鋒速達通風降溫系統(tǒng)
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屋頂負壓風機水泥行業(yè)風機變頻節(jié)能解決方案電氣控制技術在高爐鼓
一． 概述
在水泥行業(yè)的立窯、回轉窯風機這樣的設備，耗電量極大，起動電流很高，要求變壓器有足夠大的富余量，同時用電動閥門、擋風板等裝置來調(diào)節(jié)風量，在風道工程設計時，為滿足生產(chǎn)環(huán)境的最大要求，必須留有余量，因此風機的風量和壓力往往偏大，功率的偏大設計必然造成能量的浪費。
在傳統(tǒng)的情況中，都是采用閥門來調(diào)節(jié)風量的，有些也采用旁通閥或者回流閥來解決流量和壓力余量過大的問題，這些方法都存在著很大的能量消耗，很多的風機有30～70%的能量是消耗在調(diào)節(jié)閥的壓降上的，不僅造成電能的浪費，工作效率低，而且開動閥門時，還發(fā)出嘯聲和振動，經(jīng)常發(fā)生事故。
近幾年來變頻技術的出現(xiàn)，徹底改變了這一狀況，實踐證明在風機的工程中接入變頻工程，利用變頻技術改變電機轉速來調(diào)節(jié)風量和壓力的變化用來取代閥門控制風量，能取得明顯的節(jié)能效果。
二． 節(jié)能原理
立窯、回轉窯上的風機的運行工況由立窯、回轉窯的負荷情況決定，根據(jù)流體力學理論，電機軸功率P和風量Q、壓力H之間的關系為：
P=K＊H＊Q/η
其中K為常數(shù)；
η為效率。
它們與轉速N之間的關系為：
Q1/Q2=N1/N2
H1/H2=（N1/N2）2
P1/P2=（N1/N2）3
圖中曲線1為風機在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線，曲線2是管網(wǎng)風阻特性（閥門開度為100%）。假設風機在設計時工作在A點的效率最高，輸出風量Q1為100%，此時的軸功率P1=Q1＊H1與面積AH10Q1成正比。根據(jù)工藝要求，當風量需從Q1減少到Q2（例如70%）時，如采用調(diào)節(jié)閥門的方法相當于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到為 2
曲線3，工程由原來的工況A點變到新的工況B點運行，由圖中可以看出，風壓反而增加了，軸功率P2與面積BH20Q2成正比，減少不多。
如果采用變頻調(diào)速控制方式，將風機轉速由N1降到N2，根據(jù)風機的比例定律，可以畫出在轉速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示，可見在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3將大幅度降低，功率P3（相等于面積CH30Q2）也隨著顯著減少，節(jié)省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比，節(jié)能的效果是十分明顯的。
由流體力學可知，風量Q與轉速的一次方成正比，風壓H與轉速的平方成正比，軸功率P與轉速的立方成正比，當風量減少，風機轉速下降時，起功率下降很多。
例如風量下降到80%，轉速也下降到80%時，則軸功率下降到額定功率的51%；如風量下降到50%，功率P可下降到額定功率的13%，當然由于實際工況的影響，節(jié)能的實際值不會有這么明顯，即使這樣，節(jié)能的效果也是十分明顯的。
因此在有風機、水泵的機械設備中，采用變頻調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風量和流量，在節(jié)能上是一個最有效的方法。
三． 節(jié)能工程
綜上所述，只要正常生產(chǎn)過程中電動閥門的開度在85%以下，在安裝節(jié)能工程之后，我們預計節(jié)能率應在30%以上。同時節(jié)能工程還具有以下優(yōu)點：
1． 采用閉環(huán)控制工程，可靠性，精確度，穩(wěn)定性都有很大提高。
2． 實現(xiàn)電機軟起動，消除電機起動電流的沖擊，延長機械設備的使用壽命。
3． 運行平穩(wěn)，減低噪音，改善工作環(huán)境。
作為煉鐵工藝的新設備，高爐鼓風機對整個鋼鐵企業(yè)和煉鋼過程而言具有重要的意義。高效穩(wěn)定工作的鼓風機可以提高鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)量，從而提高其經(jīng)濟效益，并能夠保證在煉鋼過程中的安全生產(chǎn)。但是高爐鼓風機在實際的生產(chǎn)應用中經(jīng)常會因為控制工程發(fā)生故障造成鼓風機停機，這種突然性的停機對鋼鐵生產(chǎn)的過程而言具有重大的危害，嚴重的話甚至可以造成高爐灌渣、燒壞渣口、風口或者是吹管等問題。同時，高爐鼓風機一旦損壞，其維修所需要的時間較長，這就會給鋼鐵企業(yè)造成重大經(jīng)濟損失，使企業(yè)的經(jīng)濟效益降低。
