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1、石家庄钢铁厂除尘系统高压变频改造节能分析与技术 方案第一部分：高炉出铁除尘风机高压变频改造节能分析一、设备参数1、电机参数：型号：Y5601-10额定功率：710KW额定电压：6KV额定电流：87A功率因数：效率：额定转速：580r/min实际运行电流：82A挡板开度：100%2、风机参数：根据用户提供的的风机型号和风量，从新查产品样本得知风机的型号和数据如下：型号：Y4-73-1IINo29.5F 流 量：440874m3/h全压：4000pa轴功率：585KW效率：82%3、运行工况石家庄钢铁有限公司炼钢厂有1#、2#、3#三台炼铁炉，每台炼铁炉设有一个出铁 口。炼铁炉出铁时，高温的铁水会
2、同空气发生剧烈的化学反应，产生大量的烟气。一方面对现 场操作的工人不利，另一方面也对环境造成了巨大的污染。为降低污染，改善现场环境，节能 降耗，需要对炼铁炉的除尘系统进行变频调速改造。该除尘系统配置Y4-73Nq29.5F风机一台（配套电机功率710kW），除尘风机共带 有三台高炉：1#、2#、3#，每台高炉出铁周期80min，其中除尘时间30min。运行时不除尘、一 台炉除尘、二台炉除尘、三台炉除尘的情况都有，而不除尘的时间极少。现运行时挡板全开， 运行电流82A，不（出铁）除尘时的电流6065A。因此，为了提高风机的运行效率，节能降耗，非常有必要对风机进行调速控制。除尘风机变频改造之后，炼
3、铁炉除尘风机需要四种风量来适应炼铁炉出铁工艺要求。二、除尘风机工艺过程当炼铁炉炼铁不出铁时也不除尘，因此也不需要风量。由于没有1台、2台、3台 高炉出铁时所需要的风量数据，所以按照每台高炉除尘时需要风量为14万m3/h考虑。当1台炉出铁口出铁时需要风量14万m3/h；两台炉出铁口同时出铁需要风量28 万m3/h ；当3台出铁口出铁时需要风量42万m3/h。按3台炉同时生产，每台炉每天3班，每班8小时，每台炉每班出6炉铁，每个班 3台炉总计出铁18炉。每个出铁周期80分钟，其中有30分钟为出尘时间。其中每班中有1个 周期3台炉同时出铁，除尘风量为42万m3/h；6个周期2台炉同时出铁，一台炉不出
4、铁，除尘 风量为28万m3/h；只有3个周期1台炉出铁，其余两台不出铁，除尘风量为14万m3/h。不出 铁的时间内维持风机最低转速5%左右，风量大概为2.2万m3/h。工艺流程示意图a到b为不出铁时间；b到d为1个出铁口出铁时间，其中b到c为风机升速时间；风机升速时可以根据需要跨 越任一升速点；d到f为2个出铁口出铁时间，其中d到e为风机升速时间；风机升速时可以根据需要跨 越任一升速点；f到h为3个出铁口出铁时间，其中f到g为风机升速时间；风机升速时可以根据需要跨 越任一升速点；h点风机开始减速。h到J为2个出铁口出铁时间，其中h到i为风机降速时间；风机降速时可以根据需要跨 越任一降速点；j到
5、l为2个出铁口出铁转换为1个铁口出铁时间，其中j到k为风机减速时间； l到b为1个铁口出铁转换为出铁口停止出铁时间，其中l到a为风机减速时间； a到b为不出铁时间。三、调速要求对除尘系统进行高压变频改造之后，要求有自动旁路、有远控箱、无闭环。变频调 速运行后，不除尘时段、一台炉除尘时段、二台炉同时除尘时段、三台炉同时除尘时段各运行 一个频率。不除尘时维持最低转速，三台炉除尘时转速最高。从每台高炉处各取一个出铁口位 置状态信号送入变频器的PLC。为简化控制逻辑，现场直接根据出铁口的开关状态来控制变频 器的转速。变频器预设4个速度点，根据现场出铁口的开关状态位置信号通过PLC的逻辑运算， 自动调节
6、电机转速来满足所需风量要求。变频器内具有PLC和中文的人机界面，将给给现场调试工作带来很大便利，调试周 期很短。各种参数设置十分方便，根据现场烟气的多少，可以及时调整各速度段点的风量，除 尘改造后，现场条件将会大为改善。速度点0魂速比例风量远有档况%22,0a0rri3!h不出段狡牙140000m3/h1个出铁口出秩U22SOOOOrm3/h2个出锻口出铁U3 420000m3/h3个出铁口出秩四、节能计算根据统计，风机在一天中各速度段的运行时间数据如下表:序号3台炉同时 出铁卫台炉同时出1台炉同时 出铁不出铁不除尘时洵备注1莓氏除坐运行时间辱天2藐号ABC ID3出铁周期时段f-rtlb-d
7、/j-l每个时间段向出跌时间为 卯mim其中出坐时间为 MQmin为1知4运行时间h1.5hg4.5维尘时间每个出缺周期内为30minn5风量Q%4200002000001如颁22CiCiOS风量比K0.95C.I.B4C.32U 1按螭量比取调速比K7输X身窒FV166925U凋速之后8534.7234.4枣4，变翘噩散率：9节电宰艮)S559210节电%或网34.5374.8?95.647Z.911节再量i3/h51_75337I152030.24255.112每天节电赛岗26.911752.66139370221 3.17id：.年节电费兄)序号 1W ： ( A+ 3* C+ 口.诙T
