摘 要：本文通過(guò)對煉鐵廠(chǎng)礦焦配料系統生產(chǎn)工藝和配套礦槽除塵系統的環(huán)保生產(chǎn)分析，結合高壓變頻調速技術(shù)的應用特點(diǎn)，以實(shí)際應用案例闡述高壓變頻器在礦槽除塵系統中的環(huán)保、節能、高效的應用效果和顯著(zhù)效益。

   關(guān)鍵詞：礦槽除塵 高壓變頻 應用

   一、系統介紹

   為減少煉鐵廠(chǎng)礦焦配料系統(系統結構原理如下圖一所示)工作區的揚塵污染，實(shí)現環(huán)保運行，改善作業(yè)區人員工作環(huán)境。礦槽配料區為礦焦槽振動(dòng)篩、配料皮帶、倉儲區等位置，配備一套多點(diǎn)吸附集中凈化的除塵系統。先后形成主管、分管、支管三級管路系統，通過(guò)管徑不均衡設計實(shí)現風(fēng)量與揚塵點(diǎn)的需求匹配。在實(shí)際運行過(guò)程中，由于系統揚塵點(diǎn)多、控制分散、運行狀態(tài)不確定等因素，難于實(shí)現實(shí)時(shí)流量調節；且由于現有除塵風(fēng)機采用入口擋板進(jìn)行除塵總風(fēng)量控制，而除塵風(fēng)機隨風(fēng)量減小時(shí)的功耗變化不大、節能效果甚微。在實(shí)際應用中造成風(fēng)機運行效率低、大量電能資源浪費、設備利用率低、除塵效果差，局部除塵點(diǎn)污染嚴重等現象。
 
                      
                                   圖一、礦焦配料系統結構原理圖

   因此，在礦槽除塵系統中針對礦槽分布的除塵點(diǎn)進(jìn)行精細化實(shí)時(shí)工況管理，通過(guò)自動(dòng)化監控提高各除塵點(diǎn)的工作效率、系統利用率，結合利用高壓變頻調速技術(shù)實(shí)現除塵風(fēng)機高效節能運行，則有助于提高礦槽除塵系統的節電效果。

   二、系統控制方案

   該系統采用分散控制、集中管理的控制方式，分三級結構實(shí)現工藝需求與系統節能的雙向協(xié)調，系統結構示意圖如下所示。分散揚塵點(diǎn)就地實(shí)現振動(dòng)篩、下料斗等工位的支路吸附點(diǎn)自動(dòng)開(kāi)閉，有效降低系統非除塵通風(fēng)量的需求；中置控制器實(shí)現對揚塵點(diǎn)工況的集中監測，根據各工位運行情況計算礦槽除塵系統的實(shí)時(shí)風(fēng)量需求。從而，給定變頻運行頻率控制值，遠傳4~20mA頻率調節指令至除塵風(fēng)機變頻器實(shí)現除塵風(fēng)量的連續變工況調節。除塵系統隨礦焦配料系統的運行工況結合各配料點(diǎn)除塵需求，實(shí)時(shí)改變風(fēng)量和除塵點(diǎn)負壓，確保每個(gè)除塵點(diǎn)既達到理想除塵效果，又能有效降低除塵風(fēng)機功耗，達到環(huán)保、節能、高效的目的。
 
                

   由于礦槽各揚塵點(diǎn)多達43個(gè)以上，其中分為間歇性揚塵點(diǎn)、持續性揚塵點(diǎn)兩大類(lèi)。而間歇性揚塵點(diǎn)中又主要以振動(dòng)篩下料部分為重，占總除塵風(fēng)量需求的36%。因此，僅對礦焦配料系統的A、B兩條配料輸送線(xiàn)的配料振動(dòng)篩關(guān)聯(lián)下料位置的揚塵吸附口進(jìn)行風(fēng)門(mén)開(kāi)閉控制，即可實(shí)現有效控制和節能法調節。而不是對所有礦槽除塵系統的所有只管路風(fēng)口進(jìn)行開(kāi)閉調節。其主要原因是：

