高压变频技术在电弧炉除尘系统中的应用 .docx

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1、精品名师归纳总结高压变频技术在电弧炉除尘系统中的应用发表日期： 2006-11-23阅读次数： 911 概述钢铁厂以其资源密集、能耗密集、生产规模大、物流吞吐量大等特点，长期以来始终被认为是烟尘排放量大、废弃物多、污染大的企业。而电弧炉炼钢是钢铁厂造成烟尘污染的主要来源之一。电弧炉 简称电炉 主要是通过用废钢、铁合金和部分渣料进行配料冶炼，然后熔制出碳钢或不锈钢钢水供连铸用。电炉炼钢时产生的有害物污染主要表达阈度进行除尘风机选型设计。整个炼钢过程中吹氧时间占 30%35%. 此时风机处于较高负荷运行， 而其余时间就处于较低运行工况。很明显，除尘系统的利用率很低且系统效率差。长期以来，不管电炉处

2、于哪个运行阶段，产生的粉尘多少均可促使除尘风机全速运行，采纳入口挡板开度调剂，功率大、效率低造成大量的电能铺张。随着市场竞争的不断深化，通过节能降耗来提高生产效率成为企收进展提高竞争力的有效手段之一。在 90 岁月开头广泛应用的高压大功率变频调速技术就正是适应了市场的需求，在技术和应用领域上不断的得到进步和拓展。现在，己广泛应用于电力、石油化工、矿山、冶金、给排水、机车牵引等领域。图 1电弧炉除尘系统大冶特钢集团某炼钢厂正是在这种状况下，对电炉除尘系统进行高压变频技术改造讨论的。该电弧炉除尘系统结构如图 1 所示。电炉在冶炼过程中的粉尘主要通过炉顶烟道经沉降室沉积， 水冷壁冷却后经除尘系统过滤

3、排放 ; 同时利用集尘罩将生产车间现场的粉尘和废气准时排走，以免危及电炉周边工作人员的安全，污染环境。除尘风机是对烟气进行吸取和排放的主要设备。2 系统技术方案3大冶特钢集团某炼钢厂 8#电炉为扩容的 70tABB 沟通电弧炉。除尘器系统采纳 TFMC布袋式除尘器，设计过滤面积 11985 . 最大除尘风量 450000m /h 。8# 电炉的炼钢周期为 7085min ，其中装料 6%10%，送电熔化 25%30%，吹氧 30%35%，复原期 15%20% ,冲渣出钢 6%8%。在不同生产工艺阶段，电炉产生的烟气量和烟气温度均不同，且差异较大。加料过程中，主要是装料时废钢及渣料产生的扬尘，需

4、要的除尘风量不大，以粉尘不扩散和不污染电炉周边工作环境为标准。送电过程中原料送电拉弧加热，引发可燃废弃物燃烧产生废气。此时，电炉需要将炉料加热至熔化状态，要求烟尘能够准时排出，又不能过多的带走炉体热量以保证炼钢周期。而在吹氧期间，不仅要求除尘系统能够准时快速的将废气和粉尘排走，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结又必需保证炉体有合适的吹炼温度，以确保终点温度。因此对除尘系统要求较高。进入复原期，吹氧告一段落， 粉尘度再一次降低。在冲渣出钢时， 主要排放物是冲渣产生的水蒸汽和少量废气。通过对冶炼工艺的分析: 电炉在炼钢过程的不同阶段对除尘风量的大小要求有明显不同，以吹氧冶炼为最大，加

5、料除尘为最小。鉴于电炉除尘系统中除尘风机的运行方式和设备特点，对除尘风机的掌握制定如下方案。2.1 设备参数2.1.1 除尘风机参数3型号 :Y4-73No 流量 :456200m /h 风压 :352kPa轴转速 :730r/ min轴功率 :1470kW2.1.2 电动机参数型号 :Y 6304-8额定电压 :6000V额定电流 :185A额定转速 :741r/ m in额定功率 :1600kW2.1.3 热变电阻柜参数型号 :HTR 5-2额定电压 :6000V 额定电流 :200 A 额定频率 :50H z额定容量 :2000kVA型号 :Harsvert-A06/220输入电压 :6

6、000V 额定电流 :220A 额定频率 :50Hz输出电压 :06000V 输出频率 :050Hz 额定容量 :2000kVA依据现场生产工艺情形，选用利德华福生产的Harsvert-A型变频器作为主件，该变频调速系统具有谐波含量小，功率因数高、编程敏捷、操作便利、模块化结构、故障率低、免保护易修理等特点。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 2主接线结构除尘风机电气系统的主接线结构图如图2 所示。 6kV 电源通过母线段网侧高压开关DL 接入系统，采纳多重化移相干式隔离变压器进行电源侧电气隔离，以削减对电网的谐波污染; 变压器输出经功率柜逆变输出后直接驱动三相异步电动机，以实

