1、前言
軋鋼廠以其資源密集、能耗密集、生產(chǎn)規(guī)模大、物流吞吐量大等特點(diǎn)，長(zhǎng)期以來一直被認(rèn)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?；t在冶煉過程中會(huì)產(chǎn)生大量高溫?zé)煔?，如不收集處理，將造成非常?yán)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(shè)施處理能力不斷改造加大。同時(shí)，煙氣除塵設(shè)施在煉鋼企業(yè)中作為輔助裝備，具有能源消耗量大、運(yùn)行費(fèi)用高的特點(diǎn)。長(zhǎng)期以來，不論電爐處于哪一個(gè)運(yùn)行階段，產(chǎn)生的煙氣粉塵大小均使除塵風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，采用入口擋板開度調(diào)節(jié)，效率低造成大量的電能浪費(fèi)。
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(yíng)企業(yè)。主要產(chǎn)品為螺紋鋼，年產(chǎn)能力約70萬噸。有中型軋鋼生產(chǎn)線四條，800#軋機(jī)生產(chǎn)線一條,650#軋機(jī)生產(chǎn)線一條和500#軋機(jī)生產(chǎn)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(jī)是900kW的高壓電機(jī)，運(yùn)行在工頻狀態(tài)每次電機(jī)啟動(dòng)非常困難，沒有特殊情況一般不停高壓電機(jī)，也就是說電爐檢修時(shí)一般不停除塵風(fēng)機(jī)，電機(jī)始終帶負(fù)荷運(yùn)行，電能耗浪費(fèi)很大。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)效率成為企業(yè)發(fā)展提高競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段之一。基于以上原因，該廠要求對(duì)除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。
3、運(yùn)行工況
電爐煉鋼時(shí)產(chǎn)生的有害物污染主要體現(xiàn)在電爐加料、冶煉、出鋼三個(gè)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(qiáng)化脫炭，由于吹氧或加礦石而產(chǎn)生大量濃煙。在上述三個(gè)冶煉期中，氧化期產(chǎn)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(jìn)行設(shè)計(jì)。整個(gè)煉鋼過程中吹氧時(shí)期占30~35%，此時(shí)風(fēng)機(jī)處于較高負(fù)荷運(yùn)行，而其余時(shí)間則處于較低運(yùn)行工況。
4、系統(tǒng)改造方案
變頻控制除塵風(fēng)機(jī)為最基本的一拖一控制，控制方案如下圖所示：
QF:用戶側(cè)高壓真空斷路器，帶有綜合繼保裝置。
QS1、QS2、QS3、手動(dòng)刀閘開關(guān)。其中QS2、QS3帶有機(jī)械互鎖，不能同時(shí)合閘。
合QS1、QS2、分QS3為變頻控制模式。電機(jī)可由變頻器控制調(diào)速運(yùn)行。
合QS3、分QS1、QS2為工頻模式。電機(jī)可由QF直接啟停并進(jìn)行保護(hù)，變頻器可完全和電網(wǎng)脫離，便于維護(hù)與檢修。
5、系統(tǒng)改造方案
應(yīng)用高壓變頻器調(diào)速控制后，可采用開閉閥門與除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)相結(jié)合的控制方式。由于生產(chǎn)工藝的要求，除塵風(fēng)機(jī)需要在煉鐵時(shí)停止除塵，在出鐵時(shí)開始除塵，因此，變頻器調(diào)速裝置在煉鐵時(shí)低速運(yùn)行，出鐵時(shí)高速運(yùn)行。當(dāng)所有的出鐵口煙塵捕集罩閥門全部打開時(shí)，風(fēng)機(jī)以最高轉(zhuǎn)速運(yùn)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(guān)情況自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，盡量降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，則可達(dá)到節(jié)約電能的目的。
變頻器控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)之間的主要信號(hào)如下表所示
序號(hào) | 信號(hào)定義 | 類型 | 序號(hào) | 信號(hào)定義 | 類型 |
1 | 煙罩閥門開關(guān)信號(hào) |
DI |
4 | 風(fēng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào) |
DI |
2 | 煉鐵信號(hào) |
DI |
5 | 風(fēng)機(jī)停止信號(hào) |
DI |
3 | 出鐵信號(hào) |
DI |
6 | 系統(tǒng)報(bào)警信號(hào) |
DO |
6、系統(tǒng)特點(diǎn)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?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)。
3) 減小了維護(hù)工作量和維護(hù)費(fèi)用。
4) 調(diào)速范圍寬，精度高，除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)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(hù)等多項(xiàng)保護(hù)功能，十分完善，更好的保護(hù)了電機(jī)。
6) 改善運(yùn)行工況，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
