1、前言
軋鋼廠以其資源密集、能耗密集、生產規(guī)模大、物流吞吐量大等特點，長期以來一直被認為是煙塵排放量大、廢棄物多、污染大的企業(yè)。而電弧爐煉鋼是一些軋鋼廠造成煙塵污染的主要來源之一。弧爐在冶煉過程中會產生大量高溫煙氣，如不收集處理，將造成非常嚴重的空氣污染。近年來，隨著冶煉工藝的提高，冶煉節(jié)奏大大加快，電弧爐用氧量猛增，隨之帶來的是煙氣發(fā)生量的成倍增加，除塵設施處理能力不斷改造加大。同時，煙氣除塵設施在煉鋼企業(yè)中作為輔助裝備，具有能源消耗量大、運行費用高的特點。長期以來，不論電爐處于哪一個運行階段，產生的煙氣粉塵大小均使除塵風機全速運行，采用入口擋板開度調節(jié)，效率低造成大量的電能浪費。
2、改造背景
騰鰲第一軋鋼廠位于遼寧省海城市福安工業(yè)園，是一家大型民營企業(yè)。主要產品為螺紋鋼，年產能力約70萬噸。有中型軋鋼生產線四條，800#軋機生產線一條,650#軋機生產線一條和500#軋機生產線兩條,電爐為10t偏芯交流電爐，除塵器系統(tǒng)采用脈沖布袋式除塵器。由于電機是900kW的高壓電機，運行在工頻狀態(tài)每次電機啟動非常困難，沒有特殊情況一般不停高壓電機，也就是說電爐檢修時一般不停除塵風機，電機始終帶負荷運行，電能耗浪費很大。隨著市場競爭的不斷加劇，節(jié)能降耗、提高生產效率成為企業(yè)發(fā)展提高競爭力的有效手段之一。基于以上原因，該廠要求對除塵風機進行改造。
3、運行工況
電爐煉鋼時產生的有害物污染主要體現(xiàn)在電爐加料、冶煉、出鋼三個階段。電爐冶煉一般分為熔化期、氧化期和還原期，其中氧化期強化脫炭，由于吹氧或加礦石而產生大量濃煙。在上述三個冶煉期中，氧化期產生的煙氣量最大，含塵濃度和煙氣溫度最高。因此，電爐除塵系統(tǒng)按照氧化期的最大煙塵排量進行設計。整個煉鋼過程中吹氧時期占30~35%，此時風機處于較高負荷運行，而其余時間則處于較低運行工況。
4、系統(tǒng)改造方案
變頻控制除塵風機為最基本的一拖一控制，控制方案如下圖所示：
QF:用戶側高壓真空斷路器，帶有綜合繼保裝置。
QS1、QS2、QS3、手動刀閘開關。其中QS2、QS3帶有機械互鎖，不能同時合閘。
合QS1、QS2、分QS3為變頻控制模式。電機可由變頻器控制調速運行。
合QS3、分QS1、QS2為工頻模式。電機可由QF直接啟停并進行保護，變頻器可完全和電網(wǎng)脫離，便于維護與檢修。
5、系統(tǒng)改造方案
應用高壓變頻器調速控制后，可采用開閉閥門與除塵風機轉速調節(jié)相結合的控制方式。由于生產工藝的要求，除塵風機需要在煉鐵時停止除塵，在出鐵時開始除塵，因此，變頻器調速裝置在煉鐵時低速運行，出鐵時高速運行。當所有的出鐵口煙塵捕集罩閥門全部打開時，風機以最高轉速運行，其它情況在保證每一煙罩除塵效果的前提下，根據(jù)煙罩閥門的開關情況自動調節(jié)風機轉速，盡量降低風機轉速，則可達到節(jié)約電能的目的。
變頻器控制系統(tǒng)與現(xiàn)場之間的主要信號如下表所示
序號 | 信號定義 | 類型 | 序號 | 信號定義 | 類型 |
1 | 煙罩閥門開關信號 |
DI |
4 | 風機啟動信號 |
DI |
2 | 煉鐵信號 |
DI |
5 | 風機停止信號 |
DI |
3 | 出鐵信號 |
DI |
6 | 系統(tǒng)報警信號 |
DO |
6、系統(tǒng)特點及節(jié)能效果
1) 節(jié)能效果顯著，大大降低了電耗，節(jié)電率在30%左右。
2) 能夠實現(xiàn)電動機的軟啟動。
3) 減小了維護工作量和維護費用。
4) 調速范圍寬，精度高，除塵風機的風量可以根據(jù)工藝需要變化。
5) 森蘭高壓變頻器具有：過流、短路、過壓、欠壓、缺相、溫升保護等多項保護功能，十分完善，更好的保護了電機。
6) 改善運行工況，降低工人勞動強度。
