關(guān)于對(duì)煉鋼廠(chǎng)除塵風(fēng)機(jī)節(jié)能與維護(hù)的分析

梁亞學(xué)++侯敬軍

[摘 要]隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)和治理標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越嚴(yán)格和煉鋼企業(yè)整體技術(shù)的提高，目前煉鋼廠(chǎng)各生產(chǎn)工段已普遍采用除塵設(shè)備，煙塵治理工作取得很大成效和提高。但在除塵系統(tǒng)中，主風(fēng)機(jī)采用調(diào)節(jié)風(fēng)管閥門(mén)控制風(fēng)量來(lái)滿(mǎn)足煙塵排放點(diǎn)的收塵，且以最大風(fēng)量長(zhǎng)期運(yùn)行，這就造成能量消耗相當(dāng)大，節(jié)能成為煉鋼廠(chǎng)除塵工藝的重大課題。因此文章重點(diǎn)就煉鋼廠(chǎng)除塵風(fēng)機(jī)節(jié)能與維護(hù)措施展開(kāi)探討。

[關(guān)鍵詞]煉鋼廠(chǎng)；除塵風(fēng)機(jī)；節(jié)能；維護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TF341 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）31-0124-01

變頻器是電機(jī)調(diào)速的主要裝置，高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)直接串聯(lián)于高壓電源與高壓電機(jī)之間，因現(xiàn)場(chǎng)改造、安裝方便及良好的調(diào)速和節(jié)能性能，在冶金行業(yè)的節(jié)能改造項(xiàng)目中得到了越來(lái)約廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用高壓變頻調(diào)速技術(shù)可以大大提升系統(tǒng)的自動(dòng)化程度、減少因調(diào)節(jié)擋板和管道而導(dǎo)致的擋板和管道磨損、降低常停機(jī)檢修所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，這樣既可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，又可以節(jié)約電能，同時(shí)還可以減少維護(hù)成本，從而達(dá)到通過(guò)改變?cè)O(shè)備運(yùn)行速度來(lái)調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)所需風(fēng)壓、風(fēng)量的大小，同時(shí)增創(chuàng)煉鋼廠(chǎng)效益的最終目的。

一、除塵風(fēng)機(jī)能耗特點(diǎn)和主要影響因素

除塵風(fēng)機(jī)是除塵系統(tǒng)的動(dòng)力中樞，是同時(shí)也是煉鋼廠(chǎng)的“能耗大戶(hù)”，目前煉鋼廠(chǎng)的除塵風(fēng)機(jī)都是電機(jī)以定速運(yùn)轉(zhuǎn)，再通過(guò)改變風(fēng)機(jī)入口的擋板開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量。風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。即風(fēng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方、軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比例關(guān)系。除塵風(fēng)機(jī)的選型，應(yīng)該是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷條件來(lái)定，但實(shí)際選型時(shí)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓頭均對(duì)其最高需要值再加上裕度系數(shù)，所以風(fēng)機(jī)往往選的比較大。這就造成風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中基本用不到最高值，處于“大馬拉小車(chē)”的欠載運(yùn)行狀態(tài)。風(fēng)機(jī)風(fēng)量是設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中確定好的，而在煉鋼實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，風(fēng)量的變換和波動(dòng)比較大。比如煙氣量的變化，吹氧時(shí)煙氣量可以增加幾倍以上，這就給設(shè)計(jì)和操作帶來(lái)很大問(wèn)題。因此只能按照最大風(fēng)量來(lái)設(shè)計(jì)，當(dāng)設(shè)備不在此風(fēng)量下工作時(shí)，風(fēng)機(jī)就偏離高效區(qū)域，工作效率比較低，除塵效率也隨之下降。