   1. 該系統對占總除塵風(fēng)量的40%以上的主要間歇性除塵點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)量控制；即可降低風(fēng)量達到理想的節能效果，又可以改善管路特性、提高既有支路風(fēng)道的除塵效果。

   2. 系統對振動(dòng)篩部分的主要間歇性運行工況點(diǎn)實(shí)施風(fēng)量開(kāi)閉控制，系統結構簡(jiǎn)單、易于實(shí)現、自動(dòng)化程度高、故障率低、安全可靠高。

   3. 對末端持續性或非確定性吸塵口，不采取風(fēng)口開(kāi)閉控制。

   4. 根據流體力學(xué)風(fēng)機功率與風(fēng)量之間的相似定理P∝Q3立方成正比的關(guān)系，如下圖所示：風(fēng)量低于50%水平后，風(fēng)量下降所帶來(lái)的功率下降將越來(lái)越小。在50%以上區間調節20%風(fēng)量帶來(lái)的功率下降收益△P=0.296Pu，50%以下區間調節20%風(fēng)量所帶的節能收益△P’ =0.056Pu。顯然，在低風(fēng)量條件進(jìn)行開(kāi)閉控制時(shí)，其設備投入與節電收益的投入產(chǎn)出的經(jīng)濟性指標下降，不適宜50%以下的更低風(fēng)量的控制調節。

   綜上所述，僅對該系統A、B兩條配料輸送線(xiàn)的配料振動(dòng)篩關(guān)聯(lián)下料位置的揚塵吸附口進(jìn)行風(fēng)閥控制，配合除塵風(fēng)機變頻應用即可實(shí)現顯著(zhù)的環(huán)保、節能效果。

   中置控制器根據不同位置風(fēng)閥開(kāi)啟時(shí)，對末端除塵吸附點(diǎn)負壓的影響程度，變量調節除塵風(fēng)機轉速。避免靠近煙道母管的風(fēng)閥開(kāi)啟時(shí)，礦槽遠端除塵效果下降；而關(guān)閉遠端風(fēng)閥時(shí),除塵風(fēng)機卻節能效果不佳等情況發(fā)生。

   變頻器接受中置控制器來(lái)的4~20mA轉速控制信號，自動(dòng)調節礦槽除塵風(fēng)機轉速。同時(shí)，系統可通過(guò)通訊方式將變頻器的運行狀態(tài)遠傳至控制室的上位機實(shí)現遠程啟停、狀態(tài)監視等功能。從而，大大提高系統的自動(dòng)化控制水平，減少運行人員的操作維護量。全程自動(dòng)控制和故障自診斷處理能力，保證系統在局部故障情況下能夠切除故障點(diǎn)，保持良好的除塵效果和最佳節能收益。在系統出現嚴重故障時(shí)，可恢復至原工頻運行而不影響安全生產(chǎn)。
 
                  

   三、系統主要技術(shù)指標

    1、除塵系統主要設備參數
 
           

   2、除塵系統主要工藝參數

            
   3、變頻調速系統主要技術(shù)參數
  
            
   4、除塵風(fēng)機節能控制系統主要技術(shù)參數

      

   四、應用效果

   德勝鋼鐵煉鐵廠(chǎng)1250m3高爐礦焦配料系統，在礦槽除塵系統中采用變頻調速技術(shù)，同時(shí)配套應用礦槽除塵點(diǎn)吸附口閥門(mén)開(kāi)閉控制和風(fēng)機轉速閉環(huán)調節。實(shí)際運行情況證明：系統除塵點(diǎn)吸附口的負壓值由改造前-267Pa提高到了-312Pa，除塵效果提高11.3%，除塵控制效果得到改善明顯。除塵風(fēng)機電耗水平由改造前1105.5kW下降至564.1kW，節電率48%、年可節約電量433萬(wàn)度，相當于每年節省1428.9噸標準煤、減少二氧化碳排放3399噸。經(jīng)濟效益和社會(huì )效益顯著(zhù)，充分體現了環(huán)保、節能、高效的企業(yè)經(jīng)營(yíng)理念，值得在鋼鐵冶金行業(yè)大力推廣應用。

  參考文獻：倚鵬.高壓大功率變頻器技術(shù)原理與應用.北京:人民郵電出版社，2008.