для другого оборудования.

3. Описание главного дутьевого вентилятора доменной печи

Главный дутьевой вентилятор - ключевое оборудование металлургического предприятия, обеспечавающее подачу стабильного воздушного потока, необходимого для плавки. Надёжная и стабильная работа вентилятора напрямую влияет на регулирование давления в колошнике, коэффициент использования объёма печи и объём выплавки чугуна.

Внезапная остановка вентилятора вследствие электрических, механических или управляющих неисправностей может привести к серьёзным аварийным ситуациям, таким как зависание шлака или обратный выброс газа, что создаёт значительные риски для безопасности и экономические потери. Поэтому система воздухоснабжения должна обеспечивать стабильное регулирование и иметь надёжную систему защиты для поддержания непрерывного производства.

4. Параметры оборудования на объекте

5. Схема управления

5.1 Схема главной силовой цепи

Главный дутьевой вентилятор подаёт горячий воздух в горн доменной печи и поддерживает систему вдувания пылеугольного топлива, являясь ключевым элементом доменной системы. С увеличением интенсивности плавки требуется больший объём горячего воздуха и стабильное регулирование его подачи для повышения производительности и поддержания равномерных условий внутри печи.

В данном проекте используется высоковольтный преобразователь частоты INVT GD5000-A7100-6.6-D для плавного пуска и регулирования скорости главного дутьевого вентилятора в рамках алжирского проекта по производству окатышей.

5.2 Особенности системы управления

Методы задания частоты включают цифровое задание, аналоговый сигнал, высокоскоростной импульсный вход, многоскоростное управление через клеммы, связь по Modbus и Profinet.

Режимы управления поддерживают:

• управление через HMI,

• управление с клемм,

• дистанционное управление по Modbus,

• управление по сети Profinet.

Система обеспечивает предварительную компенсацию пускового момента, торможение постоянным током при пуске и останове, а также автоматическую регулировку напряжения для поддержания стабильного выходного напряжения при колебаниях сети.

5.3 Преимущества использования преобразователя частоты

При использовании ПЧ время пуска вентилятора сокращается примерно с двух минут до нескольких секунд, а пусковой ток ограничивается 1,2–1,5 номинального значения.

Плавный пуск и торможение устраняют токовые броски и механические удары, характерные для регулирования заслонками, значительно снижая нагрузку на двигатель, подшипники и лопатки вентилятора.

Средневольтный ПЧ поддерживает как локальное управление через сенсорную панель, так и дистанционное управление через систему DCS, позволяя операторам точно регулировать скорость двигателя и расход воздуха из диспетчерской, повышая гибкость и безопасность эксплуатации.

6. Заключение

Опыт эксплуатации на объекте показал, что средневольтный ПЧ INVT GD5000 отличается компактностью, простотой монтажа и удобством наладки. Пользователю достаточно выбрать напряжение двигателя, настроить параметры и выполнить быструю процедуру самонастройки.

Система реализует разомкнутое векторное управление с обеспечением 150% номинального крутящего момента при частоте 0,5 Гц и временем отклика по моменту 100 мс, полностью удовлетворяя требованиям применения. Мониторинг состояния силовых ячеек в реальном времени позволяет заранее выявлять неисправности и повышает надёжность системы. Успешное внедрение дополнительно подтверждает преимущества Высоковольтных ПЧ в энергосберегающих применениях для вентиляторов и насосов.

7. Фотографии с объекта

Фотографии монтажа и эксплуатации системы высоковольтного преобразователя частоты GD5000, применённого на главном вытяжном вентиляторе доменной печи.