...钢炼钢厂4 除尘风机的应用
梁亚学++侯敬军
[摘 要]随着国家环境保护和治理标准要求越来越严格和炼钢企业整体技术的提高，目前炼钢厂各生产工段已普遍采用除尘设备，烟尘治理工作取得很大成效和提高。但在除尘系统中，主风机采用调节风管阀门控制风量来满足烟尘排放点的收尘，且以最大风量长期运行，这就造成能量消耗相当大，节能成为炼钢厂除尘工艺的重大课题。因此文章重点就炼钢厂除尘风机节能与维护措施展开探讨。
[关键词]炼钢厂；除尘风机；节能；维护
中图分类号：TF341 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0124-01
变频器是电机调速的主要装置，高压变频调速系统直接串联于高压电源与高压电机之间，因现场改造、安装方便及良好的调速和节能性能，在冶金行业的节能改造项目中得到了越来约广泛的应用。应用高压变频调速技术可以大大提升系统的自动化程度、减少因调节挡板和管道而导致的挡板和管道磨损、降低常停机检修所带来的经济损失，这样既可以满足生产需求，又可以节约电能，同时还可以减少维护成本，从而达到通过改变设备运行速度来调节现场所需风压、风量的大小，同时增创炼钢厂效益的最终目的。
一、除尘风机能耗特点和主要影响因素
除尘风机是除尘系统的动力中枢，是同时也是炼钢厂的“能耗大户”，目前炼钢厂的除尘风机都是电机以定速运转，再通过改变风机入口的挡板开度来调节风量。风机的风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。即风机负载转矩与转速的平方、轴功率与转速的立方成正比例关系。除尘风机的选型，应该是根据现场生产工艺可能出现的最大负荷条件来定，但实际选型时，风机的风量和压头均对其最高需要值再加上裕度系数，所以风机往往选的比较大。这就造成风机运行过程中基本用不到最高值，处于“大马拉小车”的欠载运行状态。风机风量是设备生产过程中确定好的，而在炼钢实际生产过程中，风量的变换和波动比较大。比如烟气量的变化，吹氧时烟气量可以增加几倍以上，这就给设计和操作带来很大问题。因此只能按照最大风量来设计，当设备不在此风量下工作时，风机就偏离高效區域，工作效率比较低，除尘效率也随之下降。
二、高压变频器在除尘风机节能中的应用
（一）除尘风机工艺要求？
对除尘风机的工艺要求要能结合对设备系统的选用规格，例如在除尘器电机的参数如下所示，型号是Y5602-10，在额定的电流、频率、电压、功率分别为96A、50Hz、6kV、800kW，在额定的功率因数上为0.81，额定转速为592r/min。另外在除尘器的风机型号Y5-24×48-14No.22F，全压6100Pa，风量为3.5×103m3/h，在轴功率方面为934.6kW，转速达到980r/min。在操作的模式上来看，炼铁厂供应一座2680m3的高炉，采用一台除尘风机。针对工艺的要求在铁口顶吸罩覆盖范围少，布置较高的情况，对铁口顶吸罩进行改造；对铁沟和撇渣器设密封罩，并在密封罩上设吸风口，使罩内形成负压，吸走铁沟内产生的烟尘。对高压变频器的调速上也有着相应的要求，根据高炉的每个处理周期所需要的风量需求段的不同，以及考虑到不连续处理间断时间就能够按照额定转速100%以及75%、50%、25%这几种模式实施运行，在各个档段的时间比例也要能够合理化的调配，变频器在提速的时候响应的实践要小于30s。同时也要能够对变频器降速的时候可不做具体化的要求，减速中如果是需要提速就要能够满足实际的需要。
（二）高压变频器在除尘风机上的应用
第一，高压变频器的调速原理主要是电动机同步转速和电源的频率成正比，电动机转速比同步转速要小，所以对频率的提升就能够对转速进行提升。变频调速这一方法能够分成恒功率以及恒转矩以及保持过载能力不变这几种调速的方法。另外在矢量控制方面，对于异步电动机全压启动过程中，电动机当中就会流过5到7倍额定电流，而在转矩上却并不是很大，矢量控制的基本出发点就是把异步电动机构造上不能够分离转矩电流以及励磁电流分离成90°的相位差，同时对转矩电流以及励磁电流分别控制。第二，对电动机的保护上要能够得到充分重视，高压变频器对原有的液力耦合器调速系统有了突破，在启动上更加的平稳，在积分的作用下速度的调节器就会处在饱和状态，而电动机转差频率就始终处在最大值，对所运行过程中的减速转矩能够得到有效控制。多回路的供电技术以及高可靠性的设计，以及超级看门狗技术对系统运行的稳定性得到了保证，高压带电之后能够将可靠性得到进一步提升。第三，对除尘风机上应用高压变频器要想在效果上得到良好实现就要对其进行改造优化处理，可提供纯净输入特征，能够对其他的在线设备免受谐波的干扰，也能够防止和其他调速装置发生串扰的情况。通过高压变频器实施电动机调速运转在转频率的变化以及高次谐波分量上也会发生广范围的变化，通过变频器自身所提供的正弦波输出而不需要外部输出滤液器，对电机的使用寿命就能够得以有效提升。第四，设备在实际的应用过程中对工艺起到了改善作用，在将高压变频器在除尘风机中应用后能够平滑稳定的对风量进行调整，在风机的参数上也得到了相应的改善，有效提高了效率。同时在对电机以及风机的使用寿命上也有着相应的提升，能够实现软启动以及软制动。
（三）应用效果
通过对高压变频器的现场应用，在系统的运行上比较稳定安全，只需要对变频器实施除尘处理不用停机，对生产的连续性进行保障。在过流以及欠压、温升保护等诸多的保护功能上的作用得到了充分发挥，节能的效果比较显著。
三、风机寿命的影响因素和维护措施？
提高除尘风机的使用寿命，也是炼钢企业实现环保技能、提高经济效益的一项重要措施。风机的使用寿命与风机部件的材质、制造工艺、制造和安装精度、使用工况有着密切关系。除尘作业中，输送介质的温度对风机影响很大，表现为输送介质的密度随着温度的变化而变化，所输送介质的密度减小，风机的负载就随之减小，繁殖，则风机的负载加大。系统风量的变化也对风机的工况造成影响，风量增大，对风机的冲击造成荷载加大。这些都对风机的使用寿命带来影响。提高风机的使用寿命，需要在做好正常保养与维护的基础上，利用先进技术改善风机使用工况，减少设备损坏：第一，制定科学合理的除尘风机安全操作规程，并严格遵守。第二，明确责任，专人负责定期维护和保养，及时发现问题、妥善处理故障。第三，减小风机的角加速度，角加速度越小，转矩就越小，因此，在工艺允许的范围内，尽可能地减小角加速度，使风机平稳地调节转速。第四，减少系统阻力增量。关闭除尘点阀门，同时风机转速不要降太低，为了减少阻力增量，可在除尘系统末端设平衡阀。第五，减少系统阻力增量的变化率。减少阻力增量的变化率的有效方法是延长切换阀门从开到关（或从关到开）的时间，避免由于系统阻力变化过快而产生的对风机转子的“急刹车”现象。
总之，除尘风机在对高压变频器应用后，在各方面的运行效果上都得到了不同程度的改善，变频器的性能比较好以及采购的成本不高，这些都为炼钢企业的应用提供了条件，在效益的获取上也比较明显。在现有设备条件下，尽力挖掘设备潜力，降低能耗，提高钢铁产量，成为众多钢铁企业的共同选择。
参考文献
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