高爐高壓電機助力冶金能源管理

高爐高壓電機助力冶金能源管理

冶金行業是國內能源消耗比較大的行業，一直是能源減耗的重點關注，那么冶金行業又是怎樣利用自動化產品實行節能減排，能源管理呢？

能效分析

在寶鋼股份不銹鋼事業部煉鐵廠750立方米高爐處，有一個出鐵口。鐵口出鐵時產生煙塵量大，鐵口封堵進入鐵水冶煉階段時，由于爐前清理作業需要，吸塵點閥門仍舊需打開，以降低作業點溫度并捕集產生的煙塵。

除塵風機設計總風量為72萬立方米/小時，壓力5500帕，配套電機功率1600千瓦，高壓電機為工頻直接啟動，以工頻恒速24小時連續運行。電機與風機之間裝有液力耦合器，手動調節。高爐平均三個月換溝休風一次，一個半月熱修補一次，設備負荷率總計98%，即年運行時間約為358天。

按照現有出鐵制度，在每個正常出鐵周期內，除塵風機約有25%~30%的時間可以調整至低負荷運行，而實際運行時風機風門接近全開，始終處于高負荷運行狀態，風機能力存在浪費現象。

現役除塵風機電機采用液力耦合器進行控制，屬于機械控制方式。采用液偶調速方式，電動機的效率低，損耗大，尤其低速運行時，效率極低；調速范圍小，一般情況下，有效調速范圍在30%~97%之間，高速段減小了設備的出力能力，低速段影響節能效益的發揮；調節精度低、線性度差，響應慢，手動控制時，操作不便，節能效益不能充分實現。

鑒于出鐵場的實際工況，電機運行負荷波動變化較大，此種情況宜采用高壓變頻調速技術對除塵系統進行改造。

系統節能改造方案

除塵系統應根據出鐵制度對風機負荷進行相應調整，與實際工藝需求相匹配，才能保證除塵系統穩定高效運行，并得到最佳的節電效果。按750立方米高爐出鐵制度，在一個標準出鐵周期內，鐵口出鐵時間約85分鐘，出鐵結束進入冶煉階段，至下一鐵口開口約需35分鐘。即正常生產時，在一個標準周期內，只有三分之二的時間需要風機高負荷運行，剩下的三分之一的時間風機進入低負荷階段。

考慮到出鐵場除塵風機對生產的重要性，且系統24小時不間斷運行，因此對設備可靠性要求較高，宜采用智能高壓變頻器對煉鐵廠750立方米高爐出鐵場1600千瓦除塵風機進行變頻節能改造。由于只有一臺風機，因此對電機進行一拖一變頻改造，帶手動旁路功能。在變頻器發生故障時，能手動切換到原來的工頻運轉方式，保證電機繼續運行，同時，為保證現有風機在變頻改造后的穩定運行，將在改造前對風機本體進行無損探傷以保證改造后系統的穩定運行。

節能效果

根據風機高速運行時，實際轉速和電流值分別為920轉/分鐘和129安測算，風機改造前電機實際平均輸入功率為1152千瓦。工頻運行條件下，除塵風機電機軸功率為1019千瓦。

若使用變頻調速，除塵風機在出鐵時以920轉/分鐘運行，冶煉時以640轉/分鐘運行，則在變頻改造后，電機消耗功率為：高速時為1132千瓦，低速時為405千瓦。即在一個周期內，電機平均消耗動率為920千瓦，按每年350天煉鐵年節約電費110萬元。

除了顯著的經濟效益，變頻系統在降低設備維護成本、延長設備使用壽命、簡化操作等方面也有著諸多優勢。據計算，本次改造，三年即可收回投資成本。