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    軋鋼廠電機節能解決方案

    2014/1/23 21:57:50

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    詳細介紹
    一、軋鋼廠主要電機設備

      鋼鐵廠的軋鋼廠中主要有空氣排煙機(低壓)、煤氣排煙機(低壓)、鼓風機(低壓)、煤氣引風機(高壓)、空氣引風機(高壓)、鼓風機(高壓)、給水泵、排污泵、熱水循環泵、凈環水泵、濁環水泵、渣漿泵等可進行系統節能改造。

      二、加熱爐風機工藝生產工藝流程

      以某鋼廠60萬噸三段梁式加熱爐為例。寬帶作業區采用三段梁式加熱爐,送風量靠進風閥調節,鼓風機設計為一用一備,24小時運行。在正常生產加熱冷鋼坯時,鼓風機進風閥開度為70~80%,送風壓力保持在4.5kPa左右,確保爐膛加熱溫度。在加熱熱鋼坯時鼓風機進風閥開度為50~60%,送風壓力保持在4.5kPa左右,在加熱爐保溫時送風量需求更少,進風閥開度再相應減小,送風壓力保持在4.2kPa左右。煤氣排煙和空氣排煙風量靠進風閥調節。在正常生產加熱冷鋼坯時,煤氣排煙風機空氣排煙進風閥開度為70~85%,在正常生產加熱熱鋼坯時,煤氣排煙風機空氣排煙風機進風閥開度為50~60%,在加熱爐保溫時,則兩臺風機進風閥開度則為30%?諝馀艧燂L機煤氣排煙風機進風閥開度根據軋鋼速度軋鋼大小做調整保證爐膛內溫度的均恒,兩者的排煙溫度控制在100℃以內,超180℃報警,

     



      三、節能改造解決方案

      三段梁式加熱爐鼓風機、煤氣引風機、空氣引風機,因電機和風機選型是以加熱爐最大生產能力來選配的,由于實際生產能力沒有達到最大生產能力長期以來均通過調節閘門、增加管網流體阻力的方法來實現流量控制,故系統效率低、功耗大、電能浪費嚴重。由于生產正常時要求持續、穩定的供風,因此風量、風壓變化不大,此時可通過變頻器對風機轉速的調節消除節流損失,同時提高風機的運行效率,雖然由于電動機負載率的下降會使其運行效率降低,但因風機運行功率的下降幅度很大,電動機的損耗也有所減少,最終使電動機運行功率大幅度下降,從而達到節電的目的。

      1變速調速原理:按照電機學的基本原理,電機的轉速原理滿足如下關系式:式中:P-電機極對數電機運行頻率轉差從式中看出,電機的同步轉速N1正比于電機的運行頻率N,由于轉差S一般情況下比較。0.05,電機的實際轉速N約等于電機的同步轉速N1,所以調節了電機的供電頻率F,就能改變電機的實際轉速。而改變頻率必須改變供電電壓,由交流電機成產的電磁關系式:式中:E-電機電動勢定子頻率繞組系數氣隙主磁通對異頻電機調速時,希望主磁通恒定,就u/f曲線保持恒定,所以改變頻率時,供電電壓也跟著變化。

      2風機調速節電原理:由于風機內部流體的復雜性,單憑理論不能精確算出它們的性能。只能依靠流體力學中的相似理論,通過實驗和模擬手段來計算風機的運行工況。把相似定律應用于不同轉速運行的同一臺風機時,就可得到下式:當改變風機的轉速,其轉速n、流量Q、壓力(揚程)H、軸功率P的關系為:從上式可以看出,流量與轉速成正比,壓力與轉速的平方成正比,軸功率與轉速的立方成正比,所以降低轉速可以大幅度減少耗電量。風機的節電原理就是用調速裝置來代替風門調節流量,減少節流損失,節約電能。風機是用來傳送氣體的機械設備,風機是把電動機的軸功率轉變為機械能的一種機械,它們的啟動力矩都較小,負載輕,具有很大節能潛力。

      3改造方案:加熱爐鼓風機目前的控制方式主要根據加熱爐助燃風量的需求,空氣引風機、煤氣引風機主要根據引風溫度和爐膛溫度通過調整閥門開度來實現。由于助燃鼓風機和引風機工藝較為簡單,沒有必要做閉環控制,改造方案考慮在采用變頻器后保持進風閥全開,根據生產需要人工操作調節風機轉速。系統可隨時隨意改變引風量,以適應的變化,保持風機的正常經濟運行,達到穩定控制、方便操作、節約能源的目的。此外,為了保證系統的可靠性,鼓風機引風機現有的控制設備和運行方式仍將保留,控制回路上設計工頻/變頻運行切換選擇,工/變頻選擇由人工切換操作,實現助燃離心風機在工頻或變頻運行。因加熱爐鼓風機為一用一備,變頻改造采用一拖二變頻控制方式,設置1#、2#風機手動切換功能。主路電路圖為了降低勞動強度,改造后助燃鼓風機、引風機的啟/停、工/變切換、調速控制均采用集中和遠程兩地操作,沿用現有的PLC計算機控制系統,通過在燃控計算機控制系統修改程序增加鼓風機和引風機的調速操作功能和變頻器輸出頻率、輸出電流顯示功能。

      四、運行節電效果分析:

      以煤氣引風機為例:改造后煤氣引風機電機平均節電率達40%以上,約一年多就能回收成本。

      應用變頻器產生的其它效果:維護量減少采用變頻調速后無論哪種工藝條件,隨時可以通過調整轉速使系統在接近額定狀態下工作,由于啟動緩慢及轉速的降低相應地延長了許多零部件的壽命,同時極大地減輕了對管道的沖擊,節約大量的維護費用。減少了對電網的沖擊采用變頻器后系統實現軟啟動,電機啟動電流遠遠小于額定電流,啟動時間相應延長,對電網無沖擊,減輕了起動機械轉矩對電機機械損傷,有效地延長了電機的使用壽命。改善了工作環境在滿員了生產工藝要求下,通過降低了風機的轉速降低了風機的燥聲,特別是在加熱爐換相時負載突變參生巨大燥音,通過變頻器的電流限幅功能降低負載突變時風機的轉速,風機燥聲降低相當明顯。大大改善了員工工作環境。

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