明陽龍源 高壓變頻在混鐵爐除塵的應(yīng)用

• 關(guān)鍵詞： 高壓變頻器 除塵風(fēng)機 節(jié)能降耗
• 摘要：本文著重介紹國產(chǎn)多電平高壓變頻器在福建寧德一煉鋼廠的應(yīng)用情況，對其節(jié)電情況進行對比。結(jié)果表明，冶金行業(yè)采用國產(chǎn)高壓變頻器對除塵風(fēng)機進行調(diào)速節(jié)能，具有投資省，見效快等特點。

福建寧德一煉鋼廠設(shè)置1#和2#兩個混鐵爐，每個混鐵爐設(shè)有一個兌鐵口和一個出鐵口，混鐵爐兌鐵或出鐵時，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。為改善現(xiàn)場環(huán)境，降低污染，需要對混鐵爐的兌鐵、出鐵進行除塵改造。該除塵設(shè)施配置除塵風(fēng)機一臺（配套電機功率1120kw），混鐵爐除塵風(fēng)機需要五種風(fēng)量來適應(yīng)混鐵爐兌出鐵工藝要求，為了提高風(fēng)機的運行效率，節(jié)能降耗，必須對風(fēng)機進行調(diào)速控制。在以前的類似除塵項目中，多采用液力耦合器進行調(diào)速。近幾年隨著高壓變頻技術(shù)的進步，高壓變頻器的性價比有很大幅度的提升，液力耦合器逐漸失去優(yōu)勢，最終客戶選購了某公司生產(chǎn)的MLVERT-D10/1400.B系列高壓變頻器對風(fēng)機進行調(diào)速控制?；扈F爐除塵風(fēng)機高壓變頻器于2013年9月份調(diào)試完畢投入運行，至今已穩(wěn)定運行兩年多。

1.除塵風(fēng)機工藝要求

福建寧德一煉鋼1#和2#兩個混鐵爐，當(dāng)混鐵爐既不兌鐵也不出鐵時不需要風(fēng)量；當(dāng)混鐵爐工作時，一個兌鐵口兌鐵需要風(fēng)量35萬m3/h；一個出鐵口出鐵需要風(fēng)量15萬m3/h；兩臺爐出鐵口同時出鐵需要風(fēng)量30萬m3/h；當(dāng)一臺混鐵爐的兌鐵口和出鐵口同時兌鐵出鐵時需要風(fēng)量50萬m3/h。兩個混鐵爐兌鐵口不能同時打開，只能有一個兌鐵口打開，兩個混鐵爐出鐵口可以同時打開。

兌鐵：由一臺125t天車完成，鐵水罐分為70t和100t兩種規(guī)格，每罐兌鐵時間為4-6min；

出鐵：按三臺煉鋼轉(zhuǎn)爐同時生產(chǎn)20爐/班計算，單臺混鐵爐出鐵30罐/班，每天三班，每班八小時，單罐出鐵時間1-2min，兩次出鐵周期最短為8min，每班出鐵累計時間30-60min。

A到B為既不兌鐵也不出鐵時間；

B到D為一個出鐵口出鐵時間，其中B到C為風(fēng)機升速時間；

D到F為兩個出鐵口出鐵時間，其中D到E為風(fēng)機升速時間；

F到H為一個兌鐵口兌鐵時間，其中F到G為風(fēng)機升速時間；

H到J為一個兌鐵口兌鐵、一個出鐵口出鐵時間，其中H到I為風(fēng)機升速時間；風(fēng)機升速時可以根據(jù)需要跨越任一升速點；

J點風(fēng)機開始減速；

J到L為一個兌鐵口兌鐵、一個出鐵口出鐵轉(zhuǎn)換為一個兌鐵口兌鐵時間，其中J到K為風(fēng)機減速時間；

L到N為一個兌鐵口兌鐵轉(zhuǎn)換為兩個出鐵口出鐵時間，其中L到M為風(fēng)機減速時間；

N到P為兩個出鐵口出鐵轉(zhuǎn)換為一個出鐵口出鐵時間，其中N到O為風(fēng)機減速時間；

P到R為一個出鐵口出鐵轉(zhuǎn)換為既不出鐵也不兌鐵時間，其中P到Q為風(fēng)機減速時間；

Q到R為既不兌鐵也不出鐵時間。

2.調(diào)速要求

為簡化控制邏輯，現(xiàn)場直接根據(jù)出鐵口、兌鐵口的開關(guān)狀態(tài)來控制變頻器的轉(zhuǎn)速，變頻器預(yù)設(shè)5個速度點，根據(jù)現(xiàn)場所需風(fēng)量不同自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。