二、高壓變頻器在除塵風(fēng)機(jī)節(jié)能中的應(yīng)用

（一）除塵風(fēng)機(jī)工藝要求？

對(duì)除塵風(fēng)機(jī)的工藝要求要能結(jié)合對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的選用規(guī)格，例如在除塵器電機(jī)的參數(shù)如下所示，型號(hào)是Y5602-10，在額定的電流、頻率、電壓、功率分別為96A、50Hz、6kV、800kW，在額定的功率因數(shù)上為0.81，額定轉(zhuǎn)速為592r/min。另外在除塵器的風(fēng)機(jī)型號(hào)Y5-24×48-14No.22F，全壓6100Pa，風(fēng)量為3.5×103m3/h，在軸功率方面為934.6kW，轉(zhuǎn)速達(dá)到980r/min。在操作的模式上來(lái)看，煉鐵廠(chǎng)供應(yīng)一座2680m3的高爐，采用一臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)。針對(duì)工藝的要求在鐵口頂吸罩覆蓋范圍少，布置較高的情況，對(duì)鐵口頂吸罩進(jìn)行改造；對(duì)鐵溝和撇渣器設(shè)密封罩，并在密封罩上設(shè)吸風(fēng)口，使罩內(nèi)形成負(fù)壓，吸走鐵溝內(nèi)產(chǎn)生的煙塵。對(duì)高壓變頻器的調(diào)速上也有著相應(yīng)的要求，根據(jù)高爐的每個(gè)處理周期所需要的風(fēng)量需求段的不同，以及考慮到不連續(xù)處理間斷時(shí)間就能夠按照額定轉(zhuǎn)速100%以及75%、50%、25%這幾種模式實(shí)施運(yùn)行，在各個(gè)檔段的時(shí)間比例也要能夠合理化的調(diào)配，變頻器在提速的時(shí)候響應(yīng)的實(shí)踐要小于30s。同時(shí)也要能夠?qū)ψ冾l器降速的時(shí)候可不做具體化的要求，減速中如果是需要提速就要能夠滿(mǎn)足實(shí)際的需要。

（二）高壓變頻器在除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

第一，高壓變頻器的調(diào)速原理主要是電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速和電源的頻率成正比，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速要小，所以對(duì)頻率的提升就能夠?qū)D(zhuǎn)速進(jìn)行提升。變頻調(diào)速這一方法能夠分成恒功率以及恒轉(zhuǎn)矩以及保持過(guò)載能力不變這幾種調(diào)速的方法。另外在矢量控制方面，對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)當(dāng)中就會(huì)流過(guò)5到7倍額定電流，而在轉(zhuǎn)矩上卻并不是很大，矢量控制的基本出發(fā)點(diǎn)就是把異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)造上不能夠分離轉(zhuǎn)矩電流以及勵(lì)磁電流分離成90°的相位差，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)矩電流以及勵(lì)磁電流分別控制。第二，對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)上要能夠得到充分重視，高壓變頻器對(duì)原有的液力耦合器調(diào)速系統(tǒng)有了突破，在啟動(dòng)上更加的平穩(wěn)，在積分的作用下速度的調(diào)節(jié)器就會(huì)處在飽和狀態(tài)，而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差頻率就始終處在最大值，對(duì)所運(yùn)行過(guò)程中的減速轉(zhuǎn)矩能夠得到有效控制。多回路的供電技術(shù)以及高可靠性的設(shè)計(jì)，以及超級(jí)看門(mén)狗技術(shù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到了保證，高壓帶電之后能夠?qū)⒖煽啃缘玫竭M(jìn)一步提升。第三，對(duì)除塵風(fēng)機(jī)上應(yīng)用高壓變頻器要想在效果上得到良好實(shí)現(xiàn)就要對(duì)其進(jìn)行改造優(yōu)化處理，可提供純凈輸入特征，能夠?qū)ζ渌脑诰€(xiàn)設(shè)備免受諧波的干擾，也能夠防止和其他調(diào)速裝置發(fā)生串?dāng)_的情況。通過(guò)高壓變頻器實(shí)施電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)在轉(zhuǎn)頻率的變化以及高次諧波分量上也會(huì)發(fā)生廣范圍的變化，通過(guò)變頻器自身所提供的正弦波輸出而不需要外部輸出濾液器，對(duì)電機(jī)的使用壽命就能夠得以有效提升。第四，設(shè)備在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中對(duì)工藝起到了改善作用，在將高壓變頻器在除塵風(fēng)機(jī)中應(yīng)用后能夠平滑穩(wěn)定的對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，在風(fēng)機(jī)的參數(shù)上也得到了相應(yīng)的改善，有效提高了效率。同時(shí)在對(duì)電機(jī)以及風(fēng)機(jī)的使用壽命上也有著相應(yīng)的提升，能夠?qū)崿F(xiàn)軟啟動(dòng)以及軟制動(dòng)。

