1 概述
长期以来钢铁厂因其资源密布、能耗密布、出产规模大、物流吞吐量大等特色，被认为是烟尘排放量大、废弃物多、污染大的企业。而选用电弧炉炼钢是一些钢铁厂形成烟尘污染的首要来历之一。
电弧炉(简称电炉)首要是经过用废钢、铁合金和部分渣料进行配料锻炼，依据不同的钢种要求，能够承受高炭铬铁水和脱磷铁水，然后熔制出碳钢或不锈钢钢水供连铸用。电炉炼钢时发生的有害污染物首要是在电炉加料、锻炼、出钢三个阶段。电炉锻炼一般分为熔化期、氧化期和复原期，其间氧化期强化脱炭，因为吹氧或加矿石而发生很多赤褐色浓烟。在上述三个锻炼期中，氧化期发生的烟气量最大，含尘浓度和烟气温度最高。因而，电炉除尘体系是依照氧化期的最大烟尘排量进行规划的。电炉在锻炼进程中的粉尘首要经过炉顶烟道经沉降室堆积，水冷壁冷却后经除尘体系过滤排放;一起运用集尘罩将现场出产车间的粉尘和废气及时排走，避免污染环境和危及电炉周边作业人员的安全。因而，除尘风机是将烟气吸收排放的首要设备。一般情况下，在体系最大风量需求的基础上添加1.1耀1.3 倍的安全裕度进行除尘风机选型规划。整个炼钢进程中吹氧时期占30%耀35%，此刻风机处于较高负荷运转，而其他时刻则处于较低运转工况。但不管电炉处于哪一个运转阶段，除尘风机均全速运转，选用调理进口挡板开度来整理发生的粉尘，功率低、功率大、形成很多的电能糟蹋。跟着商场竞争的不断加重，节能降耗、前进出产功率成为企业开展前进竞争力的有用手法之一。
在上世纪90 时代开始运用的高压大功率变频调速技能则正是习惯了商场的需求，在技能和使用范畴上得到不断的前进和拓宽，其时仅仅运用进口的高压变频器。进入21 世纪，跟着我国科学技能的开展，自主研制的高压变频技能已广泛使用于电力、石油化工、矿山、冶金、给排水、机车牵引等范畴。
太钢不锈钢股份有限公司某炼钢厂正是在这种情况下，对电炉除尘体系进行了高压变频技能改造。
2 体系技能计划研讨
太钢不锈钢股份有限公司某炼钢厂的电炉为沟通电弧炉。除尘器体系选用布袋式除尘器，规划过滤面积5 200 m2，最大除尘风量280 000 m3辕h。
该电炉的炼钢周期为70耀80 min，其间装料6%耀10%，送电熔化25%耀30%，吹氧30%耀35%，复原期15%耀20%，冲渣出钢6%耀8%。在不同的出产工艺阶段，电炉发生的烟气量和烟气温度不同，且差异较大。加料进程中，首要是装料时废钢及渣料发生的扬尘，需求的除尘风量不大，要求粉尘不分散，不污染电炉周边作业环境为规范。送电进程中是质料送电拉弧加热，引发可燃废弃物焚烧发生废气。此刻，电炉需求将炉料加热至熔化情况，要求烟尘能够及时排出，又不能过多的带走炉体热量以确保炼钢周期。而在吹氧期间，不只要求除尘体系能够及时敏捷的将废气和粉尘排走，又有必要确保炉体有适宜的吹炼温度，确保结尾温度。因而，对除尘体系要求较高。进入复原期，吹氧告一段落，粉尘度再一次下降。在冲渣出钢时，首要排放物是冲渣发生的水蒸气和少数废气。
经过对锻炼工艺进行剖析，电炉在炼钢进程的不同阶段对除尘风量的巨细要求有显着的不同，以吹氧锻炼为最大，加料除尘为最低。鉴于电炉除尘体系中除尘风机的运转方法和设备特色，对除尘风机的操控体系拟定了如下计划。
2.1 设备参数
除尘风机设备参数如表1 所列。
2.2 体系电气构成
依据现场出产工艺情况，选用老练的高压变频器作为主件，该高压变频调速体系具有谐波含量小、功率因数高、编程灵敏、操作便利、模块化结构、毛病率低、免维护、易修理等特色。
除尘风机电气体系的主接线结构如图1 所示，10 kV电源经过母线段网侧高压开关QF 接入体系，选用多重化移相干式阻隔变压器进行电源侧电气阻隔，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，完成对除尘风量的操控。为确保除尘风机安全可靠运转，体系规划了工频/变频两套供电体系。
