第一部分：高爐出鐵除塵風(fēng)機(jī)高壓變頻改造節(jié)能分析
一、設(shè)備參數(shù)
1、電機(jī)參數(shù)：
型號(hào)：Y5601-10 額定功率：710KW
額定電壓：6KV 額定電流：87A
功率因數(shù)： 效 率：
額定轉(zhuǎn)速：580r/min 實(shí)際運(yùn)行電流：82A
擋板開(kāi)度：100%
2、風(fēng)機(jī)參數(shù)：
根據(jù)用戶(hù)提供的的風(fēng)機(jī)型號(hào)和風(fēng)量，從新查產(chǎn)品樣本得知風(fēng)機(jī)的型號(hào)和數(shù)據(jù)如下：
型號(hào)：Y4-73-1IINo29.5F 流 量：440874m3/h
全壓：4000pa 軸功率：585KW
效 率：82%
3、運(yùn)行工況
石家莊鋼鐵有限公司煉鋼廠有1#、2#、3#三臺(tái)煉鐵爐，每臺(tái)煉鐵爐設(shè)有一個(gè)出鐵口。煉鐵爐出鐵時(shí)，高溫的鐵水會(huì)同空氣發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的煙氣。一方面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作的工人不利，另一方面也對(duì)環(huán)境造成了巨大的污染。為降低污染，改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，節(jié)能降耗，需要對(duì)煉鐵爐的除塵系統(tǒng)進(jìn)行變頻調(diào)速改造。
該除塵系統(tǒng)配置Y4-73№29.5F風(fēng)機(jī)一臺(tái)（配套電機(jī)功率710kW），除塵風(fēng)機(jī)共帶有三臺(tái)高爐：1#、2#、3#，每臺(tái)高爐出鐵周期80min，其中除塵時(shí)間30min。運(yùn)行時(shí)不除塵、一臺(tái)爐除塵、二臺(tái)爐除塵、三臺(tái)爐除塵的情況都有，而不除塵的時(shí)間極少?，F(xiàn)運(yùn)行時(shí)擋板全開(kāi)，運(yùn)行電流82A，不（出鐵）除塵時(shí)的電流60～65A。
因此，為了提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，節(jié)能降耗，非常有必要對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。除塵風(fēng)機(jī)變頻改造之后，煉鐵爐除塵風(fēng)機(jī)需要四種風(fēng)量來(lái)適應(yīng)煉鐵爐出鐵工藝要求。
二、除塵風(fēng)機(jī)工藝過(guò)程
當(dāng)煉鐵爐煉鐵不出鐵時(shí)也不除塵，因此也不需要風(fēng)量。由于沒(méi)有1臺(tái)、2臺(tái)、3臺(tái)高爐出鐵時(shí)所需要的風(fēng)量數(shù)據(jù)，所以按照每臺(tái)高爐除塵時(shí)需要風(fēng)量為14萬(wàn)m3/h考慮。
當(dāng)1臺(tái)爐出鐵口出鐵時(shí)需要風(fēng)量14萬(wàn)m3/h；兩臺(tái)爐出鐵口同時(shí)出鐵需要風(fēng)量28萬(wàn)m3/h；當(dāng)3臺(tái)出鐵口出鐵時(shí)需要風(fēng)量42萬(wàn)m3/h。
按3臺(tái)爐同時(shí)生產(chǎn)，每臺(tái)爐每天3班，每班8小時(shí)，每臺(tái)爐每班出6爐鐵，每個(gè)班3臺(tái)爐總計(jì)出鐵18爐。每個(gè)出鐵周期80分鐘，其中有30分鐘為出塵時(shí)間。其中每班中有1個(gè)周期3臺(tái)爐同時(shí)出鐵，除塵風(fēng)量為42萬(wàn)m3/h；6個(gè)周期2臺(tái)爐同時(shí)出鐵，一臺(tái)爐不出鐵，除塵風(fēng)量為28萬(wàn)m3/h；只有3個(gè)周期1臺(tái)爐出鐵，其余兩臺(tái)不出鐵，除塵風(fēng)量為14萬(wàn)m3/h。不出鐵的時(shí)間內(nèi)維持風(fēng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速5%左右，風(fēng)量大概為2.2萬(wàn)m3/h。
工藝流程示意圖
a到b為不出鐵時(shí)間；
b到d為1個(gè)出鐵口出鐵時(shí)間，其中b到c為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；風(fēng)機(jī)升速時(shí)可以根據(jù)需要跨越任一升速點(diǎn)；
d到f為2個(gè)出鐵口出鐵時(shí)間，其中d到e為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；風(fēng)機(jī)升速時(shí)可以根據(jù)需要跨越任一升速點(diǎn)；
f到h為3個(gè)出鐵口出鐵時(shí)間，其中f到g為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；風(fēng)機(jī)升速時(shí)可以根據(jù)需要跨越任一升速點(diǎn)；
