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北京利德華福電氣技術有限公司 供稿
摘 要：benwentongguoduiliantiechangkuangjiaopeiliaoxitongshengchangongyihepeitaokuangcaochuchenxitongdehuanbaoshengchanfenxi，jiehegaoyabianpintiaosujishudeyingyongtedian，yishijiyingyonganlichanshugaoyabianpinqizaikuangcaochuchenxitongzhongdehuanbao、節能、高效的應用效果和顯著效益。
關鍵詞：礦槽除塵 高壓變頻 應用
一、係統介紹
為減少煉鐵廠礦焦配料係統(係統結構原理如下圖一所示)工作區的揚塵汙染，實現環保運行，改善作業區人員工作環境。礦槽配料區為礦焦槽振動篩、配料皮帶、倉儲區等位置，配備一套多點吸附集中淨化的除塵係統。先後形成主管、分管、支管三級管路係統，通過管徑不均衡設計實現風量與揚塵點的需求匹配。在實際運行過程中，由於係統揚塵點多、控製分散、運行狀態不確定等因素，難於實現實時流量調節；且由於現有除塵風機采用入口擋板進行除塵總風量控製，而除塵風機隨風量減小時的功耗變化不大、節能效果甚微。在實際應用中造成風機運行效率低、大量電能資源浪費、設備利用率低、除塵效果差，局部除塵點汙染嚴重等現象。
圖一、礦焦配料係統結構原理圖
因此，在礦槽除塵係統中針對礦槽分布的除塵點進行精細化實時工況管理，通過自動化監控提高各除塵點的工作效率、係統利用率，結合利用高壓變頻調速技術實現除塵風機高效節能運行，則有助於提高礦槽除塵係統的節電效果。
二、係統控製方案
該係統采用分散控製、集中管理的控製方式，分三級結構實現工藝需求與係統節能的雙向協調，係統結構示意圖如下所示。分散揚塵點就地實現振動篩、下料鬥等工位的支路吸附點自動開閉，有效降低係統非除塵通風量的需求；中zhong置zhi控kong製zhi器qi實shi現xian對dui揚yang塵chen點dian工gong況kuang的de集ji中zhong監jian測ce，根gen據ju各ge工gong位wei運yun行xing情qing況kuang計ji算suan礦kuang槽cao除chu塵chen係xi統tong的de實shi時shi風feng量liang需xu求qiu。從cong而er，給gei定ding變bian頻pin運yun行xing頻pin率lv控kong製zhi值zhi，遠yuan傳chuan4~20mApinlvtiaojiezhilingzhichuchenfengjibianpinqishixianchuchenfengliangdelianxubiangongkuangtiaojie。chuchenxitongsuikuangjiaopeiliaoxitongdeyunxinggongkuangjiehegepeiliaodianchuchenxuqiu，shishigaibianfenglianghechuchendianfuya，quebaomeigechuchendianjidadaolixiangchuchenxiaoguo，younengyouxiaojiangdichuchenfengjigonghao，dadaohuanbao、節能、高效的目的。
由於礦槽各揚塵點多達43個以上，其中分為間歇性揚塵點、持續性揚塵點兩大類。而間歇性揚塵點中又主要以振動篩下料部分為重，占總除塵風量需求的36%。因此，僅對礦焦配料係統的A、Bliangtiaopeiliaoshusongxiandepeiliaozhendongshaiguanlianxialiaoweizhideyangchenxifukoujinxingfengmenkaibikongzhi，jikeshixianyouxiaokongzhihejienengfatiaojie。erbushiduisuoyoukuangcaochuchenxitongdesuoyouzhiguanlufengkoujinxingkaibitiaojie。qizhuyaoyuanyinshi：
1. 該係統對占總除塵風量的40%以上的主要間歇性除塵點進行風量控製；即可降低風量達到理想的節能效果，又可以改善管路特性、提高既有支路風道的除塵效果。
2. 係統對振動篩部分的主要間歇性運行工況點實施風量開閉控製，係統結構簡單、易於實現、自動化程度高、故障率低、安全可靠高。
3. 對末端持續性或非確定性吸塵口，不采取風口開閉控製。
4. 根據流體力學風機功率與風量之間的相似定理P∝Q3立方成正比的關係，如下圖所示：風量低於50%水平後，風量下降所帶來的功率下降將越來越小。在50%以上區間調節20%風量帶來的功率下降收益△P=0.296Pu，50%以下區間調節20%風量所帶的節能收益△P’ =0.056Pu。顯然，在低風量條件進行開閉控製時，其設備投入與節電收益的投入產出的經濟性指標下降，不適宜50%以下的更低風量的控製調節。
綜上所述，僅對該係統A、B兩條配料輸送線的配料振動篩關聯下料位置的揚塵吸附口進行風閥控製，配合除塵風機變頻應用即可實現顯著的環保、節能效果。
中zhong置zhi控kong製zhi器qi根gen據ju不bu同tong位wei置zhi風feng閥fa開kai啟qi時shi，對dui末mo端duan除chu塵chen吸xi附fu點dian負fu壓ya的de影ying響xiang程cheng度du，變bian量liang調tiao節jie除chu塵chen風feng機ji轉zhuan速su。避bi免mian靠kao近jin煙yan道dao母mu管guan的de風feng閥fa開kai啟qi時shi，礦kuang槽cao遠yuan端duan除chu塵chen效xiao果guo下xia降jiang；而關閉遠端風閥時,除塵風機卻節能效果不佳等情況發生。
