除塵風(fēng)機(jī)工藝要求
 
　　大冶特鋼四煉鋼廠設(shè)置7#和8#兩個(gè)煉鋼電爐，煉鋼電爐在正常的冶煉過程中，一個(gè)冶煉周期分為如下時(shí)間段：①加鐵水3分鐘，②裝料3分鐘，③供電21分鐘，④供電供氧30分鐘，⑤等樣5分鐘，⑥出鋼5分鐘，⑦堵眼3分鐘，總共大約70分鐘，其中①②⑤⑥⑦五個(gè)時(shí)間段煙塵較少，除塵風(fēng)機(jī)可以低速運(yùn)行，低速運(yùn)行時(shí)間共19分鐘，占總冶煉周期的27%�？紤]風(fēng)機(jī)本身的加減速過程，低速運(yùn)行的時(shí)間比重按20%計(jì)算。考慮設(shè)備檢驗(yàn)，年運(yùn)行時(shí)間按300天計(jì)算。按冶煉工藝要求，煙塵較大時(shí)需要120萬立方米/小時(shí)的風(fēng)量，由1600KW風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，提供風(fēng)量85萬立方米/小時(shí)，另配560KW風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，提供風(fēng)量35萬立方米/小時(shí)。煙塵較小時(shí)需要80萬立方米/小時(shí)的風(fēng)量，560KW風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，提供風(fēng)量35萬立方米/小時(shí)，1600KW風(fēng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行，提供風(fēng)量45萬立方米/小時(shí)（為額定風(fēng)量的52.9%）。

         A1-A2為加鐵水和裝料時(shí)間（低速）
A3-A4為供電和供電供氧冶煉時(shí)間（高速）
A5-A6為等樣、出鋼、堵眼時(shí)間（低速）
A2為爐前生產(chǎn)現(xiàn)場采集的電爐送電和送氧信號開始由低速升速至高速的升速點(diǎn)
A4為爐前生產(chǎn)現(xiàn)場采集的電爐停送電和停送氧信號開始由高速減速至低速的減速點(diǎn)

         　　為適應(yīng)生產(chǎn)變化電爐除塵風(fēng)機(jī)在低速段暫定需要5種風(fēng)量來適應(yīng)電爐煉鋼工藝要求。
　　A到B為低速段的第一低速段（最低速），B到P為低速段第五低速段（最高速），Q到R低速段的第一低速段（最低速）；
　　B到D為第二個(gè)低速段，其中B到C為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；
　　D到F為第三個(gè)低速段，其中D到E為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；
　　F到H為第四個(gè)低速段，其中F到G為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；
　　H到J為第五個(gè)低速段，其中H到I為風(fēng)機(jī)升速時(shí)間；
　　風(fēng)機(jī)升速時(shí)可以根據(jù)需要跨越任一升速點(diǎn)；
　　J點(diǎn)風(fēng)機(jī)開始減速。
　　J到L為第五個(gè)低速段轉(zhuǎn)換為第四個(gè)低速段，其中J到K為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；
　　L到N為第四個(gè)低速段轉(zhuǎn)換為第三個(gè)低速段，其中L到M為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間； 
　　N到P為第三個(gè)低速段轉(zhuǎn)換為第二個(gè)低速段，其中N到O為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；
　　P到R為第一低速段，其中P到Q為風(fēng)機(jī)減速時(shí)間；
　　Q到R為低速段的第一低速段（最低速）。

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在大冶特鋼四煉鋼電爐除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用圖片

  ,大型屋頂風(fēng)機(jī);       　　大冶特鋼四煉鋼廠電爐除塵風(fēng)機(jī)采用HARSVERT-A06/220變頻器進(jìn)行調(diào)速控制，外加工頻旁路開關(guān)柜，變頻器為直接高-高方式的電壓源型，變頻器的主要性能指標(biāo)如下：變頻器容量2250KVA，額定輸出電流220A，輸進(jìn)頻率45Hz到55Hz，額定輸進(jìn)電壓6000V，答應(yīng)電壓波動(dòng)±10%，輸進(jìn)功率因數(shù)≥0.96（大于20%負(fù)載時(shí)），輸出頻率范圍按五級速度，0Hz到50Hz范圍內(nèi)調(diào)整（即：調(diào)速范圍0～100%），變頻器效率≥98%（不含輸進(jìn)變壓器），輸出頻率分辨率0.01Hz，無級調(diào)速，過載能力120%一分鐘，150%立即保護(hù)。加速時(shí)間可按工藝要求設(shè)定，減速時(shí)問可按工藝要求設(shè)定。

