轉爐一次除塵風機優(yōu)化控制系統(tǒng)的實現

【摘 要】伴隨鋼鐵市場長期持續(xù)低迷以及日益加大的環(huán)保壓力，鋼鐵企業(yè)立足自身、挖潛增效、節(jié)能減排將是一個永恒的話題。本文以唐山鋼鐵集團不銹鋼公司轉爐一次除塵風機房風機控制系統(tǒng)為例，對基于轉爐耗氧量為主要參數，并輔以吹煉、二次補吹、兌鐵、轉爐零位、濺渣護爐等參數為輔的風機轉速優(yōu)化控制的一些思路和方法做了簡要說明

【關鍵詞】耗氧量 節(jié)能 優(yōu)化控制 階梯調速

1 項目背景

唐鋼不銹鋼公司煉鋼一次除塵風機房有4臺南陽防爆公司生產的額定功率為2000KW的電機，除備用電機外，其余3臺電機配套兩臺西門子和一臺東芝變頻器，控制系統(tǒng)采用西門子s7-400PLC控制，對控制方式及現場條件優(yōu)化之前基于日益加大的環(huán)保壓力， 3臺大功率電機在轉爐生產的大部分時間都高速運轉（出鋼后轉為低速），因此也帶來了電機耗能大、企業(yè)生產成本高、節(jié)能與除塵之間存在矛盾的問題。

隨著唐鋼不銹鋼公司對轉爐進行自動煉鋼改造，2、3號轉爐分別新上一套德國西門子公司轉爐煙氣分析系統(tǒng)（LOMAS），此分析系統(tǒng)與一級系統(tǒng)、二級系統(tǒng)一起共同對所裝鐵水重量、廢鋼重量、化學成分及煙氣元素的濃度等參數進行綜合分析，就可以計算出冶煉本爐鐵水所需耗氧量（可等效換算為吹氧百分比）以及實時跟蹤冶煉效果，并對計算值進行修正，隨著吹煉的開始，耗氧量從零開始逐漸接近計算得出的耗氧量目標值，而在這一過程中，轉爐冶煉產生的各種煙氣濃度是不一樣的，此參數對風機房風機的高、中、低速運轉時機的選擇有非常高的參考價值，當耗氧量達到一定數值后，轉爐雖然還在吹煉但此時煙氣中雜質已經比較少，風機此時轉為中速或低速也能滿足環(huán)保要求，同時節(jié)省了相當可觀的電能，故決定把耗氧量作為控制風機速度的一個關鍵參數，再綜合考慮轉爐兌鐵、出鋼、二次補吹、濺渣、煙罩上、下限位、氧槍槍位等情況對風機實現不同工藝階段的差別速度控制。

2 項目實施

（1）首先對轉爐PLC與風機房PLC之間的通訊進行重新優(yōu)化、配置，轉爐PLC與風機房PLC之間由于距離較遠故采用光纜連接。

轉爐與風機房通訊示意圖，如圖1所示。

（2）操作風機時，操作人員可以在風機HMI上人工設定不同的風機高、中、低三檔速度設定百分值，如果操作畫面選擇自動，依據耗氧量大小、轉爐兌鐵、吹煉、二次補吹、出鋼等不同階段設定的不同風機轉速，就可以實現風機高、中、低轉速之間的階梯平滑轉換 。

風機手自動控制畫面如圖5所示。

3 項目效果

3.1優(yōu)化控制之前

單煉周期大約為43分鐘左右，其中高速運行21分鐘，低速運行18分鐘，高速運行時電機功率約為1333KW，低速運行時電機功率約為120KW.每個冶煉周期耗電量約為（21分*1333KW+18分鐘*120KW+4分鐘*800KW）/60分鐘=556KW/H ，每個冶煉周期電費約為0.51元*556KW/H=286元，每年電費約為300天*3班*10爐*286元=257.4萬元

3.2件優(yōu)控制之后

其冶煉周期還按43分鐘左右計算，其中高速運行8分鐘， 中速運行13分鐘，低速運行18分鐘，高速運行時電機功率約為1333KW，中速運行時電機功率約為950KW，低速運行時電機功率約為120KW.每個冶煉周期耗電量約為（8分鐘*1333KW+13分鐘*1000 KW +18分鐘*120KW+4分鐘*800KW）/60分鐘=483KW/H ，每個冶煉周期電費約為0.51元*483 KW/H =246元，每年電費約為300天*3班*10爐*246元=221.4萬元

結論：一座轉爐每年可節(jié)約電費約為257.4-221.4=36萬元

4結語

項目實施之后為企業(yè)節(jié)能減排、增效創(chuàng)收做出了一定貢獻，達到了預期效果。

參考文獻：

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[3]中國冶金建設協(xié)會.鋼鐵企業(yè)過程檢測和控制自動化設計手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000.

作者簡介：趙迎秋（1977—），男，河北唐山人，本科，工程師，研究方向：冶金自動化。