你需要知道的除塵風(fēng)機(jī)節(jié)能要點(diǎn)！
1 變頻改造的必要性
轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，不可避免地會產(chǎn)生大量的煙氣，但是在一個(gè)吹煉周期中，煙氣的產(chǎn)生量以及收集方式是不同的。在吹煉期產(chǎn)生的大量煙氣由活動(dòng)煙罩收集，通過一次除塵系統(tǒng)處理，少量溢散的煙塵通過布置在爐口四周的二次除塵系統(tǒng)管道收集;在停止吹煉期，煙氣量少，但是轉(zhuǎn)爐在裝廢鋼、生鐵和出鋼時(shí)會產(chǎn)生一定量的煙塵，由于此時(shí)轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)為水平狀況，一次除塵基本不起作用，因此這部分煙塵主要由布置在爐口四周的二次除塵吸口收集處理。在一個(gè)吹煉周期中，對一、二次除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的要求見圖1。
在圖 1 中，a ～ c 段為加廢鋼和兌鐵水時(shí)間;c為轉(zhuǎn)爐氧槍吹煉信號;d ～ h 段為吹氧時(shí)間;h ～ 氧槍停吹信號;i ～ k 段為轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)間;k ～ m 段為轉(zhuǎn)爐倒渣和護(hù)爐時(shí)間。由圖 1 可以看出，在一個(gè)吹煉周期中，對一、二次除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的要求是不同的，其中二次除塵風(fēng)機(jī)僅在冶煉周期的裝廢鋼和出鋼階段起主要作用。
在原先使用液耦調(diào)速的電機(jī)工頻運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，除塵風(fēng)機(jī)原系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)按額定的轉(zhuǎn)速長期運(yùn)行。在整個(gè)生產(chǎn)過程中，原系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)始終處于滿負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行，風(fēng)量主要通過液耦調(diào)速或擋板風(fēng)門調(diào)節(jié)，無法達(dá)到合理的利用，造成了風(fēng)量和能量的很大浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)軸瓦的使用壽命短，既增加了維修費(fèi)用，又增加了設(shè)備故障時(shí)間。另外，除塵風(fēng)機(jī)為離心式風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)間長，啟動(dòng)電流大，對電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)的機(jī)械沖擊力大，嚴(yán)重影響其使用壽命。應(yīng)用高壓變頻調(diào)速技術(shù)，通過改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量，可以方便且頻繁地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無極調(diào)節(jié)，使電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)變速運(yùn)行。生產(chǎn)需要高風(fēng)量時(shí)電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行，其余均為低速運(yùn)行，縮短了高速運(yùn)行的時(shí)間。當(dāng)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的速度降低時(shí)，其節(jié)能效果非常明顯，大大降低了生產(chǎn)的成本。同時(shí)，使用變頻器控制，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，減少啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊，也可解決液耦調(diào)速時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)容易損壞的弊端。因此，對除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻器改造是非常有必要的。
2 改造方案
為了最大限度地提高設(shè)備的利用率，保障設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行，依據(jù)不同區(qū)域設(shè)備的不同要求，主要采用兩種改造方案:1)轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)保留原液耦控制為備用，將電機(jī)改為變頻控制，一旦變頻器壞，電機(jī)通過旁路切換到工頻，啟用液耦調(diào)速，保證生產(chǎn);2)轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)采用一拖一成套方案，取消原液耦系統(tǒng)，直接把電機(jī)改為變頻控制。當(dāng)變頻器故障無法正常運(yùn)行時(shí)，可以切換到工頻旁路方式下直接啟動(dòng)運(yùn)行，保障生產(chǎn)順行。由于原電機(jī)為 6 kv 高壓交流異步電動(dòng)機(jī)，變頻器使用 6 kv 高壓交流型變頻器，采用無反饋的矢量控制方式。主 plc 系統(tǒng)采用硬連接線方式實(shí)現(xiàn)變頻器的遠(yuǎn)程控制。變頻器控制系統(tǒng)與主 plc 系統(tǒng)之間的主要信號見表 1 和表 2。
