高壓變頻器在尾氣制酸中的應(yīng)用

1 項(xiàng)目概況

吐魯番工企礦冶有限公司銅冶煉廠，是新疆維吾爾自治區(qū)吐魯番地區(qū)最大的國(guó)有企業(yè)，由于國(guó)家對(duì)銅冶煉尾氣處理的要求越來(lái)越高，公司領(lǐng)導(dǎo)在綜合考慮各方面的因素后，認(rèn)為單純處理尾氣，還不如變廢為寶，將尾氣凈化處理后，將其中的SO2 轉(zhuǎn)變成硫酸，這樣既處理了尾氣，達(dá)到國(guó)家尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，又派生出新產(chǎn)品硫酸，可以獲得新的經(jīng)濟(jì)效益，一舉兩得。據(jù)此，該廠實(shí)施了9萬(wàn)t/年煙氣制酸項(xiàng)目。

該項(xiàng)目嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)方針政策和各項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)程、規(guī)范，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，全廠采用DCS 集中控制系統(tǒng)，項(xiàng)目完成后，系統(tǒng)整體技術(shù)設(shè)備達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

該項(xiàng)目計(jì)劃總投資7 000 萬(wàn)元，投產(chǎn)后年均利稅總額為1 000 萬(wàn)元。主要產(chǎn)品為98% H2SO4，質(zhì)量符合工業(yè)硫酸國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT34—2002 一等品標(biāo)準(zhǔn)。

要求的節(jié)能指標(biāo)是單位產(chǎn)品電耗在98 kW·h/t 98% H2SO4 以下，遠(yuǎn)低于199 kW·h/t100%H2SO4 的生產(chǎn)指標(biāo)，合理采用循環(huán)水系統(tǒng)，使本項(xiàng)目工業(yè)復(fù)用水率高達(dá)96.5%。

2 工藝流程

尾氣制酸工藝流程如圖1 所示。

3 變頻器的應(yīng)用

在該項(xiàng)目的工藝流程中，SO2煙氣由干燥塔到散熱器的過(guò)程是通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)風(fēng)道傳遞的，而鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行采用了變頻控制，不但使啟動(dòng)平穩(wěn)，風(fēng)量可隨時(shí)根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)，并且節(jié)約了能量。

3.1 現(xiàn)場(chǎng)的基本數(shù)據(jù)

電動(dòng)機(jī)的具體參數(shù)如下。

名稱SIMA變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)

型號(hào)YPT5003-2

功率710 kW

絕緣等級(jí)F

額定電壓10 kV

額定電流49.7 A

接法Y型

防護(hù)等級(jí)IP54

恒轉(zhuǎn)矩2260N.M，20-50 Hz

冷卻方式IC616

生產(chǎn)廠家西安西碼電機(jī)(集團(tuán))股份有限公司

離心鼓風(fēng)機(jī)的具體參數(shù)如下。

型號(hào)C850-1.357/0.969

流量850 m3/min

出口壓力38 000 Pa

電機(jī)功率710 kW

主軸轉(zhuǎn)速2 980 r/min

生產(chǎn)廠家湖北雙創(chuàng)鼓風(fēng)機(jī)制造有限公司

3.2 系統(tǒng)方案

根據(jù)用戶要求，現(xiàn)場(chǎng)共有兩套系統(tǒng)，配置兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，配置一套變頻器，即一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)，采用一拖二方式，如圖2 所示。旁路系統(tǒng)由1個(gè)高壓真空接觸器KM1 和5 個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)K1、K21、K22、K31、K32組成。要求K21不能和K1、K31同時(shí)閉合，K22不能和K1、K32同時(shí)閉合，在電氣上實(shí)現(xiàn)互鎖。K1與K31閉合，K21斷開(kāi)，1#電機(jī)變頻運(yùn)行;K1與K32 閉合，K22 斷開(kāi)，2# 電機(jī)變頻運(yùn)行。K1 與K31斷開(kāi)，K21 閉合，1# 電機(jī)工頻運(yùn)行;K1 與K32 斷開(kāi)，K22閉合，2#電機(jī)工頻運(yùn)行。

3.3 變頻器的配置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和用戶要求，采用山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的JD-BP38-710F型高壓大功率變頻器。變頻器的額定輸入電壓為10 kV，允許變化范圍-20%耀+15%，額定輸出電壓為0耀10 kV，額定容量800 kV·A，輸入諧波約3%，輸入功率因數(shù)躍95%，過(guò)載能力120%連續(xù)，150% 1 min。

在本系統(tǒng)中，由于用戶采用DCS 集中控制系統(tǒng)，因此系統(tǒng)采用上位機(jī)控制，將變頻器所需要的開(kāi)機(jī)信號(hào)和速度調(diào)節(jié)信號(hào)直接傳至用戶的集中控制系統(tǒng)，采用硬連接，在DCS 上直接進(jìn)行調(diào)節(jié)，并接受由DCS 上傳輸?shù)默F(xiàn)場(chǎng)電機(jī)的溫度及風(fēng)量調(diào)節(jié)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)過(guò)熱保護(hù)及風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。用戶DCS與變頻器連接的接口如表1、表2所列。

4 安裝與調(diào)試

4.1 安裝

安裝時(shí)注意不要將變頻器安裝在有較大灰塵、腐蝕或爆炸性氣體、導(dǎo)電粉塵等空氣污染嚴(yán)重的環(huán)境里?？紤]通風(fēng)散熱及操作空間的需要，10 kV 系列整套裝置背面離墻或是別的柜體距離不得小于1 500 mm，裝置頂部離屋頂距離不得小于1 500 mm; 裝置正面離墻或是別的柜體距離不得小于1 500 mm。

所有柜體應(yīng)牢固安裝于基座之上，并和廠房大地可靠連接。變壓器屏蔽層及接地端子PE 也應(yīng)接至廠房大地。各柜體之間應(yīng)相互連接成為一個(gè)整體。

安裝過(guò)程中，要防止變頻器受到撞擊和震動(dòng)，所有柜體不得倒置，傾斜角度不得超過(guò)30毅。

整體布局如圖3 所示。

以變頻器隨機(jī)配套的《整機(jī)連線圖》為依據(jù)進(jìn)行安裝接線。

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