         變頻器與現(xiàn)場接口表

         　　變頻器與四煉鋼廠PLC控制系統(tǒng)接口：四煉鋼廠PLC為西門子S7-300，變頻器內(nèi)置PLC為西門子S7-200，通訊時(shí)以四煉鋼廠PLC作為主站，變頻器PLC作為從站，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊；變頻器需上傳到四煉鋼廠PLC的信息包括：故障報(bào)警（綜合）、高壓合閘答應(yīng)、高壓緊急分?jǐn)�、模擬量信號：變頻器運(yùn)行頻率、變頻器輸進(jìn)電流（4-20mA電流源，帶載能力大于500Ω）。

         　　變頻器與四煉鋼廠現(xiàn)場接口：變頻器與四煉鋼廠電動(dòng)機(jī)就地操縱箱以硬線連接方式實(shí)現(xiàn)，四煉鋼廠就地操縱箱上應(yīng)包括：按鈕類：啟動(dòng)按鈕（帶指示）、停止按鈕（帶指示）；指示燈類：變頻正常運(yùn)行指示、工頻運(yùn)行指示；變頻器與四煉鋼廠爐前操縱臺以硬線連接方式實(shí)現(xiàn)，四煉鋼廠爐前操縱臺上應(yīng)包括：按鈕類：高速按鈕（帶指示）、低速1（最低速）按鈕（帶指示）、低速2按鈕（帶指示）、低速3按鈕（帶指示）、低速4按鈕（帶指示）、低速5（最高速）按鈕（帶指示）；變頻器向就地操縱箱提供的信號為：狀態(tài)信號：變頻器正常運(yùn)行、工頻運(yùn)行；就地操縱箱向變頻器提供的信號為：遠(yuǎn)控指令：啟動(dòng)、停止；爐前操縱臺向變頻器提供的信號為：工況轉(zhuǎn)速指令：高速指令、低速1指令、低速2指令、低速3指令、低速4指令、低速5指令；變頻器與高壓開關(guān)柜的連鎖信號：高壓緊急分?jǐn)�。以上開關(guān)量均采用無源接點(diǎn)輸出，定義為接點(diǎn)閉合時(shí)有效，接點(diǎn)容量均為AC220V/3A。

         　　變頻器遠(yuǎn)程/近程控制選擇，當(dāng)變頻器遠(yuǎn)程/近程控制選擇開關(guān)打到遠(yuǎn)程位置時(shí)，控制權(quán)交給電動(dòng)機(jī)就地操縱箱，當(dāng)變頻器遠(yuǎn)程/近程控制選擇開關(guān)打到近程位置時(shí)，控制權(quán)交給變頻器。

         除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行測試情況

         各速度點(diǎn)的變頻器運(yùn)行記錄：

         　　電爐除塵風(fēng)機(jī)未上變頻以前，在各種工況下的電機(jī)工作電流為180A，采用變頻調(diào)速后在除塵風(fēng)機(jī)低速段均勻節(jié)電率在47.5%以上。

1、引言

　　能源的供給和消費(fèi)是關(guān)系著國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展、國家安全和可持續(xù)發(fā)展的重大題目。我國經(jīng)濟(jì)正處于一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，能源消耗也出現(xiàn)大幅度上升，由于發(fā)展比例失調(diào)，煤、電、油、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴闹萍s，缺電和電價(jià)居高不下的局面，在今后相當(dāng)長的一段時(shí)間還會(huì)繼續(xù)存在,能源特別是電力不足，已經(jīng)嚴(yán)重制約了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為保證國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展，就必須公道、有效地利用能源，不斷地進(jìn)步能源利用率�！笆�一五”規(guī)劃提出了我國要建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的構(gòu)想，并明確了我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展今年的預(yù)期目標(biāo)，即要求單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低4%左右。

