邯鄲鋼鐵集團一煉鋼廠設置1#和2#兩個混鐵爐,每個混鐵爐設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生劇烈的化學反應,產生大量的煙氣。一方面對現場操作的工人不利,另一方面也對環境造成了巨大的污染。為改善現場環境,降低污染,需要對混鐵爐的兌鐵、出鐵進行除塵改造。該除塵設施配置Y4-73№29.5F除塵風機一臺(配套電機功率800kw),混鐵爐除塵風機需要五種風量來適應混鐵爐兌出鐵工藝要求,為了提高風機的運行效率,節能降耗,必須對風機進行調速控制。東方工業環保有限公司負責該混鐵爐項目總承包,在以前的類似除塵項目中,多采用液力耦合器進行調速。近幾年隨著高壓變頻技術的進步,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勢,最終無錫東方選購了北京利德華福電氣技術有限公司生產的 Harsvert-A系列高壓變頻器對風機進行調速控制。混鐵爐除塵風機高壓變頻器于2003年4月份調試完畢投入運行,至今已穩定運行一年多。
一.除塵風機工藝要求
邯鄲鋼鐵集團一煉鋼1#和2#兩個混鐵爐,當混鐵爐既不兌鐵也不出鐵時不需要風量;當混鐵爐工作時,一個兌鐵口兌鐵需要風量35萬m3/h;一個出鐵口出鐵需要風量15萬m3/h;兩臺爐出鐵口同時出鐵需要風量30萬m3/h;當一臺混鐵爐的兌鐵口和出鐵口同時兌鐵出鐵時需要風量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兩種規格,每罐兌鐵時間為4-6min;
出鐵:按三臺煉鋼轉爐同時生產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為風機升速時間;風機升速時可以根據需要跨越任一升速點;J點風機開始減速。J到L為一個兌鐵口兌鐵、一個出鐵口出鐵轉換為一個兌鐵口兌鐵時間,其中J 到K為風機減速時間;L到N為一個兌鐵口兌鐵轉換為兩個出鐵口出鐵時間,其中L到M為風機減速時間;N到P為兩個出鐵口出鐵轉換為一個出鐵口出鐵時間,其中N到O為風機減速時間;P到R為一個出鐵口出鐵轉換為既不出鐵也不兌鐵時間,其中P到Q為風機減速時間;Q到R為既不兌鐵也不出鐵時間。
二.調速要求
為簡化控制邏輯,現場直接根據出鐵口、兌鐵口的開關狀態來控制變頻器的轉速,變頻器預設5個速度點,根據現場所需風量不同自動調節電機轉速。
變頻器內置PLC和中文的人機界面給現場調試工作帶來很大便利,調試周期大大縮短。各種參數設置十分方便,根據現場煙氣的多少,可以及時調整各速度段點的風量,除塵改造后,現場條件大為改善。
三.節能計算
根據變頻器的運行記錄,統計風機在一天中各速度段的運行時間,得到如下運行數據:
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