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(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。現(xiàn)運(yùn)行時(shí)擋板全開，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(shí)也不除塵，因此也不需要風(fēng)量。由于沒有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)出鐵口的開關(guān)狀態(tài)來控制變頻器的轉(zhuǎn)速。變頻器預(yù)設(shè)4個(gè)速度點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出鐵口的開關(guān)狀態(tài)位置信號(hào)通過PLC的邏輯運(yùn)算，自動(dòng)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(chǎng)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(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。

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:

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。

第二部分：煉鐵廠S3布袋除塵引風(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)：YKK5602-8 額定電壓：6KV
額定功率：710kW 額定電流：85.5A
功率因數(shù)：0.82 效率: 97.4%(728.58)
額定轉(zhuǎn)速：742r/min 實(shí)際運(yùn)行電流：53A～60A
擋板開度：75%

2、風(fēng)機(jī)參數(shù)

型 號(hào)：G4-73-11No25D 流 量：440000m3/h
風(fēng) 壓：4200Pa 軸功率：596 kW
效 率：84.5%

3、除塵設(shè)備

型號(hào)：LFMD-14×390 處理風(fēng)量：420000m3/h
過濾速度：1～1.3m/min 濃度：80mg/Nm3
除塵效率：99% 設(shè)備阻力：980～1570Pa

二、工藝流程

現(xiàn)場(chǎng)各塵點(diǎn)——吸塵罩——引風(fēng)支管——總管——布袋除塵器——引風(fēng)機(jī)——排風(fēng)管。

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、無閉環(huán)。變頻調(diào)速運(yùn)行后，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要調(diào)整風(fēng)機(jī)的速度，滿足各個(gè)除塵點(diǎn)的除塵風(fēng)量要求。

根據(jù)各個(gè)除塵點(diǎn)除塵風(fēng)量的要求，每個(gè)除塵點(diǎn)各運(yùn)行一個(gè)頻率。同時(shí)除塵時(shí)運(yùn)行轉(zhuǎn)速最高，不除塵時(shí)維持最低轉(zhuǎn)速。從每個(gè)除塵點(diǎn)取一個(gè)工況狀態(tài)位置信號(hào)送入變頻器的PLC。變頻器根據(jù)除塵點(diǎn)的開關(guān)狀態(tài)位置信號(hào)通過PLC的邏輯運(yùn)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來滿足所需風(fēng)量要求。共設(shè)有5個(gè)除塵點(diǎn)。總風(fēng)量為Q=420000 m3/h。工藝過程的風(fēng)量如下圖所示。

工藝流程示意圖
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。

風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)的電流在53A-60A之間，風(fēng)機(jī)的額定軸功率為596KW，按照電流比試運(yùn)行時(shí)的電機(jī)輸入功率為：PSZ=IS/Ie×Pez=(53～60/85.5)×728.58=452kW～511kW。取平均值482KW.