在煉鋼轉爐除塵風(fēng)機中的應用

一、冶金鋼鐵行業(yè)的基本情況

冶金行業(yè)中電機應用主要是軋鋼等機械的生產(chǎn)工藝傳動(dòng)和風(fēng)機水泵的傳動(dòng)，設備量大，能源浪費極大。隨著(zhù)冶金工業(yè)的產(chǎn)品結構調整和冶金生產(chǎn)的環(huán)保要求，冶金工業(yè)將大量新建軋鋼生產(chǎn)線(xiàn)，并大量應用除塵風(fēng)機和冷卻泵。

二、冶金行業(yè)電機系統運行現狀及節能潛力

鋼鐵生產(chǎn)流程的電機系統大體分兩類(lèi)：
生產(chǎn)機械的動(dòng)力驅動(dòng)；供/排水泵、鼓風(fēng)機及除塵風(fēng)機
1．生產(chǎn)機械的動(dòng)力驅動(dòng)：例如軋鋼傳動(dòng)，恒轉矩負載，工藝要求調速傳動(dòng)的，大都采用直流傳動(dòng)或交流調速傳動(dòng)。如采用變頻調速替代直流調速，不僅有可觀(guān)的節電效果，還會(huì )因生產(chǎn)效率的提高，維修費用的降低等原因而帶來(lái)很大的經(jīng)濟效益。
2．供/排水泵、鼓風(fēng)機和除塵風(fēng)機：它們在鋼鐵生產(chǎn)流程中大量采用，常規設計為不停機運行，流量過(guò)剩時(shí)采用流體循環(huán)或放空的耗能方法。如果采用“ACI”變頻節電器，不但節電效果達到30%以上，而且可采用閉環(huán)控制系統，進(jìn)行自動(dòng)跟蹤、調速，無(wú)須人工操作，這樣既節能又省工，并大大提高其設備之功效，增加經(jīng)濟效益。

三、案例分析（廣鋼轉爐除塵風(fēng)機）

1．控制對象：6000V、320KW電動(dòng)機
2．控制目的：根據工藝要求及特點(diǎn)，采用變頻調速裝置對電機調速，保證達到工藝的前提下，實(shí)現節能降耗的目的。
3．控制方案：要求根據煙塵量的大小，實(shí)現對電機轉速大小的控制。根據工藝要求的設計，控制系統采用可模擬輸入輸出的PLC與變頻器的多步相結合，控制風(fēng)機高速、中速、低速（或多步速）運行，并能實(shí)現風(fēng)機在全范圍內的調速、檢測、監測、控制，變頻器運行采用“閉環(huán)”和“開(kāi)環(huán)”兩種方式，并可互相切換。
4．控制特點(diǎn)：采用PLC控制與變頻調節，可使系統滿(mǎn)足調速方便，啟動(dòng)電流小，運行平穩，自動(dòng)調節加料吹煉、出鋼、倒渣、補爐等不同工藝時(shí)的電機轉速。這樣，損耗減少，節能顯著(zhù)，工作安全、可靠。
5．控制要點(diǎn)：考慮到系統對于煉鋼生產(chǎn)的特殊重要性，保留了原工頻回路，與變頻回路互鎖控制，并加以完善，作為變頻故障的應急措施，盡快恢復生產(chǎn)，實(shí)現“工頻”“變頻”兩種運行狀態(tài)的方便切換。

四、節能分析

風(fēng)機為平方轉矩負載，即風(fēng)機的負載轉矩與轉速的平方成正比，因此得出 = ，式中，P0為額定轉速，N0時(shí)的功率，P分別為轉速N時(shí)的功率。
根據轉爐煉鋼工藝要求，冶煉每爐鋼的時(shí)間為26min計算，其中：風(fēng)機（320KW）需要高速運行（吹氧）14min（頻率采取48Hz或更低），低速運行（加料、放鋼、倒渣、補爐等）12min（頻率按20Hz），如果每天低速運行11小時(shí)，每年運行時(shí)間按330天計算，則每年的節電量為：
W1=320×11× ×330
=1087257（度）
W2=320×（24－11）× ×330
=157872（度）
則年節電量為W=W1+W2=1245129（度）
每度電按0.68元計算，則每年平均節電費約為：1245129×0.68=846687元。

五、效益分析
1．除塵風(fēng)機進(jìn)行變頻調速改造，由于系統采用變頻節電器實(shí)現變速啟動(dòng)，減小了對風(fēng)機葉輪的磨損，大大延長(cháng)了設備使用壽命和維修周期，減少了維修費用帶來(lái)的直接經(jīng)濟損失。
2．系統采用過(guò)流、過(guò)壓、瞬時(shí)斷電、短路、欠壓、缺相、過(guò)載等多種保護，避免了因此造成電機燒損而影響生產(chǎn)所帶來(lái)的直接和間接經(jīng)濟損失。
3．系統采用變頻調速技術(shù)后節約了大量的電量，由此所帶來(lái)的能源及環(huán)保社會(huì )效益也是不可低估的。
4．投資回收期：設備總投資800000元，年節電費為：846687元，可以在9.5個(gè)月內全部通過(guò)節能降耗帶來(lái)的經(jīng)濟效益收回，這是一項非常值得關(guān)注的設備改造項目。

六、結束語(yǔ)
本著(zhù)“服務(wù)企業(yè)、回報社會(huì )”的精神，我公司多年致力于工廠(chǎng)自動(dòng)化系統及工廠(chǎng)設備技術(shù)改造方面的不斷探索，已向眾多的企業(yè)提供了優(yōu)質(zhì)服務(wù),建立了良好的信譽(yù)。為了增強新客戶(hù)對變頻調節電改造的認識和了解，我們提供了試機服務(wù)，同時(shí)我們將會(huì )以“誠實(shí)、務(wù)實(shí)、敬業(yè)”的工作態(tài)度對待每一個(gè)項目和客戶(hù)，真誠地希望我們的服務(wù)能為客戶(hù)帶來(lái)良好的社會(huì )和經(jīng)濟效益！