第一部分：高爐出鐵除塵風機高壓變頻改造節(jié)能分析
一、設備參數
1、電機參數：
型號：Y5601-10 額定功率：710KW
額定電壓：6KV 額定電流：87A
功率因數： 效 率：
額定轉速：580r/min 實際運行電流：82A
擋板開度：100%
2、風機參數：
根據用戶提供的的風機型號和風量，從新查產品樣本得知風機的型號和數據如下：
型號：Y4-73-1IINo29.5F 流 量：440874m3/h
全壓：4000pa 軸功率：585KW
效 率：82%
3、運行工況
石家莊鋼鐵有限公司煉鋼廠有1#、2#、3#三臺煉鐵爐，每臺煉鐵爐設有一個出鐵口。煉鐵爐出鐵時，高溫的鐵水會同空氣發(fā)生劇烈的化學反應，產生大量的煙氣。一方面對現場操作的工人不利，另一方面也對環(huán)境造成了巨大的污染。為降低污染，改善現場環(huán)境，節(jié)能降耗，需要對煉鐵爐的除塵系統進行變頻調速改造。
該除塵系統配置Y4-73№29.5F風機一臺（配套電機功率710kW），除塵風機共帶有三臺高爐：1#、2#、3#，每臺高爐出鐵周期80min，其中除塵時間30min。運行時不除塵、一臺爐除塵、二臺爐除塵、三臺爐除塵的情況都有，而不除塵的時間極少。現運行時擋板全開，運行電流82A，不（出鐵）除塵時的電流60～65A。
因此，為了提高風機的運行效率，節(jié)能降耗，非常有必要對風機進行調速控制。除塵風機變頻改造之后，煉鐵爐除塵風機需要四種風量來適應煉鐵爐出鐵工藝要求。
二、除塵風機工藝過程
當煉鐵爐煉鐵不出鐵時也不除塵，因此也不需要風量。由于沒有1臺、2臺、3臺高爐出鐵時所需要的風量數據，所以按照每臺高爐除塵時需要風量為14萬m3/h考慮。
當1臺爐出鐵口出鐵時需要風量14萬m3/h；兩臺爐出鐵口同時出鐵需要風量28萬m3/h；當3臺出鐵口出鐵時需要風量42萬m3/h。
按3臺爐同時生產，每臺爐每天3班，每班8小時，每臺爐每班出6爐鐵，每個班3臺爐總計出鐵18爐。每個出鐵周期80分鐘，其中有30分鐘為出塵時間。其中每班中有1個周期3臺爐同時出鐵，除塵風量為42萬m3/h；6個周期2臺爐同時出鐵，一臺爐不出鐵，除塵風量為28萬m3/h；只有3個周期1臺爐出鐵，其余兩臺不出鐵，除塵風量為14萬m3/h。不出鐵的時間內維持風機最低轉速5%左右，風量大概為2.2萬m3/h。
工藝流程示意圖
a到b為不出鐵時間；
b到d為1個出鐵口出鐵時間，其中b到c為風機升速時間；風機升速時可以根據需要跨越任一升速點；
d到f為2個出鐵口出鐵時間，其中d到e為風機升速時間；風機升速時可以根據需要跨越任一升速點；
f到h為3個出鐵口出鐵時間，其中f到g為風機升速時間；風機升速時可以根據需要跨越任一升速點；
h點風機開始減速。
h到J為2個出鐵口出鐵時間，其中h到i為風機降速時間；風機降速時可以根據需要跨越任一降速點；
j到l為2個出鐵口出鐵轉換為1個鐵口出鐵時間，其中j到k為風機減速時間；
l到b為1個鐵口出鐵轉換為出鐵口停止出鐵時間，其中l(wèi)到a為風機減速時間；
a到b為不出鐵時間。
三、調速要求
對除塵系統進行高壓變頻改造之后，要求有自動旁路、有遠控箱、無閉環(huán)。變頻調速運行后，不除塵時段、一臺爐除塵時段、二臺爐同時除塵時段、三臺爐同時除塵時段各運行一個頻率。不除塵時維持最低轉速，三臺爐除塵時轉速最高。從每臺高爐處各取一個出鐵口位置狀態(tài)信號送入變頻器的PLC。為簡化控制邏輯，現場直接根據出鐵口的開關狀態(tài)來控制變頻器的轉速。變頻器預設4個速度點，根據現場出鐵口的開關狀態(tài)位置信號通過PLC的邏輯運算，自動調節(jié)電機轉速來滿足所需風量要求。
變頻器內具有PLC和中文的人機界面，將給給現場調試工作帶來很大便利，調試周期很短。各種參數設置十分方便，根據現場煙氣的多少，可以及時調整各速度段點的風量，除塵改造后，現場條件將會大為改善。
速度點 調速比例 風量 運行情況
U0 5％ 22000m3/h 不出鐵
U1 32％ 140000m3/h 1個出鐵口出鐵
U2 64％ 280000m3/h 2個出鐵口出鐵
U3 95％ 420000m3/h 3個出鐵口出鐵
四、節(jié)能計算
根據統計，風機在一天中各速度段的運行時間數據如下表:序號 名 稱 3臺爐同時出鐵 2臺爐同時出鐵 1臺爐同時出鐵 不出鐵不除塵時間
備 注
1 每天除塵運行時間 每天
2 編號 A B C D
3 出鐵周期時段
f——h d-f/h-j b-d/j-l 每個時間段內出鐵時間為90min。其中出塵時間為30min為1/3。
4 運行時間h 1.5h 9 4.5 9 除塵時間每個出鐵周期內為30min。
5 風量Q3/h 420000 280000 140000 22000
6 風量比K 0.95 0.64 0.32 0.1 按流量比取調速比K
7 輸入功率PS
kW 669.2
514
調速之后
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（元） 26.91 1752.66 1393.70 2213.17
13 年節(jié)電費（元） 序號12：（A＋B＋C＋D）×T
5386.44×300=16115932元 年運行T=300天
風機的功率P和轉速的三次方成正比，風壓p和轉速的平方成正比，流量Q和轉速成正比。
（轉載）