　　在全國總能耗中，建材產(chǎn)業(yè)能耗約占9%，占全國產(chǎn)業(yè)能耗的13%左右。而水泥行業(yè)是建材產(chǎn)業(yè)的資源、能源消耗大戶，其能源消耗占建材行業(yè)總能源消耗的50%以上，資源消耗占建材行業(yè)資源消耗的30%左右。已被列為國家節(jié)約資源的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。在國務(wù)院提出加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的政策環(huán)境下，進(jìn)步水泥行業(yè)的節(jié)約型制造和應(yīng)用水平，建立節(jié)約型水泥產(chǎn)業(yè)體系意義重大。在當(dāng)前國內(nèi)外能源供需矛盾突出的情況下，水泥行業(yè)必須通過各種途徑降低能耗，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。 目前新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)、余熱發(fā)電技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)等等已廣泛應(yīng)用于水泥行業(yè)中。

2、用戶及項(xiàng)目介紹

　　浙江三獅團(tuán)體，是由浙江省人民政府批準(zhǔn)成立并重點(diǎn)培育的15家大型企業(yè)團(tuán)體之一，團(tuán)體由30多家企事業(yè)單位組成，現(xiàn)有總資產(chǎn)近30億元，主導(dǎo)產(chǎn)品為水泥及其衍生產(chǎn)品�！叭�獅牌”水泥為國內(nèi)名牌產(chǎn)品，已通過ISO9002質(zhì)量治理體系認(rèn)證，為國家級首批水泥免檢產(chǎn)品。產(chǎn)品系列有普通水泥、純硅水泥、特種水泥等數(shù)十個(gè)品種，被廣泛用于國家重點(diǎn)工程，并批量出口東南亞國家和南太平洋地區(qū)。三獅還是國家建材局首批確定的12個(gè)水泥出口基地之一�，F(xiàn)在，三獅團(tuán)體每年投產(chǎn)建設(shè)多條日產(chǎn)5000噸新型干法水泥生產(chǎn)線，成長為中國水泥行業(yè)最具競爭力的企業(yè)之一。三獅團(tuán)體還將通過各種戰(zhàn)略和方式，在“十五”末發(fā)展成為年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥5000萬噸的國家級現(xiàn)代化水泥基地，使水泥主業(yè)做大做強(qiáng)做精，躋身世界水泥產(chǎn)業(yè)十強(qiáng)之例。

　　作為一家資源消耗型企業(yè)，“三獅”近年來以追求資源利用的最大化和污染排放的最小化為目標(biāo)，努力探索發(fā)展循環(huán)經(jīng)歷的路子。在先后引進(jìn)新型干法生產(chǎn)技術(shù)、低溫余熱發(fā)電等技術(shù)并取了較好的經(jīng)濟(jì)效益后。在引進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù)對電機(jī)進(jìn)行變頻改造節(jié)能上，公司領(lǐng)導(dǎo)通過對各高壓變頻廠家技術(shù)等對比，終極選擇了由廣州智光電氣股份有限公司生產(chǎn)的ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)對其下屬的浙江三獅水泥股份有限公司的1條5000t/d、1條2500t/d和安徽三獅和德水泥有限公司1條5000t/d新型干法生產(chǎn)線的高溫風(fēng)機(jī)、窯尾風(fēng)機(jī)、生料循環(huán)風(fēng)機(jī)共8臺風(fēng)機(jī)進(jìn)行高壓變頻改造。下面以安徽三獅和德有限公司5000t/d線高溫風(fēng)機(jī)為高壓變頻改造為例進(jìn)行介紹。

3、改造方案介紹

　　3.1 2#高溫風(fēng)機(jī)配套電機(jī)參數(shù)

　　3.2 變頻改造方案

　　此次對2500kW高溫風(fēng)機(jī)改造采用的為ZINVERT-A9H3125/10Y一拖一手動(dòng)旁路高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，裝置一次接線如圖2所示。

