高压变频器在尾气制酸中的应用

1 项目概况

吐鲁番工企矿冶有限公司铜冶炼厂，是新疆维吾尔自治区吐鲁番地区最大的国有企业，由于国家对铜冶炼尾气处理的要求越来越高，公司领导在综合考虑各方面的因素后，认为单纯处理尾气，还不如变废为宝，将尾气净化处理后，将其中的SO2 转变成硫酸，这样既处理了尾气，达到国家尾气排放标准，又派生出新产品硫酸，可以获得新的经济效益，一举两得。据此，该厂实施了9万t/年烟气制酸项目。

该项目严格执行国家有关方针政策和各项设计规程、规范，对系统进行优化设计，全厂采用DCS 集中控制系统，项目完成后，系统整体技术设备达到国内先进水平。

该项目计划总投资7 000 万元，投产后年均利税总额为1 000 万元。主要产品为98% H2SO4，质量符合工业硫酸国家标准GBT34—2002 一等品标准。

要求的节能指标是单位产品电耗在98 kW·h/t 98% H2SO4 以下，远低于199 kW·h/t100%H2SO4 的生产指标，合理采用循环水系统，使本项目工业复用水率高达96.5%。

2 工艺流程

尾气制酸工艺流程如图1 所示。

3 变频器的应用

在该项目的工艺流程中，SO2烟气由干燥塔到散热器的过程是通过鼓风机经风道传递的，而鼓风机的运行采用了变频控制，不但使启动平稳，风量可随时根据需要任意调节，并且节约了能量。

3.1 现场的基本数据

电动机的具体参数如下。

名称SIMA变频调速三相异步电动机

型号YPT5003-2

功率710 kW

绝缘等级F

额定电压10 kV

额定电流49.7 A

接法Y型

防护等级IP54

恒转矩2260N.M，20-50 Hz

冷却方式IC616

生产厂家西安西码电机(集团)股份有限公司

离心鼓风机的具体参数如下。

型号C850-1.357/0.969

流量850 m3/min

出口压力38 000 Pa

电机功率710 kW

主轴转速2 980 r/min

生产厂家湖北双创鼓风机制造有限公司

3.2 系统方案

根据用户要求，现场共有两套系统，配置两台风机，配置一套变频器，即一台变频器拖动两台电机，采用一拖二方式，如图2 所示。旁路系统由1个高压真空接触器KM1 和5 个高压隔离开关K1、K21、K22、K31、K32组成。要求K21不能和K1、K31同时闭合，K22不能和K1、K32同时闭合，在电气上实现互锁。K1与K31闭合，K21断开，1#电机变频运行;K1与K32 闭合，K22 断开，2# 电机变频运行。K1 与K31断开，K21 闭合，1# 电机工频运行;K1 与K32 断开，K22闭合，2#电机工频运行。

3.3 变频器的配置

根据现场情况和用户要求，采用山东新风光电子科技发展有限公司生产的JD-BP38-710F型高压大功率变频器。变频器的额定输入电压为10 kV，允许变化范围-20%耀+15%，额定输出电压为0耀10 kV，额定容量800 kV·A，输入谐波约3%，输入功率因数跃95%，过载能力120%连续，150% 1 min。

在本系统中，由于用户采用DCS 集中控制系统，因此系统采用上位机控制，将变频器所需要的开机信号和速度调节信号直接传至用户的集中控制系统，采用硬连接，在DCS 上直接进行调节，并接受由DCS 上传输的现场电机的温度及风量调节信号，实现电机过热保护及风量的自动调节。用户DCS与变频器连接的接口如表1、表2所列。

4 安装与调试

4.1 安装

安装时注意不要将变频器安装在有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等空气污染严重的环境里。考虑通风散热及操作空间的需要，10 kV 系列整套装置背面离墙或是别的柜体距离不得小于1 500 mm，装置顶部离屋顶距离不得小于1 500 mm; 装置正面离墙或是别的柜体距离不得小于1 500 mm。

所有柜体应牢固安装于基座之上，并和厂房大地可靠连接。变压器屏蔽层及接地端子PE 也应接至厂房大地。各柜体之间应相互连接成为一个整体。

安装过程中，要防止变频器受到撞击和震动，所有柜体不得倒置，倾斜角度不得超过30毅。

整体布局如图3 所示。

以变频器随机配套的《整机连线图》为依据进行安装接线。

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