熱軋除塵風機節能技術改造

趙明新

（天津天鐵冶金集團，河北 邯鄲 056404）

一、概述

天鐵熱軋除塵系統動力設備主要有混鐵爐除塵風機、LF爐除塵風機、鐵水預處理除塵風機、輔原料除塵風機及轉爐二次除塵風機。風機改造前的配置和運行等情況如下。

1.系統設備配置(表1)

表1

2.系統描述

(1)混鐵爐除塵風機主是對倒罐站、混鐵爐本體及混風閥共5個除塵點除塵，除塵點閥門全開，液耦調速運行，轉速605r/min。

(2)LF爐除塵風機對1#和2#LF爐爐工口、上料點進行除塵。通過液耦進行調速，轉速530r/min。

(3)鐵水預處理除塵風機對鐵水脫硫處理中產生的灰塵和廢鋼切割塵粒進行回收處理。全開風機用液耦調速，調速范圍200～600r/min。

(4)輔原料除塵風機是對運輸煉鋼輔料皮帶機及料倉進行除塵。通過液耦進行調速，皮帶運輸時，風機工作轉速500r/min，運輸結束后轉速180r/min。

(5)轉爐二次除塵風機系統2個除塵風機并網對2個180t轉爐除塵。轉爐煉1爐鋼需38～42min，通過液耦調速，轉速565r/min。

二、變頻優點

1.調速范圍寬

高壓變頻器調速范圍可達到10∶1以上，甚至達到100∶1。而調速型液力耦合器的調速范圍最大為4∶1。

2.調速精度高

高壓變頻器調速精度達到0.1Hz，而且穩定。

3.無額定轉差率

高壓變頻器沒有轉差率問題，電機空載轉速與負載轉速相同。而液力耦合器的轉差率≥3%，所以，帶負載的轉速最高只能達到電機額定轉速的97%。

4.軟啟動

高壓變頻器具有軟啟動功能，不會對電網及其他用電設備造成沖擊。

5.可靠性高

高壓變頻器的可靠性高且故障率低。

三、改造方案

改后節能裝置如表2所示。

表2

四、設計要求

1.混鐵爐除塵風機系統

通過倒罐站來鐵水信號智能控制除塵風機運行，實現在倒灌站來鐵水和不來鐵水時段風機工作在兩種運行狀態。

2.LF爐除塵風機系統

根據各點除塵設備運行開關量信號智能控制各支路風門的開關，并實時檢測除塵器前方區負壓。

3.鐵水預處理除塵風機系統

根據下槍噴吹、提槍、扒渣開始及扒渣結束等工藝段開關量信號智能控制鐵水預處理除塵風機的運行轉速，實現在不同工藝段風機提供相應除塵風量滿足除塵要求。

4.輔原料除塵風機系統

根據4#皮帶機啟停開關量信號控制輔原料除塵風機的運行轉速，實現在皮帶機工作和不工作時段風機的兩種運行狀態，與皮帶機運行同步。

5.轉爐二次除塵風機系統

根據煉鋼時的兌鐵水、吹煉、提槍、出鋼及濺渣等不同階段對除塵風量要求的不同，智能控制除塵風機的運行，應用“跟隨負荷同步”理論，在保證工藝要求負壓的基礎上，實現跟隨負荷同步，功率按需輸出，實現系統大幅度節能。

五、控制技術應用

1.智能控制器

各除塵點輸出的信號，經A/D變換后送到智能控制器，經PID運算和模糊控制，計算出實際負荷量，智能調控風機系統的運行流量和壓力，使拖動電機的輸出功率始終與系統的負荷變化相匹配。

2.同步跟隨技術

風機系統是典型的負載可變系統，LDJ智能化控制系統能夠實時跟蹤負載的變化智能控制電機的轉速，使拖動電機的輸出功率跟隨負荷的變化同步輸出，實現“跟隨負荷同步、功率按需輸出”。

3.混鐵爐狀態聯動負壓調控技術

通過采集倒灌站有鐵水和無鐵水信號智能控制除塵風機的運行。有鐵水來時智能控制系統控制除塵風機高速運行；無鐵水來時，智能控制系統控制除塵風機低速運行。以達成節能目標。

4.風門聯動負壓調控技術

通過實時采集LF爐各支路除塵設備運行開關信號，智能控制各支路電動風門的開關，并以除塵器前區負壓值智能控制除塵風機運行。

5.脫硫狀態聯動負壓調控技術

通過采集脫硫站工作開關信號自動控總風管電動風門的開關；根據脫硫過程中各階段運行信號，智能控制除塵風機的運行，當采集到下槍噴吹信號或扒渣開始信號時，智能控制系統可使風機高速運行，對應除塵器前負壓值為P1；當采集到提槍信號或扒渣結束信號時，智能控制系統使風機低速運行，對應除塵器前負壓值為P2。

6.皮帶機狀態聯動負壓調控技術

通過實時采集料倉各支路除塵設備運行開關信號，自動控制各支路管道電動風門的開或關。實時采集皮帶運行開關信號智能控制除塵風機的運行，當采集到皮帶運行信號時，智能控制系統使風機高速運行，對應除塵器前負壓值為P1；當采集到皮帶機停止運行信號時，智能控制系統使風機低速運行，對應除塵器前負壓值為P2。

7.風門聯動多負壓調控技術

(1)在采集到任意一個轉爐兌鐵水信號時，打開對應風門，風機高速運行，控制總管負壓值為P1，以最大風量運行，滿足除塵需求。

(2)在1個轉爐吹煉狀態、另1轉爐出鋼狀態或2個轉爐同時吹煉、同時出鋼時，智能控制系統自動調節風機轉速，維持工藝需求的總管負壓值P2。

(3)當兩個轉爐都處在煉鋼準備狀態時，智能控制系統自動調節風機轉速，維持工藝需求的總管負壓值P3(P1＞P2＞P3)。

8.同頻控制技術

當系統有多臺風機同時運行時，LDJ智能化控制系統能夠實現風機系統同頻節能運行，使壓力均衡輸出，消除風機不同頻率運行產生的壓力損失和出口壓力不同造成的風機損耗。利用同頻控制技術對風機系統進行節能改造的節電效果最佳。

六、改造效果

實現了系統的自動化控制與“系統同步跟隨，功率按需輸出”的最佳節能效果；提高了電機的功率因數，消除了諧波對電網的污染；降低了設備的噪聲、水錘效應及震動現象，延長了設備的使用壽命。

改造后，通過對各風機系統實際運行的壓力、溫度、運行電流等參數進行比較和計算，風機系統節電率15%～25%。每年可節約電量1 153.2萬kW·h、電費約738萬元。