h點(diǎn)風(fēng)機(jī)開(kāi)始減速。
h到J為2個(gè)出鐵口出鐵時(shí)間，其中h到i為風(fēng)機(jī)降速時(shí)間；風(fēng)機(jī)降速時(shí)可以根據(jù)需要跨越任一降速點(diǎn)；
j到l為2個(gè)出鐵口出鐵轉(zhuǎn)換為1個(gè)鐵口出鐵時(shí)間，其中j到k為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；
l到b為1個(gè)鐵口出鐵轉(zhuǎn)換為出鐵口停止出鐵時(shí)間，其中l(wèi)到a為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；
a到b為不出鐵時(shí)間。
三、調(diào)速要求
對(duì)除塵系統(tǒng)進(jìn)行高壓變頻改造之后，要求有自動(dòng)旁路、有遠(yuǎn)控箱、無(wú)閉環(huán)。變頻調(diào)速運(yùn)行后，不除塵時(shí)段、一臺(tái)爐除塵時(shí)段、二臺(tái)爐同時(shí)除塵時(shí)段、三臺(tái)爐同時(shí)除塵時(shí)段各運(yùn)行一個(gè)頻率。不除塵時(shí)維持最低轉(zhuǎn)速，三臺(tái)爐除塵時(shí)轉(zhuǎn)速最高。從每臺(tái)高爐處各取一個(gè)出鐵口位置狀態(tài)信號(hào)送入變頻器的PLC。為簡(jiǎn)化控制邏輯，現(xiàn)場(chǎng)直接根據(jù)出鐵口的開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)控制變頻器的轉(zhuǎn)速。變頻器預(yù)設(shè)4個(gè)速度點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出鐵口的開(kāi)關(guān)狀態(tài)位置信號(hào)通過(guò)PLC的邏輯運(yùn)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)滿(mǎn)足所需風(fēng)量要求。
變頻器內(nèi)具有PLC和中文的人機(jī)界面，將給給現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作帶來(lái)很大便利，調(diào)試周期很短。各種參數(shù)設(shè)置十分方便，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)煙氣的多少，可以及時(shí)調(diào)整各速度段點(diǎn)的風(fēng)量，除塵改造后，現(xiàn)場(chǎng)條件將會(huì)大為改善。
速度點(diǎn) 調(diào)速比例 風(fēng)量 運(yùn)行情況
U0 5％ 22000m3/h 不出鐵
U1 32％ 140000m3/h 1個(gè)出鐵口出鐵
U2 64％ 280000m3/h 2個(gè)出鐵口出鐵
U3 95％ 420000m3/h 3個(gè)出鐵口出鐵
四、節(jié)能計(jì)算
根據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)在一天中各速度段的運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)如下表:序號(hào) 名 稱(chēng) 3臺(tái)爐同時(shí)出鐵 2臺(tái)爐同時(shí)出鐵 1臺(tái)爐同時(shí)出鐵 不出鐵不除塵時(shí)間
備 注
1 每天除塵運(yùn)行時(shí)間 每天
2 編號(hào) A B C D
3 出鐵周期時(shí)段
f——h d-f/h-j b-d/j-l 每個(gè)時(shí)間段內(nèi)出鐵時(shí)間為90min。其中出塵時(shí)間為30min為1/3。
4 運(yùn)行時(shí)間h 1.5h 9 4.5 9 除塵時(shí)間每個(gè)出鐵周期內(nèi)為30min。
5 風(fēng)量Q3/h 420000 280000 140000 22000
6 風(fēng)量比K 0.95 0.64 0.32 0.1 按流量比取調(diào)速比K
7 輸入功率PS
kW 669.2
514
調(diào)速之后
8 耗電kW 634.7 294.4 73.6 41.1 變頻器效率:
9 節(jié)電率（%） 5 56 89 92
10 節(jié)電PSZ（kW） 34.5 374.8 595.6 472.9
11 節(jié)電量kWh 51.75 3370.5 2680.2 4256.1
12 每天節(jié)電費(fèi)（元） 26.91 1752.66 1393.70 2213.17
13 年節(jié)電費(fèi)（元） 序號(hào)12：（A＋B＋C＋D）×T
5386.44×300=16115932元 年運(yùn)行T=300天
風(fēng)機(jī)的功率P和轉(zhuǎn)速的三次方成正比，風(fēng)壓p和轉(zhuǎn)速的平方成正比，流量Q和轉(zhuǎn)速成正比。
（轉(zhuǎn)載）
