关于对炼钢厂除尘风机节能与维护的分析

关于对炼钢厂除尘风机节能与维护的分析[摘要]目前炼钢厂各生产工段已普遍采用除尘设备，烟尘治理工作取得了很大成效和提高，这既是工业生产过程的需要，也是环境保护的要求。但除尘风机运行过程中过大的能量消耗，直接影响到企业的经济效益。本文从除尘风机能量消耗的特点，提出了除尘风机节能的方法和措施。

[关键词]炼钢；除尘风机；节能；维护

随着国家环境保护和治理标准要求越来越严格和炼钢企业整体技术的提高，目前炼钢厂各生产工段已普遍采用除尘设备，烟尘治理工作取得了很大成效和提高。但在除尘系统中，主风机采用调节风管阀门控制风量来满足烟尘排放点的收尘，且以最大风量长期运行，这就造成能量消耗相当大，节能成为炼钢厂除尘工艺的重大课题。

1.除尘风机能耗特点和主要影响因素

除尘风机是除尘系统的动力中枢，是同时也是炼钢厂的“能耗大户”，目前炼钢厂的除尘风机都是电机以定速运转，再通过改变风机入口的挡板开度来调节风量。风机的风量与转速成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。即风机负载转矩与转速的平方、轴功率与转速的立方成正比例关系。

除尘风机的选型，应该是根据现场生产工艺可能出现的最大负荷条件来定，但实际选型时，风机的风量和压头均对其最高需要值再加上裕度系数，所以风机往往选的比较大。这就造成风机运行过

程中基本用不到最高值，处于“大马拉小车”的欠载运行状态。

风机风量是设备生产过程中确定好的，而在炼钢实际生产过程中，风量的变换和波动比较大。比如烟气量的变化，吹氧时烟气量可以增加几倍以上，这就给设计和操作带来很大问题。因此只能按照最大风量来设计，当设备不在此风量下工作时，风机就偏离高效区域，工作效率比较低，除尘效率也随之下降。

2.降低除尘风机能耗的传统技术措施

传统的节能技术是采用液力耦合器调速技术方案、直流调速技术方案以及其他方式的调速方案。一般采用液力耦合器进行风机调速的居多，由于液力耦合器本身的技术缺陷，在除尘系统中已难以较好地满足生产工艺要求，这些缺陷有：

2.1采用液力耦合器时，在低速向高速运行过程中，延迟性较明显，不能快速相应，同时这时候的电流较大，如整定不好会引起跳闸，影响系统稳定性。

2.2液力耦合器本身控制精度差，调速范围窄，通常在40％～90％之间；

2.3电机启动时，冲击电流较大，影响电网的稳定性。

2.4在高速运行时，液力耦合器有丢转现象，严重时会影响工作的正常进行。

2.5液力耦合在调速运行时产生机械损耗和转差损耗，效率较低，造成电能浪费。

2.6液力耦合器工作时是通过一导管调整工作腔的充液量，从而

改变传递扭矩和输出转速来满足工况要求；因此，对工作腔及供油系统需经常维护及检修。液力耦合器经过一段时间使用，其维护费用较高。

2.7液力耦合器故障时，无法再用其它方式使其拖动的风机运行，必须停机检修。

2.8耦合器运行时间稍长，会漏油严重，对环境污染大，地面被油污蚀严重。

2.9风机和电机的运行噪音大，达到90db左右，严重影响操作人员的身体健康。

3.高压变频器在除尘风机节能中的应用

变频调速主要是通过变频控制的过程来实现的。变频控制使异步电动机具有与直流电动机相同的转矩生成机理，变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电机。目前变频器在风机改造方面得到了广泛的推广和应用，在变频改造过程中，生产需要时，就可以让电动机高速运行以达到我们的要求；当不在工作时，使电动机低速运转节约电能。同时，可根据我们的需要而调节变频器，以满足我们的工作要求。

同传统技术比较，目前阶段采用的高压变频技术具有以下优点：

3.1操作方便，免维护。采用高压变频器来改造除尘风机，只需定期更换柜门上的通风滤网，不用停机，实现和保证了生产的连续

性。而传统液力耦合器大概更换轴承周期大概在40天左右，且必须每次需停炉半天左右，带来的巨大的经济损失。

3.2变频器保护功能多，自身保护功能完善，同原来继电保护相比更加灵敏，大大加强了对电机的保护。

3.3电机的启动和关停实现了真正的软启动、软停运，变频器提供给电机的无谐波干扰的正弦波电流，降低了电机的故障次数。同时，变频器设置共振点跳转频率，避免了风机会处于共振点运行的可能性，使风机工作平稳，风机轴承磨损减少，延长了电机和风机的使用寿命和维修周期，提高了设备的使用寿命。

3.4节能效果较为显著，大大降低了吨钢电耗。

3.5变频器同现场信号采用可靠的连接方式，控制方便，性能可靠，满足炼钢生产的需要。变频器内置有plc，现场信号接入灵活。在控制逻辑上，由现场（转炉）为变频器提供一对高速、低速节点，变频器按照节点的状态自动高速、低速往复运行；由变频器自身的频率输出进行转速测定，可以取消原来同电机相连的测速器，由变频器为现场直接提供电机转速指示。

3.6设备适应电网电压波动能力强，有时电网电压高达6.9kv，或者电压低至5.5kv变频器仍能正常运行。

3.7同液力耦合器比较，在加速期间大大减小了噪声，削弱了噪声污染。由于不用定期拆换轴承或者对液力耦合器进行维修，避免了机油对环境的污染，使风机房的现场环境有了极大改善。

3.8由于电机降低速度运行以及工作在高效率区，因此电机和轴

承的温升都明显低于采用液力耦合器的系统，这样可以延长风机系统的使用寿命。

4.风机寿命的影响因素和维护措施

提高除尘风机的使用寿命，也是炼钢企业实现环保技能、提高经济效益的一项重要措施。风机的使用寿命与风机部件的材质、制造工艺、制造和安装精度、使用工况有着密切关系。

除尘作业中，输送介质的温度对风机影响很大，表现为输送介质的密度随着温度的变化而变化，所输送介质的密度减小，风机的负载就随之减小，繁殖，则风机的负载加大。系统风量的变化也对风机的工况造成影响，风量增大，对风机的冲击造成荷载加大。这些都对风机的使用寿命带来影响。

提高风机的使用寿命，需要在做好正常保养与维护的基础上，利用先进技术改善风机使用工况，减少设备损坏：

4.1制定科学合理的除尘风机安全操作规程，并严格遵守。

4.2明确责任，专人负责定期维护和保养，及时发现问题、妥善处理故障。

4.3减小风机的角加速度，角加速度越小，转矩就越小，因此，在工艺允许的范围内，尽可能地减小角加速度，使风机平稳地调节转速。

4.4减少系统阻力增量

关闭除尘点阀门，同时风机转速不要降太低，为了减少阻力增量，可在除尘系统末端设平衡阀。