高炉高压电机助力冶金能源管理

发布日期：2016-05-24 作者：点击：

金行业是国内能源消耗比较大的行业，一直是能源减耗的重点关注，那么冶金行业又是怎样利用自动化产品实行节能减排，能源管理呢？
　　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。

　　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。

　　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。

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