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高压变频技术在70t电弧炉除尘系统中的应用
作者:管理员    发布于:2016-01-22 10:26:19    文字:【】【】【

  钢铁企业长期以来一直烟尘排放量大、废弃物多、污染大。其生产工段大多是断续的,液力耦合器、变频器等调速装置已普遍应用于风机的启动、调速运行,如焦化除尘、高炉除尘等。由于电炉除尘自动控制较复杂,调速装置难达到最佳应用状态,运行方式多以最大烟尘量设定风机参数长期运行。随着电炉炼钢工艺的快速发展,电炉冶炼时间大幅度缩短,电炉瞬时烟气量成倍增加,与之相配套的电炉除尘电机功率也越来越大,耗电量随之增大。为节能降耗,提高生产效率,通过大量的调研测试,运用高压变频技术设计出除尘风机的调速装置,并在70t电弧炉除尘系统得到成功应用。

  1设计方案确定用于改造的电炉是扩容的70tABB交流电弧炉。除尘器系统采用TFMC布袋式除尘器,设计过滤面积11985m2,最大除尘风量45万m3/h电炉在冶炼过程中产生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排放;同时利用集尘罩将现场生产车间的粉尘和废气及时排走,以免危及电炉周边工作人员的安全,污染环境。冶炼一般分为熔化期、氧化期和还原期,氧化期产生的烟气量最大,含尘浓度和烟气温度最高。此时风机处于较高负荷运行,而其余时间则处于较低运行工况。电炉的炼钢周期为70-85min其中装料6%-10%,送电熔化25%-30%,吹氧30%-35%,还原期15%-20%,冲渣出钢6%-8%.在不同的生产工艺阶段,电炉产生的烟气量和烟气温度不同,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,需要的除尘风量不大,要求粉尘不扩散,不污染电炉周边工作环境。送电过程中是原料送电拉弧加热,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,要求烟尘能够及时排出,又不能过多地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及时迅速地将废气和粉尘排走,还必须保证炉体有合适的吹炼温度,确保终点温度。由以上分析可知,电炉在炼钢过程的不同阶段对除尘风量的大小有明显的不同。鉴于电炉除尘系统中除尘风机的运行方式和设备特点,对除尘风机的控制制定通过检测烟尘捕集罩内的有关参数及生产工艺过程的参数来调节风机的转速,以达到改善工况和节电效果。

  1.1设备参数电弧炉除尘系统设备参数见表1. 1.2系统电气构成表1电弧炉除尘系统设备参数除尘风机参数电动机参数热变电阻柜参数变频器技术指标型号:HTR流量:56额定电压:kV额定电压:6kV输入电压:6风压:352额定电流:85A额定电流:200额定电流:220A轴转速:730额定转速:741r/min额定频率:50额定频率额定功率:1.额定容量:2MVA输出电压:0 6MkV输出频率:0-50Hz额定容量:2MVA根据现场生产工艺情况,选用Harsvert-A型变频器作为活,操作方便,模块化结构,故障率低,免维护,易维修等特主件,其变频调速系统具有谐波含量小,功率因数高,编程灵点|1.除尘风机电气系统的主接线结构如所示。6kV电源通过母线段网侧高压开关DL接入系统,采用多重化移相干式隔离变压器进行电源侧电气隔离,以减小对电网的谐波污染;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,实现除尘风量的控制。为保证除尘风机安全可靠运行,系统设计了工频/变频两套动力系统。当系统变频运行时,断开隔离开关QS21QS22;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控制。当变频线路出现故障时,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,入口挡板控制风量。

  1.3系统控制方案不同工艺阶段的烟气温度、粉尘浓度的变化直接反映了电炉的运行工况。由于粉尘浓度检测装置价格昂贵,稳定性差,故障率高,维护量大,现场检测点数据采集很难具有广泛代表性,因而采用抗干扰能力强,工作稳定性好,控制精度高,安全可靠的温度变送器采集烟道温度作为系统调节的基本过程参量,通过非线性函数关系推导出不同运行工况下的除尘风量参与系统控制工频运行变频运行通过对统计数据的分析处理,可以得出以下结论:除尘系统在变频改造后,功率因数从0.83左右提高到0.97;吨钢除尘电耗降低了16kWh设备节电率高达60%节能效果显著,平均每年可节电660万kW°h,电费按0.50元/(kWh)计算每年节能达330万元。1年就可收回投资。

  4结论通过对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满足了现场生产要求,提高了系统效率;改善炉内吹炼工况,缩短了炼钢时间,控制系统的实用性和可操作性高,取得显著的节能效果。表明该技术具有广阔的应用前景。

脚注信息
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