變頻器接受中置控製器來的4~20mA轉速控製信號，自動調節礦槽除塵風機轉速。同時，係統可通過通訊方式將變頻器的運行狀態遠傳至控製室的上位機實現遠程啟停、狀(zhuang)態(tai)監(jian)視(shi)等(deng)功(gong)能(neng)。從(cong)而(er)，大(da)大(da)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)水(shui)平(ping)，減(jian)少(shao)運(yun)行(xing)人(ren)員(yuan)的(de)操(cao)作(zuo)維(wei)護(hu)量(liang)。全(quan)程(cheng)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)和(he)故(gu)障(zhang)自(zi)診(zhen)斷(duan)處(chu)理(li)能(neng)力(li)，保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)在(zai)局(ju)部(bu)故(gu)障(zhang)情(qing)況(kuang)下(xia)能(neng)夠(gou)切(qie)除(chu)故(gu)障(zhang)點(dian)，保(bao)持(chi)良(liang)好(hao)的(de)除(chu)塵(chen)效(xiao)果(guo)和(he)最(zui)佳(jia)節(jie)能(neng)收(shou)益(yi)。在(zai)係(xi)統(tong)出(chu)現(xian)嚴(yan)重(zhong)故(gu)障(zhang)時(shi)，可(ke)恢(hui)複(fu)至(zhi)原(yuan)工(gong)頻(pin)運(yun)行(xing)而(er)不(bu)影(ying)響(xiang)安(an)全(quan)生(sheng)產(chan)。
三、係統主要技術指標
1、除塵係統主要設備參數
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除塵能力 |
76×104m3/h |
離心通風機型號 |
Y4-2X73 23.3F |
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工作壓力 |
6000Pa |
主軸轉速 |
980r/min |
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介質密度 |
1.07kg/m3 |
介質溫度 |
20℃ |
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電動機型號 |
YKK710-6W |
額定功率 |
1800kW |
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工作電壓 |
10kV |
額定電流 |
129.8A |
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功率因數 |
0.84 |
額定轉速 |
992r/min |
2、除塵係統主要工藝參數
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係統處理能力 |
76萬立方/小時 |
揚塵點數量 |
43點 |
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風機風門開度 |
65% |
振動篩數量 |
16點 |
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振動篩工作時長 |
30~90s |
振動篩停機時長 |
120~300s |
3、變頻調速係統主要技術參數
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變頻器型號 |
HARSVERT-VA10/130 |
額定容量 |
2250kVA |
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工作電壓 |
10kV |
額定電流 |
130A |
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電壓波動範圍 |
-65%~+115%Un |
過載能力 |
120%,1min ；150%,3s |
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輸入頻率 |
50Hz |
頻率輸出範圍 |
0.5~60Hz |
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功率因數 |
0.95 |
係統效率 |
96% |
4、除塵風機節能控製係統主要技術參數
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係統控製處理器 |
PLC (S7-200) |
通訊協議 |
Modbus |
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人機界麵 |
HMI(TD 400) |
工作電源 |
24V DC |
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開關量輸入 |
DI 24點 |
開關量輸出 |
DO 8點 |
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模擬量輸入 |
AI 6點 |
模擬量輸出 |
AO 3點 |
四、應用效果
德勝鋼鐵煉鐵廠1250m3高gao爐lu礦kuang焦jiao配pei料liao係xi統tong，在zai礦kuang槽cao除chu塵chen係xi統tong中zhong采cai用yong變bian頻pin調tiao速su技ji術shu，同tong時shi配pei套tao應ying用yong礦kuang槽cao除chu塵chen點dian吸xi附fu口kou閥fa門men開kai閉bi控kong製zhi和he風feng機ji轉zhuan速su閉bi環huan調tiao節jie。實shi際ji運yun行xing情qing況kuang證zheng明ming：係統除塵點吸附口的負壓值由改造前-267Pa提高到了-312Pa，除塵效果提高11.3%，除塵控製效果得到改善明顯。除塵風機電耗水平由改造前1105.5kW下降至564.1kW，節電率48%、年可節約電量433萬度，相當於每年節省1428.9噸標準煤、減少二氧化碳排放3399噸。經濟效益和社會效益顯著，充分體現了環保、節能、高效的企業經營理念，值得在鋼鐵冶金行業大力推廣應用。
參考文獻：倚鵬.高壓大功率變頻器技術原理與應用.北京:人民郵電出版社，2008.
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