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    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。

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