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：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
擋板開度：100%

2、風(fēng)機(jī)參數(shù)：
　　根據(jù)用戶提供的的風(fēng)機(jī)型號和風(fēng)量，從新查產(chǎn)品樣本得知風(fēng)機(jī)的型號和數(shù)據(jù)如下：
型號：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#三臺煉鐵爐，每臺煉鐵爐設(shè)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(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的煙氣。一方面對現(xiàn)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(xiàn)場環(huán)境，節(jié)能降耗，需要對煉鐵爐的除塵系統(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（配套電機(jī)功率710kW），除塵風(fēng)機(jī)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(yùn)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?，F(xiàn)運(yùn)行時擋板全開，運(yùn)行電流82A，不（出鐵）除塵時的電流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)量來適應(yīng)煉鐵爐出鐵工藝要求。

二、除塵風(fēng)機(jī)工藝過程
　　當(dāng)煉鐵爐煉鐵不出鐵時也不除塵，因此也不需要風(fēng)量。由于沒有1臺、2臺、3臺高爐出鐵時所需要的風(fēng)量數(shù)據(jù)，所以按照每臺高爐除塵時需要風(fēng)量為14萬m3/h考慮。
　　當(dāng)1臺爐出鐵口出鐵時需要風(fēng)量14萬m3/h；兩臺爐出鐵口同時出鐵需要風(fēng)量28萬m3/h；當(dāng)3臺出鐵口出鐵時需要風(fēng)量42萬m3/h。
　　按3臺爐同時生產(chǎn)，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(fēng)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(fēng)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(fēng)量為14萬m3/h。不出鐵的時間內(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(fēng)機(jī)升速時間；風(fēng)機(jī)升速時可以根據(jù)需要跨越任一升速點(diǎn)；
d到f為2個出鐵口出鐵時間，其中d到e為風(fēng)機(jī)升速時間；風(fēng)機(jī)升速時可以根據(jù)需要跨越任一升速點(diǎn)；
f到h為3個出鐵口出鐵時間，其中f到g為風(fēng)機(jī)升速時間；風(fēng)機(jī)升速時可以根據(jù)需要跨越任一升速點(diǎn)；
h點(diǎn)風(fēng)機(jī)開始減速。
h到J為2個出鐵口出鐵時間，其中h到i為風(fēng)機(jī)降速時間；風(fēng)機(jī)降速時可以根據(jù)需要跨越任一降速點(diǎn)；
j到l為2個出鐵口出鐵轉(zhuǎn)換為1個鐵口出鐵時間，其中j到k為風(fēng)機(jī)減速時間；
l到b為1個鐵口出鐵轉(zhuǎn)換為出鐵口停止出鐵時間，其中l(wèi)到a為風(fēng)機(jī)減速時間；
a到b為不出鐵時間。

三、調(diào)速要求
　　對除塵系統(tǒng)進(jìn)行高壓變頻改造之后，要求有自動旁路、有遠(yuǎn)控箱、無閉環(huán)。變頻調(diào)速運(yùn)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(yùn)行一個頻率。不除塵時維持最低轉(zhuǎn)速，三臺爐除塵時轉(zhuǎn)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(xiàn)場直接根據(jù)出鐵口的開關(guān)狀態(tài)來控制變頻器的轉(zhuǎn)速。變頻器預(yù)設(shè)4個速度點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場出鐵口的開關(guān)狀態(tài)位置信號通過PLC的邏輯運(yùn)算，自動調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來滿足所需風(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)場調(diào)試工作帶來很大便利，調(diào)試周期很短。各種參數(shù)設(shè)置十分方便，根據(jù)現(xiàn)場煙氣的多少，可以及時調(diào)整各速度段點(diǎn)的風(fēng)量，除塵改造后，現(xiàn)場條件將會大為改善。

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(jù)統(tǒng)計，風(fēng)機(jī)在一天中各速度段的運(yùn)行時間數(shù)據(jù)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(yùn)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(nèi)出鐵時間為90min。其中出塵時間為30min為1/3。
4 運(yùn)行時間h 1.5h 9 4.5 9 除塵時間每個出鐵周期內(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）