（三）應(yīng)用效果

通過(guò)對(duì)高壓變頻器的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，在系統(tǒng)的運(yùn)行上比較穩(wěn)定安全，只需要對(duì)變頻器實(shí)施除塵處理不用停機(jī)，對(duì)生產(chǎn)的連續(xù)性進(jìn)行保障。在過(guò)流以及欠壓、溫升保護(hù)等諸多的保護(hù)功能上的作用得到了充分發(fā)揮，節(jié)能的效果比較顯著。

三、風(fēng)機(jī)壽命的影響因素和維護(hù)措施？

提高除塵風(fēng)機(jī)的使用壽命，也是煉鋼企業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)保技能、提高經(jīng)濟(jì)效益的一項(xiàng)重要措施。風(fēng)機(jī)的使用壽命與風(fēng)機(jī)部件的材質(zhì)、制造工藝、制造和安裝精度、使用工況有著密切關(guān)系。除塵作業(yè)中，輸送介質(zhì)的溫度對(duì)風(fēng)機(jī)影響很大，表現(xiàn)為輸送介質(zhì)的密度隨著溫度的變化而變化，所輸送介質(zhì)的密度減小，風(fēng)機(jī)的負(fù)載就隨之減小，繁殖，則風(fēng)機(jī)的負(fù)載加大。系統(tǒng)風(fēng)量的變化也對(duì)風(fēng)機(jī)的工況造成影響，風(fēng)量增大，對(duì)風(fēng)機(jī)的沖擊造成荷載加大。這些都對(duì)風(fēng)機(jī)的使用壽命帶來(lái)影響。提高風(fēng)機(jī)的使用壽命，需要在做好正常保養(yǎng)與維護(hù)的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)技術(shù)改善風(fēng)機(jī)使用工況，減少設(shè)備損壞：第一，制定科學(xué)合理的除塵風(fēng)機(jī)安全操作規(guī)程，并嚴(yán)格遵守。第二，明確責(zé)任，專(zhuān)人負(fù)責(zé)定期維護(hù)和保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、妥善處理故障。第三，減小風(fēng)機(jī)的角加速度，角加速度越小，轉(zhuǎn)矩就越小，因此，在工藝允許的范圍內(nèi)，盡可能地減小角加速度，使風(fēng)機(jī)平穩(wěn)地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。第四，減少系統(tǒng)阻力增量。關(guān)閉除塵點(diǎn)閥門(mén)，同時(shí)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不要降太低，為了減少阻力增量，可在除塵系統(tǒng)末端設(shè)平衡閥。第五，減少系統(tǒng)阻力增量的變化率。減少阻力增量的變化率的有效方法是延長(zhǎng)切換閥門(mén)從開(kāi)到關(guān)（或從關(guān)到開(kāi)）的時(shí)間，避免由于系統(tǒng)阻力變化過(guò)快而產(chǎn)生的對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的“急剎車(chē)”現(xiàn)象。

總之，除塵風(fēng)機(jī)在對(duì)高壓變頻器應(yīng)用后，在各方面的運(yùn)行效果上都得到了不同程度的改善，變頻器的性能比較好以及采購(gòu)的成本不高，這些都為煉鋼企業(yè)的應(yīng)用提供了條件，在效益的獲取上也比較明顯。在現(xiàn)有設(shè)備條件下，盡力挖掘設(shè)備潛力，降低能耗，提高鋼鐵產(chǎn)量，成為眾多鋼鐵企業(yè)的共同選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 李海斌，施海強(qiáng).除塵風(fēng)機(jī)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在宣鋼煉鋼廠(chǎng)的應(yīng)用[A].中國(guó)計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2010年會(huì)論文集[C]，2010.

[2] 于壽海，紀(jì)馬力，王力.高壓變頻技術(shù)在酒鋼煉鋼一次除塵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].甘肅冶金，2015（2）.endprint