8、5386.44X300=16115932 元年运汀T二如天第二部分：炼铁厂S3布袋除尘引风机高压变频改造节能分析一、设备参数1、电机参数型号：YKK5602-8额定电压：6KV额定功率：710kW额定电流：85.5A功率因数：0.82 效率：97.4%(728.58)额定转速：742r/min实际运行电流：53A60A挡板开度：75%2、风机参数型号：G4-73-11No25D 流量：440000m3/h风压：4200Pa轴功率：596 kW效率：84.5%3、除尘设备型号：LFMD-14X390 处理风量：420000m3/h过滤速度：11.3m/min浓度：80mg/Nm3除尘效率：99%
9、设备阻力：9801570Pa二、工艺流程现场各尘点一一吸尘罩一一引风支管一一总管一一布袋除尘器一一引风机一一排 风管。三、调速要求对除尘系统进行高压变频改造之后，要求有自动旁路、有远控箱、无闭环。变频调 速运行后，可以根据现场的实际需要调整风机的速度，满足各个除尘点的除尘风量要求。根据各个除尘点除尘风量的要求，每个除尘点各运行一个频率。同时除尘时运行转 速最高，不除尘时维持最低转速。从每个除尘点取一个工况状态位置信号送入变频器的PLC。 变频器根据除尘点的开关状态位置信号通过PLC的逻辑运算，自动调节电机转速来满足所需风 量要求。共设有5个除尘点。总风量为Q=420000 m3/h。工艺过程的
10、风量如下图所示。变频器内具有PLC和中文的人机界面，将给给现场调试工作带来很大便利，调试周期很短。 各种参数设置十分方便，根据现场烟气的多少，可以及时调整各速度段点的风量，除尘改造后， 现场条件将会大为改善。讨传J-3314耻柄！ big1 1 ! HH II 1 . I 1*1 个1 E&41 e-d naam/bi2-T- i r-.L5跨，uuijnin-!T IW. .fl.H-i-. .i-# / uiI-I-.Ii nri*D UQQiti3!/ItiH-l-隘堂点牌=风机实际运行时的电流在53A-60A之间，风机的额定轴功率为596KW，按照电流比 试运行时的电机输入功率为：PS
11、Z=IS/IeXPez=(5360/85.5)X728.58=452kW511kW。取平均 值 482KW.根据统计，风机在一天中各速度段的运行时间数据如下表：序号1个除尘点除.I、土2个除尘点除-IX土浙懒尘点 琮尘4个除尘点 瑶尘5个除尘点 除全备注1每天除尘运行时间2酷竺点籍号A0(DE3唉尘周期时段A-BB-DD-FF-HH-Ji运行时间h555545就量双h1050001680002730003780004200000就量比K0.250 40.S50 917输入功率平均值加MKW调速之后&耗电舸48.282,316.940974E39节电率（%）90835S15010节 P3Z（kW
12、）432.8400265.172.3011节电星kWh2169200CI1.925.5361.5012每天节电费元）1137S8104C689.26187.9B013年节电费优】序号T3-： (A+日+E+D*E)T3045.12X300=913536 元年运行T=3CICI天高压变恭器内部连线图深度为1200mm。可选配的旁路柜方案柜体尺寸:从左至右依次为：变压器柜、功率柜、控制柜， 宽度为900mm，高度及深度均和变频装置一致。IS31、改造前，采用高压设备直接带动电机进行运行，通过调节风门的开度来改变流 量及出口压力。方案图为2、改造后，采用变频装置对电机转速进行调节，从而进行调节流量及
13、风门出口压 力。同时带有旁路系统，当变频器故障是可以打到旁路运行。方案图为EkV（莎】 I J2HEC0W-1A I 也唏机改造后，原有电机不降额使用，原有高压电缆可继续使用。第四部分：应用高压变频调速之后将会产生的其它效果提高输入功率因数：功率因数提高之后，避免由于功率因数过低造成的 电网电压降过大，可以降低电网的无功损耗和无功经济当量。改善工艺：除尘风机变频调速之后，风机可以非常平滑稳定的调整风量，运行人员 可以自如的调控，除尘风机运行参数得到改善，提高运行效率。延长电机和风机的使用寿命：由于除尘风机为离心式风机，启动时间长，启动电流 大（约68倍额定电流），对电机和风机的机械冲击力很大，
14、严重影响其使用寿命。而采用变 频调速后，可以实现软起动和软制动，对电机几乎不产生冲击，可大大延长机械的使用寿命。减少风门机械和风机叶轮的磨损：安装变频调速后，风机将会经常工作在比原来定 速时低很多的转速下运行，因此，将会大大减少风机叶轮的磨损，减少风机振动。延长风机的 大修周期，节省检修费用和时间。便于实现除尘控制系统自动化：除尘系统的的风量经常需要根据工艺的要求变化， 在用挡板调节时，存在风门的开度与流量不成比例的问题，调整麻烦。同时如果经常调整执行 机构，其磨损量会过大，风门特性将发生变化，也将会出现非线性问题。而变频调速系统将会 始终保持在0.010.1HZ频率调整精度范围内工作，为实现除尘系统的自动化创造优越条件。第五部分：结论通