　　10kV電源經(jīng)變頻裝置刀閘K1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)刀閘K2送至電動(dòng)機(jī);10kV電源還可經(jīng)刀閘K2切換至工頻側(cè)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開輸進(jìn)側(cè)10kV開關(guān)及刀閘K1，將變頻裝置隔離，切換刀閘K2至工頻側(cè)，在工頻電源下起動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。刀閘K1、K2之間具有閉鎖和防止誤操縱功能。

　　ZINVERT型智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)主控制部分以新型電機(jī)控制專用雙DSP（數(shù)字信號處理器）為控制核心，輔以大規(guī)模可編程邏輯器件，實(shí)現(xiàn)SPWM波形控制及各種信號的檢測、分析判定和處理。控制器和功率單元箱之間通過光纖進(jìn)行信號傳輸，可有效避免電磁干擾，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)控制系統(tǒng)具有豐富的模擬、數(shù)字接口，可用于與用戶中控DCS連接和擴(kuò)展，以滿足現(xiàn)場各種運(yùn)行與控制的需要。用戶在后臺可以監(jiān)控變頻各種狀態(tài)并對其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和頻率設(shè)定調(diào)節(jié)。 

4、項(xiàng)目改造收益

　　三獅和德在進(jìn)行變頻改造的同時(shí)，也在進(jìn)行低溫余熱發(fā)電的建設(shè)，在變頻投運(yùn)后，余熱鍋爐也開始投進(jìn)。根據(jù)數(shù)據(jù)記錄，變頻改造前，高溫風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行功率為2600kW，變頻裝置和余熱鍋爐投進(jìn)后，高溫風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行在43Hz，運(yùn)行功率約為2350kW。變頻投進(jìn)運(yùn)行后，減小的輸進(jìn)功率為：250kW。按均勻天天運(yùn)行24小時(shí)，電價(jià)0.5元/度，一年運(yùn)行330天計(jì)算，每年可以節(jié)約電費(fèi)約為：V=250×24×0.5×330=99（萬元）。

　　由上述反饋的節(jié)能數(shù)據(jù)看出，ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用于高溫風(fēng)機(jī)的節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效益是明顯的。另外，采用變頻調(diào)速控制后，其他方面的效益也是明顯的，如：

　�。�1）改善了工藝，進(jìn)步了產(chǎn)量。投進(jìn)變頻器后可以平滑穩(wěn)定地調(diào)整風(fēng)量風(fēng)壓，進(jìn)步了效率;改造前產(chǎn)量約為340t/h，改造后350?360t/h，甚至高達(dá)380t/h。

　　（2）設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)用度下降：采用變頻調(diào)節(jié)后，由于通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)節(jié)能，在負(fù)荷率較低時(shí)，電機(jī)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速也降低，主設(shè)備及相應(yīng)輔助設(shè)備如軸承等磨損較前減輕，維護(hù)周期可加長，設(shè)備運(yùn)行壽命延長。

　�。�3）噪音大大減小，改善運(yùn)行職員的工作環(huán)境：采用變頻調(diào)節(jié)后，由于通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，風(fēng)門全開，鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)管的噪音大大下降，改善工作環(huán)境條件，現(xiàn)場運(yùn)行職員反映良好。

　�。�4） 延長電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命。采用變頻調(diào)速后，可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)和軟制動(dòng)，幾乎不產(chǎn)生沖擊，可大大延長機(jī)械的使用壽命。

　　附表：三獅各線風(fēng)機(jī)變頻改造前后數(shù)據(jù)對比。

5、結(jié)語

　　目前ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)已在5000T、4000T、2500T、1500T、1000T新型干法水泥生產(chǎn)線的生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、煤磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、窯頭排風(fēng)機(jī)、窯尾高溫風(fēng)機(jī)、窯尾排風(fēng)機(jī)、水泥磨循環(huán)風(fēng)機(jī)成功而廣泛的應(yīng)用。其性能穩(wěn)定、節(jié)能明顯，值得在同行業(yè)中推廣。