一、能效分析
在寶鋼股份不銹鋼事業(yè)部煉鐵廠750立方米高爐處，有一個(gè)出鐵口。鐵口出鐵時(shí)產(chǎn)生煙塵量大，鐵口封堵進(jìn)入鐵水冶煉階段時(shí)，由于爐前清理作業(yè)需要，吸塵點(diǎn)閥門(mén)仍舊需打開(kāi)，以降低作業(yè)點(diǎn)溫度并捕集產(chǎn)生的煙塵。
除塵風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)總風(fēng)量為72萬(wàn)立方米/小時(shí)，壓力5500帕，配套電機(jī)功率1600千瓦，高壓電機(jī)為工頻直接啟動(dòng)，以工頻恒速24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。電機(jī)與風(fēng)機(jī)之間裝有液力耦合器，手動(dòng)調(diào)節(jié)。高爐平均三個(gè)月?lián)Q溝休風(fēng)一次，一個(gè)半月熱修補(bǔ)一次，設(shè)備負(fù)荷率總計(jì)98%，即年運(yùn)行時(shí)間約為358天。
按照現(xiàn)有出鐵制度，在每個(gè)正常出鐵周期內(nèi)，除塵風(fēng)機(jī)約有25%～30%的時(shí)間可以調(diào)整至低負(fù)荷運(yùn)行，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)接近全開(kāi)，始終處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，風(fēng)機(jī)能力存在浪費(fèi)現(xiàn)象。
現(xiàn)役除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)采用液力耦合器進(jìn)行控制，屬于機(jī)械控制方式。采用液偶調(diào)速方式，電動(dòng)機(jī)的效率低，損耗大，尤其低速運(yùn)行時(shí)，效率極低；調(diào)速范圍小，一般情況下，有效調(diào)速范圍在30%～97%之間，高速段減小了設(shè)備的出力能力，低速段影響節(jié)能效益的發(fā)揮；調(diào)節(jié)精度低、線性度差，響應(yīng)慢，手動(dòng)控制時(shí)，操作不便，節(jié)能效益不能充分實(shí)現(xiàn)。
鑒于出鐵場(chǎng)的實(shí)際工況，電機(jī)運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)變化較大，此種情況宜采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造。
二、系統(tǒng)節(jié)能改造方案
除塵系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)出鐵制度對(duì)風(fēng)機(jī)負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，與實(shí)際工藝需求相匹配，才能保證除塵系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行，并得到的節(jié)電效果。按750立方米高爐出鐵制度，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)出鐵周期內(nèi)，鐵口出鐵時(shí)間約85分鐘，出鐵結(jié)束進(jìn)入冶煉階段，至下一鐵口開(kāi)口約需35分鐘。即正常生產(chǎn)時(shí)，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)周期內(nèi)，只有三分之二的時(shí)間需要風(fēng)機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行，剩下的三分之一的時(shí)間風(fēng)機(jī)進(jìn)入低負(fù)荷階段。
考慮到出鐵場(chǎng)除塵風(fēng)機(jī)對(duì)生產(chǎn)的重要性，且系統(tǒng)24小時(shí)不間斷運(yùn)行，因此對(duì)設(shè)備可靠性要求較高，宜采用智能高壓變頻器對(duì)煉鐵廠750立方米高爐出鐵場(chǎng)1600千瓦除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造。由于只有一臺(tái)風(fēng)機(jī)，因此對(duì)電機(jī)進(jìn)行一拖一變頻改造，帶手動(dòng)旁路功能。在變頻器發(fā)生故障時(shí)，能手動(dòng)切換到原來(lái)的工頻運(yùn)轉(zhuǎn)方式，保證電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)，為保證現(xiàn)有風(fēng)機(jī)在變頻改造后的穩(wěn)定運(yùn)行，將在改造前對(duì)風(fēng)機(jī)本體進(jìn)行無(wú)損探傷以保證改造后系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
三、節(jié)能效果
根據(jù)風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)速和電流值分別為920轉(zhuǎn)/分鐘和129安測(cè)算，風(fēng)機(jī)改造前電機(jī)實(shí)際平均輸入功率為1152千瓦。工頻運(yùn)行條件下，除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)軸功率為1019千瓦。
若使用變頻調(diào)速，除塵風(fēng)機(jī)在出鐵時(shí)以920轉(zhuǎn)/分鐘運(yùn)行，冶煉時(shí)以640轉(zhuǎn)/分鐘運(yùn)行，則在變頻改造后，電機(jī)消耗功率為：高速時(shí)為1132千瓦，低速時(shí)為405千瓦。即在一個(gè)周期內(nèi)，電機(jī)平均消耗動(dòng)率為920千瓦，按每年350天煉鐵年節(jié)約電費(fèi)110萬(wàn)元。
除了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，變頻系統(tǒng)在降低設(shè)備維護(hù)成本、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、簡(jiǎn)化操作等方面也有著諸多優(yōu)勢(shì)。據(jù)計(jì)算，本次改造，三年即可收回投資成本。