Aplicação do FD5000 em ventiladores de ar primário de siderúrgicas

Em unidades de geração de energia a carvão de usinas siderúrgicas com autossuficiência energética, os ventiladores de ar primário tradicionais adotam o modo de regulação por frequência da rede elétrica com velocidade constante e estrangulamento por dampers. Os motores dos ventiladores são conectados diretamente às fontes de alimentação de frequência da rede e funcionam continuamente na velocidade nominal. Eles não ajustam a velocidade de acordo com a carga da caldeira e a demanda de geração de energia da unidade. A regulação do volume e da pressão do ar no local depende inteiramente da abertura e do fechamento dos dampers de entrada e saída. A adaptação à demanda de ar ocorre passivamente por meio do aumento da resistência do duto de ar e do estrangulamento, um método de regulação por estrangulamento ineficiente. Sob o modo de operação tradicional, a eficiência operacional real dos ventiladores de ar primário permanece abaixo de 60% por um longo período, apresentando deficiências evidentes.

1. O método de regulação está desatualizado. A restrição por amortecedor causa perda de pressão significativa e desperdício de energia elétrica.

2. A potência de saída do ventilador não corresponde à carga real. O consumo de energia inválido permanece alto e a taxa de consumo de energia da planta permanece em um nível elevado.

3. O equipamento opera longe das condições de trabalho de alta eficiência por um longo período. Ele sofre desgaste severo, baixa estabilidade e altos custos de manutenção.

Uma siderúrgica estrangeira pretende modernizar e transformar o sistema tradicional de ventiladores de ar primário de forma direcionada. O objetivo é economizar energia, reduzir o consumo, melhorar a eficiência operacional e estabilizar as condições de funcionamento das unidades geradoras de energia a carvão.

Plano de Implementação

De acordo com os parâmetros do ventilador especificados pelo cliente estrangeiro, selecionamos o conversor de frequência de alta tensão da série FD5000, modelo FD5000-6/1000F-1A. O circuito principal é mostrado na figura abaixo.

O sistema protege fisicamente o conversor de frequência por meio de um gabinete de bypass automático. Ele também possui funções de sincronização mestre-escravo e compensação de baixa frequência para alcançar equilíbrio de potência e inicialização estável. Oferece excelente desempenho de saída em baixas frequências e atende à demanda por inicialização em regimes de alta potência. Além disso, não possui restrições quanto ao tempo e número de inicializações.

Adotamos o modo automático um-para-um. Este modo garante a comutação automática para a frequência da rede elétrica quando o conversor de frequência apresenta uma falha grave, permitindo que a carga continue funcionando. Além disso, evita o desligamento total da linha causado por uma falha pontual no conversor de frequência, prolonga a vida útil do equipamento e reduz as perdas decorrentes de desligamentos não planejados.

Vantagens da aplicação

1. Eliminamos o amortecedor de estrangulamento e utilizamos o conversor de frequência para ajustar a velocidade do motor diretamente. Isso permite a saída precisa de volume e pressão de ar sob demanda. O sistema apresenta alta precisão de controle e notável economia de energia, além de melhorar a eficiência operacional dos ventiladores.

2. Otimização colaborativa do sistema: O sistema possui um sistema de proteção completo com diversas proteções de software integradas. Ele realiza o controle automático e a gestão otimizada do processo de produção, melhorando a eficiência da produção e reduzindo o custo da intervenção manual.

3. Excelente desempenho de regulação de velocidade e capacidade de controle: A tecnologia de regulação de velocidade de frequência variável de alta tensão pode atingir alta potência de saída e causar pouca poluição harmônica à rede elétrica.