因此，通過改造高爐鼓風機的電氣控制工程來預防其自動停機、跳閘的事故，從而提高鼓風機運行可靠性具有重要意義。本文將探討有關高爐鼓風機的電氣控制工程改造技術的一些相關問題。1高爐鼓風機存在的問題及改造的必要性鼓風機作為一種供給設備在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中被許多的行業(yè)所采用。隨著鋼鐵工業(yè)中煉鐵工藝的進一步發(fā)展，高爐煉鐵因可以提供高質(zhì)量的鋼水，同時又可以有較高的產(chǎn)量而被煉鋼企業(yè)所廣泛應用。高爐煉鐵雖然有其質(zhì)量和產(chǎn)量上的優(yōu)勢，但是在實際應用中對鼓風機也就提出了更高的要求。高爐煉鐵需要持續(xù)的高溫和鼓風機送來連續(xù)不斷的補給，作為冶金行業(yè)高爐煉鐵、煉鋼工藝中的核心設備，高爐鼓風機的運行需要具備相當?shù)姆�(wěn)定性和可靠性。但是在現(xiàn)實的工業(yè)生產(chǎn)的冶金煉鋼過程中，高爐鼓風機經(jīng)常會因為各種原因而在運行中發(fā)生自動跳閘的事故，從而造成煉鋼過程的停止，給企業(yè)帶來了巨大的損失。
高爐鼓風機自動跳閘的基本原因主要有以下3個方面：
（1）首先是低電壓保護動作造成的高爐鼓風機跳閘事故。在現(xiàn)代化鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的過程中，為了保證煉鋼和冶金生產(chǎn)過程的安全性，確保不會發(fā)生安全事故，許多大中型的高爐鼓風機都會設置低電壓保護工程。這種工程雖然在一定程度上會杜絕安全事故的發(fā)生，但是在更大程度上會限制高爐鼓風機的正常工作和運行，使得高爐鼓風機在運行的過程中會因為低電壓保護動作而產(chǎn)生自動跳閘事故，從而造成鼓風機停機，給冶金生產(chǎn)造成一定的損害。
（2）其次是二次控制電源斷電造成跳閘事故。對于高爐鼓風機的正常運作來說，當因為低電壓保護動作或其他原因造成高爐鼓風機停機之際，二次控制電源的運作對于鼓風機的持續(xù)工作有著積極的意義。由于交流電源控制相對于直流電源控制而言相對簡單，所以在鼓風機的控制現(xiàn)場一般都不會采用直流控制電源。而這種交流電源的二次控制工程由于在運行中電氣控制工程離電源較遠，因此運行不穩(wěn)定、可靠性較差，在實際的工作運行中，這種二次控制的電源經(jīng)常會因為電路元件的故障或者是停電檢修以及倒換電源等原因而導致工程斷電，從而造成高爐鼓風機因為斷電而停機。
（3）最后的原因就是電網(wǎng)的“電壓突降”造成的高爐鼓風機跳閘事故。電網(wǎng)的停電事故不可避免，當電網(wǎng)出現(xiàn)停電事故時，雖然理論上電網(wǎng)可以通過一次重合閘等方式實現(xiàn)快速的重新續(xù)電。但是在這很短暫的一瞬間會產(chǎn)生電網(wǎng)的電壓突然的降低，也就是我們所說的電網(wǎng)的“電壓突降”。這種電壓突降非常容易造成高爐鼓風機的自動跳閘事故，這就會影響高爐鼓風機運作的連續(xù)性和穩(wěn)定性，從而進一步影響煉鋼的工業(yè)生產(chǎn)過程穩(wěn)定性。在高爐鼓風機的實際運作過程中，上面的3種情況是最容易造成高爐鼓風機自動跳閘從而引起鼓風機停機的原因。為了解決這些情況，在實際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，要努力提高高爐鼓風機的控制技術水平，通過實現(xiàn)高爐鼓風機控制工程的安全穩(wěn)定來保證高爐鼓風機持續(xù)穩(wěn)定的工作狀態(tài)。在改進高爐鼓風機控制工程的技術中，對其進行電氣控制的改造是比較合理而且有效的。
高爐鼓風機在運作中因為上述的一些原因會造成自動跳閘從而引起鼓風機的停機，而鼓風機，特別是高爐煉鐵中的高爐鼓風機的停機在很大程度上會給冶金工業(yè)帶來極其嚴重的危害。在冶金工業(yè)的高爐煉鋼中，高爐鼓風機一旦停機，就很容易造成高爐灌渣，從而影響高爐煉鋼的鋼水的質(zhì)量和產(chǎn)量。高爐鼓風機停機的危害還不僅僅局限于此，它還會危害高爐等煉鋼設備，甚至會燒壞渣口、風口、吹管和彎頭等高溫部位，從而造成高爐煉鋼因為設備的損壞而長時間的停止工作，再加上這種設備的維修所需要的時間較長，恢復生產(chǎn)的難度很大，因而會造成煉鋼的長時間的停止而給鋼鐵企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，在現(xiàn)實的冶金過程中，注意防止高爐鼓風機自動跳閘停機事故的發(fā)生，從而提高高爐鼓風機工作和運行的穩(wěn)定性和可靠性對于整個冶金行業(yè)和鋼鐵企業(yè)來說都具有重要意義。
2高爐鼓風機的電氣控制技術改造高爐鼓風機的穩(wěn)定運行對于高爐煉鋼而言具有重要意義�，F(xiàn)代化的高爐煉鋼越來越注重于強調(diào)可靠性和穩(wěn)定性的生產(chǎn)要求，只有煉鋼過程穩(wěn)定可靠，才能確保高爐鋼水的高產(chǎn)量，同時保證高爐產(chǎn)出的鋼水的較高的質(zhì)量。而要實現(xiàn)高爐煉鋼生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和可靠性，就對高爐鼓風機的正常運行提出了更高的要求�，F(xiàn)代化的煉鋼過程不僅要求鼓風機具備持續(xù)穩(wěn)定工作的能力，還要具備一定的處理突發(fā)事件的能力�？紤]到高爐鼓風機的正常運作和煉鋼過程的安全生產(chǎn)和方便操作，有必要對
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