變頻器內(nèi)置PLC和中文的人機界面給現(xiàn)場調(diào)試工作帶來很大便利，調(diào)試周期大大縮短。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)整各速度段點的風(fēng)量，除塵改造后，現(xiàn)場條件大為改善。

3.節(jié)能計算

根據(jù)變頻器的運行記錄，統(tǒng)計風(fēng)機在一天中各速度段的運行時間，得到如下運行數(shù)據(jù)：

　　各速度段變頻器的輸入功率為：

　　P1＝1.732×6×5.8×0.8=48.2kW

　　P2＝1.732×6×25.1×0.8=208.7kW

　　P3＝1.732×6×37.9×0.8=315.1kW

　　P4＝1.732×6×23.89×0.8=198.6kW

　　P5＝1.732×6×62.50×0.8=519.6kW

　　則使用變頻器后一天風(fēng)機所消耗的電能為：

　　48.2×3+208.7×7+315.1×4+198.6×7+519.6×3＝4694.9 kW•h

　　電價按0.4元計算，整個系統(tǒng)按照一年運行300天計算，則一年的電費為：

　　4694.9×0.4×300＝56.3388萬元

　　如果不使用變頻器，電機始終工頻運行，則一年的電費為：

　　P＝1.732×6×76×0.8=631.8kW

　　631.8×24×300×0.4=182萬元

　　節(jié)約電費約為：125.7萬元

說明：以上計算僅為初步的理論計算，變頻器節(jié)能情況是根據(jù)試運行時的數(shù)據(jù)計算，與具體運行情況存在偏差。

4.應(yīng)用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生的其他效果

改善了工藝。投入變頻器后除塵風(fēng)機可以非常平滑穩(wěn)定的調(diào)整風(fēng)量，運行人員可以自如的調(diào)控，除塵風(fēng)機運行參數(shù)得到了改善，提高了效率。

延長電機和風(fēng)機的使用壽命。一般除塵風(fēng)機均為離心式風(fēng)機，啟動時間長，啟動電流大（約6～8倍額定電流），對電機和風(fēng)機的機械沖擊力很大，嚴重影響其使用壽命。而采用變頻調(diào)速后，可以實現(xiàn)軟起動和軟制動，對電機幾乎不產(chǎn)生沖擊，可大大延長機械的使用壽命。

減少閥門機械和風(fēng)機葉輪的磨損。安裝變頻調(diào)速后，風(fēng)機經(jīng)常工作在比原來定速時低150轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下運行，因此，大大減少了風(fēng)機葉輪的磨損，減少了風(fēng)機振動。延長風(fēng)機的大修周期，節(jié)省檢修費用和時間。

便于實現(xiàn)除塵控制系統(tǒng)自動化。除塵系統(tǒng)的風(fēng)量經(jīng)常需要根據(jù)工藝的要求變化，在過去用擋板調(diào)節(jié)時，存在執(zhí)行機構(gòu)的開度與流量的關(guān)系曲線的線形問題。往往由于執(zhí)行機構(gòu)的磨損量過大，閥門特性發(fā)生變化，出現(xiàn)非線形問題，致使調(diào)節(jié)過程失誤，自動控制系統(tǒng)無法正常工作。而變頻調(diào)速始終保持在線形高精度0.1～1HZ的范圍內(nèi)工作，為實現(xiàn)除塵系統(tǒng)的自動化創(chuàng)造優(yōu)越條件。

5.結(jié)束語

廣東明陽龍源電力電子有限公司從2002年開始進入高壓變頻器領(lǐng)域，至今已有14個年頭了，目前在冶金行業(yè)的應(yīng)用達到50多臺，為冶金行業(yè)的節(jié)能環(huán)保做出了自己的貢獻。我們認為目前高壓變頻器正逐步取代液力耦合器的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，隨著高壓變頻器的大規(guī)模應(yīng)用，性價比不斷提高，最終變頻器將會取代液力耦合器而成為電機調(diào)速的最佳選擇。