7、现对除尘风量的掌握。为保证除尘风机的安全牢靠运行， 系统设计了工 / 变频两套动力系统。 当系统变频运行时， 断开隔离开关 QS21 .QS22;合隔离开关QS11.QS12 。由变频器启停设备实现除尘风机的转速和风量掌握。当变频线路显现故障时，系统切换至原工频运行方式; 断开隔离开关 QS11.QS12;合隔离开关 QS21.QS22。由原除尘系统通过热变电阻柜启动风机，入口挡板掌握风量。由于不同工艺阶段的烟气温度有明显差异，因此温度的高低直接反映了电炉的运行工况。系统并没有采纳检测电炉工作中粉尘浓度的方式来直接掌握除尘风量，而是采集烟道温度作为系统调剂的基本参量，通过非线性函数关系推导出不

8、同运行工况下的除尘风量参加系统掌握。从工程角度讲，温度变送器可以在恶劣的工业场合应用，抗干扰才能强、工作稳固性好、掌握精度高、安全牢靠、 免保护且价格廉价。 而粉尘浓度检测装置价格昂贵、稳固性差、 故障率高、 保护量大、现场检测点数据采集很难具有广泛代表性。基于上述缘由，选用除尘烟道的烟气温度作为现场过程量。同时，以吹氧量和冷风门开度作为除尘风量的修整参量，进而提高系统响应速度、改善控制品质、 到达良好的除尘成效、实现除尘风量自动掌握、降低运行人员劳动强度、提高系统效率， 到达最正确的节电成效。详细的掌握规律见图3。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 3掌握规律为了保证系统的牢

9、靠性，另外增加了除尘风量手动掌握回路，对除尘风量的掌握，采纳分段调速的方式由炉前操作台掌握变频运行的频率点，从而实现不同运行工况下的风量调剂。掌握规律图见图 4。实践证明 : 系统在设计了两套掌握方案后大大提高了系统的有用性和可操作性， 很好的满意了现场生产要求。 同时， 在改善现场工作环境， 提高产品质量， 降低吨钢能耗方面起到了积极作用。图 4掌握规律图3 系统特点变频调速技术在电炉除尘系统中应用后，主要表达了以下几个特点。(1) 除尘设备功耗随电炉炼钢生产工艺变负荷运行，提高了系统效率; 实现了除尘系统的最正确工况运行，节能成效显著。(2) 有效的降低了除尘系统负荷率，延长了除尘器、除尘

10、风机、除尘电机、烟道等设备的使用寿命。(3) 对降低炉内热量缺失，合理掌握过程温度，确保终点温度起到肯定的作用。(4) 对除尘系统进行变频改造，有助于改善炉内吹炼工况，缩短炼钢时间，提高钢产量改善出钢品质。(5) 降低补炉期间的能耗和炉衬散热缺失。4 节能分析为了对除尘系统变频改造后的成效进行评判，在系统投入门常运行一个月后，对设备实际使用和节电情形进行了测定和数据分析。随机抽取一个正常生产日，将系统切换至工频运行系统采纳挡板掌握调剂风量。采纳网侧有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结功电度表进行耗电量计量，见表1。然后，连续采集变频运行的7 个正常生产日用电量进行变频运行工况下的

11、单耗运算，以期变频运行的数据更接近真实运行工况，详细数据采样值见表1。吨钢除尘电耗/ kW h通过对表中原始数据的处理，可以得出: 除尘系统在变频改造后较改造前，吨钢除尘电耗降低了 17.390kWh 。设备节电率高达58.63% ，节能成效显著。图 5电流运行记录曲线截取工频运行时炼一炉钢除尘风机电流运行记录曲线见图5 和变频运行时炼一炉钢的网侧电流记录曲线见图6，经比较，可以直观的看出风机电流明显降低，设备运行工况更符合实际生产工艺需要。表 1耗电量状态运行时间 /h累计电量 /kWh产钢量 /t工频24变频168图 6网侧电流记录曲线5 结论通过对大冶特钢集团某炼钢厂8#电炉除尘系统变频改造前后的技术分析，可以看出 : 在电弧炉除尘系统中应用高压变频调速技术不仅对有效改善现场生产状况，提高钢产量降低吨耗有着重要 的意义，而且每年可节省230 万元左右的电费开支。因而，在电弧炉除尘系统中应用高压变频调速技术是完全正确的。可编辑资料 - - - 欢迎下载