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(shè)備參數(shù)

1、電機參數(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 實際運行電流：82A
擋板開度：100%

2、風機參數(shù)：

根據(jù)用戶提供的的風機型號和風量，從新查產(chǎn)品樣本得知風機的型號和數(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)進行變頻調(diào)速改造。

該除塵系統(tǒng)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(xiàn)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(diào)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(yīng)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(shù)據(jù)，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(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(nèi)維持風機最低轉(zhuǎn)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(jù)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(jù)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(jù)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(jù)需要跨越任一降速點；
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為風機減速時間；
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為風機減速時間；
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(diào)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(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。變頻器預設(shè)4個速度點，根據(jù)現(xiàn)場出鐵口的開關(guān)狀態(tài)位置信號通過PLC的邏輯運算，自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速來滿足所需風量要求。

變頻器內(nèi)具有PLC和中文的人機界面，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)整各速度段點的風量，除塵改造后，現(xiàn)場條件將會大為改善。

四、節(jié)能計算

根據(jù)統(tǒng)計，風機在一天中各速度段的運行時間數(shù)據(jù)如下表:

風機的功率P和轉(zhuǎn)速的三次方成正比，風壓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布袋除塵引風機高壓變頻改造節(jié)能分析

一、設(shè)備參數(shù)

1、電機參數(shù)

型號：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 實際運行電流：53A～60A
擋板開度：75%

2、風機參數(shù)

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

3、除塵設(shè)備

型號：LFMD-14×390 處理風量：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)場各塵點——吸塵罩——引風支管——總管——布袋除塵器——引風機——排風管。

三、調(diào)速要求

對除塵系統(tǒng)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(diào)速運行后，可以根據(jù)現(xiàn)場的實際需要調(diào)整風機的速度，滿足各個除塵點的除塵風量要求。

根據(jù)各個除塵點除塵風量的要求，每個除塵點各運行一個頻率。同時除塵時運行轉(zhuǎn)速最高，不除塵時維持最低轉(zhuǎn)速。從每個除塵點取一個工況狀態(tài)位置信號送入變頻器的PLC。變頻器根據(jù)除塵點的開關(guān)狀態(tài)位置信號通過PLC的邏輯運算，自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速來滿足所需風量要求。共設(shè)有5個除塵點。總風量為Q=420000 m3/h。工藝過程的風量如下圖所示。

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)整各速度段點的風量，除塵改造后，現(xiàn)場條件將會大為改善。

風機實際運行時的電流在53A-60A之間，風機的額定軸功率為596KW，按照電流比試運行時的電機輸入功率為：PSZ=IS/Ie×Pez=(53～60/85.5)×728.58=452kW～511kW。取平均值482KW.