一、能效分析
在寶鋼股份不銹鋼事業(yè)部煉鐵廠750立方米高爐處，有一個出鐵口。鐵口出鐵時產(chǎn)生煙塵量大，鐵口封堵進入鐵水冶煉階段時，由于爐前清理作業(yè)需要，吸塵點閥門仍舊需打開，以降低作業(yè)點溫度并捕集產(chǎn)生的煙塵。
除塵風(fēng)機設(shè)計總風(fēng)量為72萬立方米/小時，壓力5500帕，配套電機功率1600千瓦，高壓電機為工頻直接啟動，以工頻恒速24小時連續(xù)運行。電機與風(fēng)機之間裝有液力耦合器，手動調(diào)節(jié)。高爐平均三個月?lián)Q溝休風(fēng)一次，一個半月熱修補一次，設(shè)備負荷率總計98%，即年運行時間約為358天。
按照現(xiàn)有出鐵制度，在每個正常出鐵周期內(nèi)，除塵風(fēng)機約有25%～30%的時間可以調(diào)整至低負荷運行，而實際運行時風(fēng)機風(fēng)門接近全開，始終處于高負荷運行狀態(tài)，風(fēng)機能力存在浪費現(xiàn)象。
現(xiàn)役除塵風(fēng)機電機采用液力耦合器進行控制，屬于機械控制方式。采用液偶調(diào)速方式，電動機的效率低，損耗大，尤其低速運行時，效率極低；調(diào)速范圍小，一般情況下，有效調(diào)速范圍在30%～97%之間，高速段減小了設(shè)備的出力能力，低速段影響節(jié)能效益的發(fā)揮；調(diào)節(jié)精度低、線性度差，響應(yīng)慢，手動控制時，操作不便，節(jié)能效益不能充分實現(xiàn)。
鑒于出鐵場的實際工況，電機運行負荷波動變化較大，此種情況宜采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)對除塵系統(tǒng)進行改造。
二、系統(tǒng)節(jié)能改造方案
除塵系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)出鐵制度對風(fēng)機負荷進行相應(yīng)調(diào)整，與實際工藝需求相匹配，才能保證除塵系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行，并得到的節(jié)電效果。按750立方米高爐出鐵制度，在一個標準出鐵周期內(nèi)，鐵口出鐵時間約85分鐘，出鐵結(jié)束進入冶煉階段，至下一鐵口開口約需35分鐘。即正常生產(chǎn)時，在一個標準周期內(nèi)，只有三分之二的時間需要風(fēng)機高負荷運行，剩下的三分之一的時間風(fēng)機進入低負荷階段。
考慮到出鐵場除塵風(fēng)機對生產(chǎn)的重要性，且系統(tǒng)24小時不間斷運行，因此對設(shè)備可靠性要求較高，宜采用智能高壓變頻器對煉鐵廠750立方米高爐出鐵場1600千瓦除塵風(fēng)機進行變頻節(jié)能改造。由于只有一臺風(fēng)機，因此對電機進行一拖一變頻改造，帶手動旁路功能。在變頻器發(fā)生故障時，能手動切換到原來的工頻運轉(zhuǎn)方式，保證電機繼續(xù)運行，同時，為保證現(xiàn)有風(fēng)機在變頻改造后的穩(wěn)定運行，將在改造前對風(fēng)機本體進行無損探傷以保證改造后系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
三、節(jié)能效果
根據(jù)風(fēng)機高速運行時，實際轉(zhuǎn)速和電流值分別為920轉(zhuǎn)/分鐘和129安測算，風(fēng)機改造前電機實際平均輸入功率為1152千瓦。工頻運行條件下，除塵風(fēng)機電機軸功率為1019千瓦。
若使用變頻調(diào)速，除塵風(fēng)機在出鐵時以920轉(zhuǎn)/分鐘運行，冶煉時以640轉(zhuǎn)/分鐘運行，則在變頻改造后，電機消耗功率為：高速時為1132千瓦，低速時為405千瓦。即在一個周期內(nèi)，電機平均消耗動率為920千瓦，按每年350天煉鐵年節(jié)約電費110萬元。
除了顯著的經(jīng)濟效益，變頻系統(tǒng)在降低設(shè)備維護成本、延長設(shè)備使用壽命、簡化操作等方面也有著諸多優(yōu)勢。據(jù)計算，本次改造，三年即可收回投資成本。
