热轧除尘风机节能技术改造

赵明新

（天津天铁冶金集团，河北 邯郸 056404）

一、概述

天铁热轧除尘系统动力设备主要有混铁炉除尘风机、LF炉除尘风机、铁水预处理除尘风机、辅原料除尘风机及转炉二次除尘风机。风机改造前的配置和运行等情况如下。

1.系统设备配置(表1)

表1

2.系统描述

(1)混铁炉除尘风机主是对倒罐站、混铁炉本体及混风阀共5个除尘点除尘，除尘点阀门全开，液耦调速运行，转速605r/min。

(2)LF炉除尘风机对1#和2#LF炉炉工口、上料点进行除尘。通过液耦进行调速，转速530r/min。

(3)铁水预处理除尘风机对铁水脱硫处理中产生的灰尘和废钢切割尘粒进行回收处理。全开风机用液耦调速，调速范围200～600r/min。

(4)辅原料除尘风机是对运输炼钢辅料皮带机及料仓进行除尘。通过液耦进行调速，皮带运输时，风机工作转速500r/min，运输结束后转速180r/min。

(5)转炉二次除尘风机系统2个除尘风机并网对2个180t转炉除尘。转炉炼1炉钢需38～42min，通过液耦调速，转速565r/min。

二、变频优点

1.调速范围宽

高压变频器调速范围可达到10∶1以上，甚至达到100∶1。而调速型液力耦合器的调速范围最大为4∶1。

2.调速精度高

高压变频器调速精度达到0.1Hz，而且稳定。

3.无额定转差率

高压变频器没有转差率问题，电机空载转速与负载转速相同。而液力耦合器的转差率≥3%，所以，带负载的转速最高只能达到电机额定转速的97%。

4.软启动

高压变频器具有软启动功能，不会对电网及其他用电设备造成冲击。

5.可靠性高

高压变频器的可靠性高且故障率低。

三、改造方案

改后节能装置如表2所示。

表2

四、设计要求

1.混铁炉除尘风机系统

通过倒罐站来铁水信号智能控制除尘风机运行，实现在倒灌站来铁水和不来铁水时段风机工作在两种运行状态。

2.LF炉除尘风机系统

根据各点除尘设备运行开关量信号智能控制各支路风门的开关，并实时检测除尘器前方区负压。

3.铁水预处理除尘风机系统

根据下枪喷吹、提枪、扒渣开始及扒渣结束等工艺段开关量信号智能控制铁水预处理除尘风机的运行转速，实现在不同工艺段风机提供相应除尘风量满足除尘要求。

4.辅原料除尘风机系统

根据4#皮带机启停开关量信号控制辅原料除尘风机的运行转速，实现在皮带机工作和不工作时段风机的两种运行状态，与皮带机运行同步。

5.转炉二次除尘风机系统

根据炼钢时的兑铁水、吹炼、提枪、出钢及溅渣等不同阶段对除尘风量要求的不同，智能控制除尘风机的运行，应用“跟随负荷同步”理论，在保证工艺要求负压的基础上，实现跟随负荷同步，功率按需输出，实现系统大幅度节能。

五、控制技术应用

1.智能控制器

各除尘点输出的信号，经A/D变换后送到智能控制器，经PID运算和模糊控制，计算出实际负荷量，智能调控风机系统的运行流量和压力，使拖动电机的输出功率始终与系统的负荷变化相匹配。

2.同步跟随技术

风机系统是典型的负载可变系统，LDJ智能化控制系统能够实时跟踪负载的变化智能控制电机的转速，使拖动电机的输出功率跟随负荷的变化同步输出，实现“跟随负荷同步、功率按需输出”。

3.混铁炉状态联动负压调控技术

通过采集倒灌站有铁水和无铁水信号智能控制除尘风机的运行。有铁水来时智能控制系统控制除尘风机高速运行；无铁水来时，智能控制系统控制除尘风机低速运行。以达成节能目标。

4.风门联动负压调控技术

通过实时采集LF炉各支路除尘设备运行开关信号，智能控制各支路电动风门的开关，并以除尘器前区负压值智能控制除尘风机运行。

5.脱硫状态联动负压调控技术

通过采集脱硫站工作开关信号自动控总风管电动风门的开关；根据脱硫过程中各阶段运行信号，智能控制除尘风机的运行，当采集到下枪喷吹信号或扒渣开始信号时，智能控制系统可使风机高速运行，对应除尘器前负压值为P1；当采集到提枪信号或扒渣结束信号时，智能控制系统使风机低速运行，对应除尘器前负压值为P2。

6.皮带机状态联动负压调控技术

通过实时采集料仓各支路除尘设备运行开关信号，自动控制各支路管道电动风门的开或关。实时采集皮带运行开关信号智能控制除尘风机的运行，当采集到皮带运行信号时，智能控制系统使风机高速运行，对应除尘器前负压值为P1；当采集到皮带机停止运行信号时，智能控制系统使风机低速运行，对应除尘器前负压值为P2。

7.风门联动多负压调控技术

(1)在采集到任意一个转炉兑铁水信号时，打开对应风门，风机高速运行，控制总管负压值为P1，以最大风量运行，满足除尘需求。

(2)在1个转炉吹炼状态、另1转炉出钢状态或2个转炉同时吹炼、同时出钢时，智能控制系统自动调节风机转速，维持工艺需求的总管负压值P2。

(3)当两个转炉都处在炼钢准备状态时，智能控制系统自动调节风机转速，维持工艺需求的总管负压值P3(P1＞P2＞P3)。

8.同频控制技术

当系统有多台风机同时运行时，LDJ智能化控制系统能够实现风机系统同频节能运行，使压力均衡输出，消除风机不同频率运行产生的压力损失和出口压力不同造成的风机损耗。利用同频控制技术对风机系统进行节能改造的节电效果最佳。

六、改造效果

实现了系统的自动化控制与“系统同步跟随，功率按需输出”的最佳节能效果；提高了电机的功率因数，消除了谐波对电网的污染；降低了设备的噪声、水锤效应及震动现象，延长了设备的使用寿命。

改造后，通过对各风机系统实际运行的压力、温度、运行电流等参数进行比较和计算，风机系统节电率15%～25%。每年可节约电量1 153.2万kW·h、电费约738万元。