变频器的发展及在钢铁企业中的应用
时间：2021-01-28 04:00:29 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要
随着我国的电气设备的发展，由于变频器存在许多优点，使得它在我国钢铁工业中的应用也越来越普遍。本文首先介绍了我国变频器的应用发展历程，进而介绍了其在钢铁企业中的具体应用，并阐释了变频器的应用范围以及优缺点。
【关键词】水泵变频器 应用发展现状 具体应用 优缺点
随着科学技术的进步与发展，变频调速技术逐渐被应用到工业行业的各个领域，比如变频空调、洗衣机、供水系统等。变频调速技术主要是利用自动控制、电子通信等技术，来对机器的运行进行调速控制的处理，它具有节能高效的优良特性。随着变频技术的应用，极大加快了我国机械自行化、智能化的进度，同时也为企业节约了不少生产人力成本，提高经济效益，但随之而来也出现了一些干扰问题。如果不采取有效的手段处理这些干扰问题，将会导致机械设备不能正常运转或者是效率低下，进而影响企业的经营管理工作的进行。因此，我们有必要研究分析我国水泵变频器的应用发展以及干扰问题，并结合先进经验，提出有效的解决措施。
1 我国变频器的发展与应用
1.1 变频器的发展
我国交流电机变频调速技术已经经历20多年的发展与应用，并逐渐成为了我国电机调速的主流应用技术。变频器主要存在以下优点：体积较小，重量轻、精确度高、功能齐全、操作简便以及通用性强。基于以上优点，它可以进行变极调速、滑差调速、调压调速等，这在很大的程度上满足了当代人们对于机械设备变频的要求。
截止到目前来看，我国变频器主要使用的总功率大约为800万KV到1200万KV之间，其中大多数的变频器被应用于供水、供暖、输液以及通风系统，而被使用到工艺性调速设备装置上的变频器并不常见，并且在使用中的变频器中大多以低压变频为主。所以我国应该扩大变频器的适用范围，扩大变频器的市场，推动变频技术的进步发展。
1.2 变频器的应用
我国变频器的应用主要集中于以下几方面：（1）节能，随着风机、水泵的频率控制，大大节省了能源的消耗，而且这种水泵变频器易于回收再利用。（2）变频器除了基本的调速之外，还被用于进行智能精度控制。（3）变频器的使用可以提高产品生产工艺水平以及质量，在重工业方面，变频器被应用于机床控制，由于其易于操作，精确度高、标准化等特点，导致了企业在产品生产中的生产效率以及生产质量得到了极大地改进提高。
1.3 高压水泵变频器的简介
这里所说的高压是指电压等级为2300V、3300V、6000V。在高压水泵变频器没有发明之前，我们常采用低压器件功率串联或者是通过变压器变压的方式对大功率的高压交流式电动机进行变频处理。
随着耐高压晶体管的引入，一些企业相继推出了高压水泵变频器，它主要是水泵变频器的输出可以直接接入高压电动机，并需要使用专用的水泵变频器进行电压转换。目前，最大的可对7500KW的电动机进行变频控制。为了满足变压器中的脉冲需求，水泵变频器需要配备专用的变压器。根据电网对于谐波的分量要求，我们可以选用6、12、18、34等不同的脉冲整流器。图1展示了简易的恒压以及光伏水泵变频器的工作原理，如图1。
恒压水泵变频主要是实现了对大范围内的水流速度的控制。主要是利用了电磁以及转矩电力对设备进行了控制，并且通过有效调节转动机子上的电压对水流速度起到是矢量控制的效果。
2 水泵变频器钢铁企业的应用