主 plc 依據(jù)接收到的現(xiàn)場工藝參數(shù)控制點(diǎn)信號，按設(shè)定的邏輯計(jì)算出當(dāng)前的電機(jī)轉(zhuǎn)速值，轉(zhuǎn)換成模擬量控制信號發(fā)給變頻器，實(shí)現(xiàn)除塵風(fēng)機(jī)的升降速，滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要。依據(jù)區(qū)域的不同，主 plc接收信號有兩種處理方式:1)直接接收現(xiàn)場 plc 處理后發(fā)過來的高、低速指令信號，變頻器控制電機(jī)運(yùn)行在 hmi 設(shè)定的高、低轉(zhuǎn)速上;2)在接收現(xiàn)場 plc處理后發(fā)過來的高、低速指令信號的前提下，綜合考慮生產(chǎn)和環(huán)保的因素，依據(jù)冶煉周期動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步降低風(fēng)機(jī)能耗。 現(xiàn)場風(fēng)機(jī)速度控制信號見表 3。除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速節(jié)能曲線截圖見圖 2。
3 效果
除塵風(fēng)機(jī)變頻器經(jīng)過系列改造，目前所有除塵風(fēng)機(jī)都采用變頻控制，經(jīng)跟蹤測試，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的節(jié)能效果，運(yùn)行狀態(tài)良好。風(fēng)機(jī)電機(jī)輸入電流有明顯下降，設(shè)備實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng)，改善了除塵設(shè)備的運(yùn)行工況，極大地減輕了設(shè)備起動(dòng)時(shí)對供配電系統(tǒng)的沖擊和對機(jī)械設(shè)備的啟動(dòng)沖擊。使用高壓變頻器后，延長了風(fēng)機(jī)的使用壽命，單臺一次除塵風(fēng)機(jī)，改造后風(fēng)機(jī)檢修周期由原來的 26天延長至 50 天;減少了設(shè)備的維護(hù)量，單臺一次除塵風(fēng)機(jī)全年可降低費(fèi)用 5 萬元。為了對比節(jié)能效果，統(tǒng)計(jì)了日均產(chǎn)量在 11 000 t的情況下，變頻改造前、后運(yùn)行耗電情況。表 4 為改造前后變頻器運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)。
改造前9 臺除塵風(fēng)機(jī)實(shí)際噸鋼總電耗為11. 855kw·h /t，改造后 9 臺除塵風(fēng)機(jī)實(shí)際噸鋼總電耗為6. 651kw·h /t，按月產(chǎn)量 33 萬 t 計(jì)，月節(jié)電為:(11． 855 － 6． 651 ) kw · h /t × 330 000 t =1 717 320 kw·h，年節(jié)電為:1 717 320 ×12 =20 607840 kw·h。按全年平均電費(fèi)價(jià)格 0. 65 元計(jì)算，全年僅電費(fèi)一項(xiàng)就可節(jié)約 1 339. 5 萬元，節(jié)能效益非常明顯。
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在圖 1 中，a ～ c 段為加廢鋼和兌鐵水時(shí)間;c為轉(zhuǎn)爐氧槍吹煉信號;d ～ h 段為吹氧時(shí)間;h ～ 氧槍停吹信號;i ～ k 段為轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)間;k ～ m 段為轉(zhuǎn)爐倒渣和護(hù)爐時(shí)間。由圖 1 可以看出，在一個(gè)吹煉周期中，對一、二次除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的要求是不同的，其中二次除塵風(fēng)機(jī)僅在冶煉周期的裝廢鋼和出鋼階段起主要作用。
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改造前9 臺除塵風(fēng)機(jī)實(shí)際噸鋼總電耗為11. 855kw·h /t，改造后 9 臺除塵風(fēng)機(jī)實(shí)際噸鋼總電耗為6. 651kw·h /t，按月產(chǎn)量 33 萬 t 計(jì)，月節(jié)電為:(11． 855 － 6． 651 ) kw · h /t × 330 000 t =1 717 320 kw·h，年節(jié)電為:1 717 320 ×12 =20 607840 kw·h。按全年平均電費(fèi)價(jià)格 0. 65 元計(jì)算，全年僅電費(fèi)一項(xiàng)就可節(jié)約 1 339. 5 萬元，節(jié)能效益非常明顯。
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