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高炉除尘风机高压变频改造样本

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高炉除尘风机高压变频改造样本

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一、能效分析
 
  在宝钢股份不锈钢事业部炼铁厂750立方米高炉处,有一个出铁口。铁口出铁时产生烟尘量大,铁口封堵进入铁水冶炼阶段时,由于炉前清理作业需要,吸尘点阀门仍旧需打开,以降低作业点温度并捕集产生的烟尘。
 
  除尘风机设计总风量为72万立方米/小时,压力5500帕,配套电机功率1600千瓦,高压电机为工频直接启动,以工频恒速24小时连续运行。电机与风机之间装有液力耦合器,手动调节。高炉平均三个月换沟休风一次,一个半月热修补一次,设备负荷率总计98%,即年运行时间约为358天。
 
  按照现有出铁制度,在每个正常出铁周期内,除尘风机约有25%~30%的时间可以调整至低负荷运行,而实际运行时风机风门接近全开,始终处于高负荷运行状态,风机能力存在浪费现象。
 
  现役除尘风机电机采用液力耦合器进行控制,属于机械控制方式。采用液偶调速方式,电动机的效率低,损耗大,尤其低速运行时,效率极低;调速范围小,一般情况下,有效调速范围在30%~97%之间,高速段减小了设备的出力能力,低速段影响节能效益的发挥;调节精度低、线性度差,响应慢,手动控制时,操作不便,节能效益不能充分实现。
 
  鉴于出铁场的实际工况,电机运行负荷波动变化较大,此种情况宜采用高压变频调速技术对除尘系统进行改造。
 
 
二、系统节能改造方案
 
  除尘系统应根据出铁制度对风机负荷进行相应调整,与实际工艺需求相匹配,才能保证除尘系统稳定高效运行,并得到最佳的节电效果。按750立方米高炉出铁制度,在一个标准出铁周期内,铁口出铁时间约85分钟,出铁结束进入冶炼阶段,至下一铁口开口约需35分钟。即正常生产时,在一个标准周期内,只有三分之二的时间需要风机高负荷运行,剩下的三分之一的时间风机进入低负荷阶段。
 
  考虑到出铁场除尘风机对生产的重要性,且系统24小时不间断运行,因此对设备可靠性要求较高,宜采用智能高压变频器对炼铁厂750立方米高炉出铁场1600千瓦除尘风机进行变频节能改造。由于只有一台风机,因此对电机进行一拖一变频改造,带手动旁路功能。在变频器发生故障时,能手动切换到原来的工频运转方式,保证电机继续运行,同时,为保证现有风机在变频改造后的稳定运行,将在改造前对风机本体进行无损探伤以保证改造后系统的稳定运行。
 
 
三、节能效果
 
  根据风机高速运行时,实际转速和电流值分别为920转/分钟和129安测算,风机改造前电机实际平均输入功率为1152千瓦。工频运行条件下,除尘风机电机轴功率为1019千瓦。
 
  若使用变频调速,除尘风机在出铁时以920转/分钟运行,冶炼时以640转/分钟运行,则在变频改造后,电机消耗功率为:高速时为1132千瓦,低速时为405千瓦。即在一个周期内,电机平均消耗动率为920千瓦,按每年350天炼铁年节约电费110万元。
 
  除了显著的经济效益,变频系统在降低设备维护成本、延长设备使用寿命、简化操作等方面也有着诸多优势。据计算,本次改造,三年即可收回投资成本。