在煉鋼轉爐除塵風機中的應用

一、冶金鋼鐵行業的基本情況

冶金行業中電機應用主要是軋鋼等機械的生產工藝傳動和風機水泵的傳動，設備量大，能源浪費極大。隨著冶金工業的產品結構調整和冶金生產的環保要求，冶金工業將大量新建軋鋼生產線，并大量應用除塵風機和冷卻泵。

二、冶金行業電機系統運行現狀及節能潛力

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

三、案例分析（廣鋼轉爐除塵風機）

1．控制對象：6000V、320KW電動機
2．控制目的：根據工藝要求及特點，采用變頻調速裝置對電機調速，保證達到工藝的前提下，實現節能降耗的目的。
3．控制方案：要求根據煙塵量的大小，實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，控制風機高速、中速、低速（或多步速）運行，并能實現風機在全范圍內的調速、檢測、監測、控制，變頻器運行采用“閉環”和“開環”兩種方式，并可互相切換。
4．控制特點：采用PLC控制與變頻調節，可使系統滿足調速方便，啟動電流小，運行平穩，自動調節加料吹煉、出鋼、倒渣、補爐等不同工藝時的電機轉速。這樣，損耗減少，節能顯著，工作安全、可靠。
5．控制要點：考慮到系統對于煉鋼生產的特殊重要性，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，實現“工頻”“變頻”兩種運行狀態的方便切換。

四、節能分析

風機為平方轉矩負載，即風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時的功率，P分別為轉速N時的功率。
根據轉爐煉鋼工藝要求，冶煉每爐鋼的時間為26min計算，其中：風機（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，每年運行時間按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．除塵風機進行變頻調速改造，由于系統采用變頻節電器實現變速啟動，減小了對風機葉輪的磨損，大大延長了設備使用壽命和維修周期，減少了維修費用帶來的直接經濟損失。
2．系統采用過流、過壓、瞬時斷電、短路、欠壓、缺相、過載等多種保護，避免了因此造成電機燒損而影響生產所帶來的直接和間接經濟損失。
3．系統采用變頻調速技術后節約了大量的電量，由此所帶來的能源及環保社會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個月內全部通過節能降耗帶來的經濟效益收回，這是一項非常值得關注的設備改造項目。

六、結束語
本著“服務企業、回報社會”的精神，我公司多年致力于工廠自動化系統及工廠設備技術改造方面的不斷探索，已向眾多的企業提供了優質服務,建立了良好的信譽。為了增強新客戶對變頻調節電改造的認識和了解，我們提供了試機服務，同時我們將會以“誠實、務實、敬業”的工作態度對待每一個項目和客戶，真誠地希望我們的服務能為客戶帶來良好的社會和經濟效益！