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

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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Y4-73№29.5F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60～65A。

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。

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:

风机的功率P和转速的三次方成正比，风压p和转速的平方成正比，流量Q和转速成正比。

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：53A～60A
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-14×390 处理风量：420000m3/h
过滤速度：1～1.3m/min 浓度：80mg/Nm3
除尘效率：99% 设备阻力：980～1570Pa

二、工艺流程

现场各尘点——吸尘罩——引风支管——总管——布袋除尘器——引风机——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。工艺过程的风量如下图所示。

工艺流程示意图
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。

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：PSZ=IS/Ie×Pez=(53～60/85.5)×728.58=452kW～511kW。取平均值482KW.