高炉出铁除尘风机应用案例

河北敬业钢铁新建14#、15#、16#三座1260m3的高炉，每座高炉年约出铁100万吨。根据环境要求，要对高炉出铁口产生大量的烟尘进行收集，烟尘是抽风机通过风道把烟尘抽走的形式来进行收集。高炉出铁口产生的大量烟尘通过除尘风机收集，避免环境污染。烟尘的出现存在间隙性，根据生产工艺，除尘风机的转速通过变频器分段调节。由于需进行多段速控制，对变频器的加减速性能、动态响应速度以及变频器自身稳定性都有严格要求。河北敬业钢铁三座高炉出铁除尘风机电机功率为1400kW，电压等级10kV。客户选用了型号为HD90-J100/2000-DN的10kV高压变频器，整机配套手动旁路系统；在此应用现场， 汇川高压变频器性能优异、功能丰富，为安全生产及节能降耗提供了可靠的技术保障。

工艺描述

高炉出铁时，铁呈现液态，温度达1600℃左右。高温铁水同空气发生剧烈的化学反应会产生大量的烟气，这些烟气往往含有大量的硫、磷、炭及其它化学元素，一方面对现场操作工人的健康造成危害，另一方面对生态环境造成了巨大的污染。这些烟气主要产生在高炉的出铁口和出铁包位上方。正常生产时的热风压力一般在260kPa，由于高炉炉内压力大，出铁时烟气向外喷射较远，造成大量的烟气直接上升到了出铁场的屋顶，并从屋顶向外蔓延，严重影响环境，而且对现场操作人员的身体健康带来很大危害。无论是出于对环保，还是对现场操作工人的健康的考虑，都必须做除尘处理。

收集的方式是置烟罩于烟尘发散空间上方，风道下端连接烟罩。当烟尘出现时，用风机把烟尘通过风道抽走，进行集中处理，以至于烟尘不会排放于大气中。高炉出铁口烟尘只有在高炉出铁时才会出现，即而需要除尘。当需要除尘时，拖动电机转速加快，风量加大，尽快除尘；当出铁口堵住，高炉不再出铁时，即不需要除尘，这时电机转速降低，处于低耗能状态。根据除尘的工艺特点，对拖动风机的电机要进行多段速变频控制才能实现高效率的节能。

系统方案

本方案选用汇川HD90系列高压变频器，控制风机的拖动电机。变频器设置两个段速， 高速为45Hz，出尘时，风量加大，尽快除尘。当出铁口堵住，无烟尘排出时，电机运行于25Hz，保持工艺要求的最低功耗下低速运转。当从高速45Hz降至低速25Hz约需60秒，从25Hz升至45Hz约需79秒。

变频器实现三地控制， 即分别为本机人机界面控制、现场端子控制、DCS通过PROFIBUS通讯远程控制。安全性高，响应速度快，操作便捷，抗干扰能力强。

应用收益

直接效益

实现闭环自动控制后，提高了工作效率，减轻了劳动强度，可实现无人值守，节约管理费用；

改造后系统功率因素在0.95以上，可降低占容费；

变频器效率在97%以上；

变频器节电效果测试：不同负载下测试风机总的节电率，变频运行与工频运行相比保守计算平均节电率在20%以上；

功率因数提高，可省去功率因数补偿装置。

间接效益

采用变频调节，除了能够节约大量能耗外，还具有如下优点：

可实现空载软启动，启动峰值电流和启动时间大为减少，避免了因大启动电流造成的绝缘老化及由于较大电动力矩对电机的机械冲击，延长了电机的寿命，减少了对电机的维护工作量；

提高了机组自动装置的稳定性，为机组的经济优化运行提供了可靠保证；

风机的运行参数得到了改善，提高了运行效率；

节流装置全开，不仅达到了降耗节能的目的，同时还减小了管道系统的振动，使管道压力波动减小，延长了管道的使用寿命和检修周期，减少了检修的工作量，使系统运行稳定性得到改善；

采用变频调节，电动机转速降低使环境噪音影响得到极大改善。