当体系变频运转时，断开阻隔开关QS3，合阻隔开关QS1、QS2，由变频器启停设备，完成对除尘风机的转速和风量操控。当变频设备呈现毛病时，体系切换至原工频运转方法，断开阻隔开关QS1、QS2，合阻隔开关QS3，直接发动风机，调理进口挡板操控风量。
2.3 体系操控计划
因为不同工艺阶段的烟气温度有显着差异，因而温度的凹凸直接反映了电炉的运转工况。体系并没有选用检测电炉作业中粉尘浓度的方法来直接操控除尘风量，而是收集烟道温度作为体系调理的根本参量，经过非线性函数联系推导出不同运转工况下的除尘风量参加体系操控。从工程视点讲，温度变送器能够在恶劣的工业场合使用，其抗干扰能力强、作业稳定性好、操控精度高、安全可靠、免维护且价格便宜。而粉尘浓度检测设备有价格昂贵、稳定性差、毛病率高、维护量大、现场检测点数据收集很难具有广泛代表性等缺陷。依据上述原因，选用除尘烟道的烟气温度作为现场操控量。一起，以吹氧量和凉风门开度作为除尘风量的修整参量，然后前进体系响应速度，改进操控质量，到达杰出的除尘效果，完成除尘风量自动操控，下降运转人员劳动强度，前进体系功率，到达最佳的节电效果。详细的操控逻辑如图2所示.
为了确保体系的可靠性，别的添加了除尘风量手动操控回路，对除尘风量的操控选用分段调速的方法由炉前操作台操控变频运转的频率点，然后完成不同运转工况下的风量调理。操控逻辑图如图3所示。
实践证明在规划了两套操控计划后大大前进了体系的实用性和可操作性，很好地满意了现场出产要求。一起，在改进现场作业环境，前进产质量量，下降吨钢能耗方面也起到了积极效果。
3 体系特色
1)除尘设备功耗随电炉炼钢出产工艺变负荷运转，前进了体系功率;完成了除尘体系的最佳工况运转，获得明显的节能效果。
2)大大下降了除尘体系负荷率，延长了除尘器、除尘风机、除尘电机、烟道等设备的运用寿命。
3)对下降炉内热量丢失，合理操控进程温度，确保结尾温度起到必定的效果。
4)对除尘体系进行变频改造，有助于改进炉内吹炼工况，缩短炼钢时刻，前进钢产量改进出钢质量。
5)下降补炉期间的能耗和炉衬散热丢失。
4 变频改造效益剖析
为了对除尘体系变频改造后的效果进行点评，选取变频器投入前一个月和投入正常运转后一个月(确保投入前后各一个月的钢产量根本共同)，对这两个月的设备实际运用和节电情况进行了测定和数据剖析。
除尘体系变频改造前用电量数据如下(以2007 年12 月份为例)。
2007 年12 月钢产量为36 406 t，12 月1 日除尘风机电机功率表读数为1 838 460 kW·h，12月30日除尘风机电机功率表读数为2 118 580 kW·h，因而，12 月除尘风机工频运转时共耗费电量为(2 118 580-1 838 460)=280 120 kW·h，均匀每天耗费电量为280 120 kW·h衣29天=9 659.3 kW·h。
除尘体系变频改造后用电量数据如下(以2008年4 月份为例)。
2008 年4 月钢产量36 416 t，2008 年4 月1日除尘风机电机功率表读数为2 899 520 kW·h，4月30日功率表读数为3 074 340 kW·h，因而，除尘体系变频器投用后，2008年4 月份共耗费电量为(3 074 340-2 899 520)=174 820 kW·h，均匀每天耗费电量为174 820 kW·h衣29 天=6 028.3 kW·h。
依据以上数据测算，除尘体系变频器改造后均匀每天节省电量为3 631 kW·h，节电率到达37.6%则每年节省电量为3 631 kW·h伊30 天伊12 月越1 307 160 kW·h，故每年可节省电费1 307 160 kW·h伊0.5 元/kW·h =65.4万元。
5 结语
在电弧炉除尘体系中使用高压变频调速技能不只对改进现场出产情况、前进钢产量、下降电能耗费有着重要的含义，并且每年还可节省65万元左右的电费开支。一起对高压电机的发动起到了维护效果，下降了在发动电机时对电网的冲击。