湖南华菱湘潭钢铁集团有限公司，配套拥有炼焦、烧结、炼铁、炼钢、轧材等一整套工艺装备，年产量近千万吨。其中水泵房的应用，确保各系统生产用水的正常供给，而且多个系统水泵通过变频器的投入运行，实现对水的流量、压力的控制，起到了稳定水压、水泵高效运行节能两方面的作用。根据变频器应用发展与现场实际使用情况，对变频器的应用进行阐述。
2.1 无变频泵系统
（1）水泵站送炼铁常压水系统，运行两台供水泵，受现场空间问题，未配套变频器，水泵工频运行。由于供水使用用户范围广，管网压力波动值达0.1MPa，经常因水压低，而增开水泵保产，这样既增加了电能损失，同时管网憋压运行，不利于生产、设备的长期稳定运行。
（2）线材的浊环用水系统，运行两台供水泵，受现场空间问题，未配套变频器，水泵工频运行。该系统主要为生产提供喷淋用水，当现场换轧辊时，用水量大幅减少，水量的减少造成水泵空转，管道憋压，电能白白浪费，设备损坏率提高。
2.2 手动调频泵系统
炼铁口回用水系统，主要收集厂区内污水，通过工艺设施、投加药剂处理，水质达标合格外送。图2中展示了整个系统工艺图，红线区域泵组采用变频泵。
该系统为厂区内废水收集，进水量波动大是其最大的特点，以上二个提升、一个回用系统，均拥有两台变频泵，正常运行时投运一台，通过手动调频（0～50HZ），供水流量、压力基本稳定，保证时时监控、节降能耗，管网运行比较稳定，但仍浪费劳动力进行调控。
2.3 变频器自动调频泵系统
（1）五米板材净环水系统，送转炉气化冷却水的M3组泵，正常运行两台水泵；送板材软化水用水的M16组泵，正常运行两台水泵。两个系统用水波动较大，通过变频器，实现水泵与压力联锁，快速、便捷的自动调节水压、流量，管网运行十分稳定。通过变频器自动调节，保障了系统用水的稳定性，对比工频泵节能效果良好。图5展示了转炉气化冷却水系统，图6展示了软化水用水系统。
（2）五米板材ACC水系统，送ACC高位水箱的M2组泵，正常运行一台水泵；送ACC轧板侧喷用水的M3组泵，正常运行两台水泵。受生产工艺的影响，两个系统用水波动较大，通过变频器，实现水泵与压力联锁，快速、便捷的自动调节水压、流量，管网运行十分稳定。通过变频器自动调节，保障了系统用水的稳定性，节能效果良好。图7红线区域展示了两个系统。
3 结束语
综上所述，本文系统地介绍了水泵变频器在钢铁企业不同系统中的应用，而企业要根据具体应用情况，采取合适的应用系统，这样才能取得最大的经济效益，而且可以最大限度地发挥水泵变频器的作用。
参考文献
[1]朱军峰.高压变频器在钢铁企业中的应用[J].科技信息，2010，11：785+764.
[2]田振.钢铁企业MES现状及发展趋势[A].中国金属学会冶金自动化分会、北方工业大学、北京金属学会、河北省冶金学会、山东金属学会、中国自动化学会应用专业委员会.2008全国第十三届自动化应用技术学术交流会论文集[C].中国金属学会冶金自动化分会、北方工业大学、北京金属学会、河北省冶金学会、山东金属学会、中国自动化学会应用专业委员会，2008（06）.
[3]王雪松，赵争鸣.高压变频器在电力和冶金行业的应用现状分析[J].电气技术，2006，08：44-48.
[4]钟述文.交流变频调速传动在钢铁企业的应用[J].变频器世界，2005，09：12-16.
[5]中国钢铁工业协会科技环保部，苏天森.关于我国钢铁工业技术与装备"国产化"几个问题的探讨[N].世界金属导报，2001-06-19001.
作者简介
宋勇（1985-），男，大学本科学历，现为湖南湘潭钢铁集团有限公司动力厂助理工程师，主要从事管理方面的工作。
作者单位
湖南湘潭钢铁集团有限公司动力厂 湖南省湘潭市 411101
