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通風(fēng)降溫工程水泥行業(yè)風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能解決方案電氣控制技術(shù)在高爐鼓

一． 概述
在水泥行業(yè)的立窯、回轉(zhuǎn)窯風(fēng)機(jī)這樣的設(shè)備，耗電量極大，起動(dòng)電流很高，要求變壓器有足夠大的富余量，同時(shí)用電動(dòng)閥門、擋風(fēng)板等裝置來調(diào)節(jié)風(fēng)量，在風(fēng)道工程設(shè)計(jì)時(shí)，為滿足生產(chǎn)環(huán)境的最大要求，必須留有余量，因此風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓力往往偏大，功率的偏大設(shè)計(jì)必然造成能量的浪費(fèi)。
在傳統(tǒng)的情況中，都是采用閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)量的，有些也采用旁通閥或者回流閥來解決流量和壓力余量過大的問題，這些方法都存在著很大的能量消耗，很多的風(fēng)機(jī)有30～70%的能量是消耗在調(diào)節(jié)閥的壓降上的，不僅造成電能的浪費(fèi)，工作效率低，而且開動(dòng)閥門時(shí)，還發(fā)出嘯聲和振動(dòng)，經(jīng)常發(fā)生事故。
近幾年來變頻技術(shù)的出現(xiàn)，徹底改變了這一狀況，實(shí)踐證明在風(fēng)機(jī)的工程中接入變頻工程，利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力的變化用來取代閥門控制風(fēng)量，能取得明顯的節(jié)能效果。

二． 節(jié)能原理
立窯、回轉(zhuǎn)窯上的風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況由立窯、回轉(zhuǎn)窯的負(fù)荷情況決定，根據(jù)流體力學(xué)理論，電機(jī)軸功率P和風(fēng)量Q、壓力H之間的關(guān)系為：
P=K＊H＊Q/η
其中K為常數(shù)；
η為效率。
它們與轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系為：
Q1/Q2=N1/N2
H1/H2=（N1/N2）2
P1/P2=（N1/N2）3
圖中曲線1為風(fēng)機(jī)在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線，曲線2是管網(wǎng)風(fēng)阻特性（閥門開度為100%）。假設(shè)風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)工作在A點(diǎn)的效率最高，輸出風(fēng)量Q1為100%，此時(shí)的軸功率P1=Q1＊H1與面積AH10Q1成正比。根據(jù)工藝要求，當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2（例如70%）時(shí)，如采用調(diào)節(jié)閥門的方法相當(dāng)于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到為 2
曲線3，工程由原來的工況A點(diǎn)變到新的工況B點(diǎn)運(yùn)行，由圖中可以看出，風(fēng)壓反而增加了，軸功率P2與面積BH20Q2成正比，減少不多。


如果采用變頻調(diào)速控制方式，將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由N1降到N2，根據(jù)風(fēng)機(jī)的比例定律，可以畫出在轉(zhuǎn)速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示，可見在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3將大幅度降低，功率P3（相等于面積CH30Q2）也隨著顯著減少，節(jié)省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比，節(jié)能的效果是十分明顯的。
由流體力學(xué)可知，風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比，當(dāng)風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，起功率下降很多。
例如風(fēng)量下降到80%，轉(zhuǎn)速也下降到80%時(shí)，則軸功率下降到額定功率的51%；如風(fēng)量下降到50%，功率P可下降到額定功率的13%，當(dāng)然由于實(shí)際工況的影響，節(jié)能的實(shí)際值不會(huì)有這么明顯，即使這樣，節(jié)能的效果也是十分明顯的。
因此在有風(fēng)機(jī)、水泵的機(jī)械設(shè)備中，采用變頻調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量，在節(jié)能上是一個(gè)最有效的方法。

三． 節(jié)能工程
綜上所述，只要正常生產(chǎn)過程中電動(dòng)閥門的開度在85%以下，在安裝節(jié)能工程之后，我們預(yù)計(jì)節(jié)能率應(yīng)在30%以上。同時(shí)節(jié)能工程還具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1． 采用閉環(huán)控制工程，可靠性，精確度，穩(wěn)定性都有很大提高。
2． 實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動(dòng)，消除電機(jī)起動(dòng)電流的沖擊，延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命。
3． 運(yùn)行平穩(wěn)，減低噪音，改善工作環(huán)境。



作為煉鐵工藝的新設(shè)備，高爐鼓風(fēng)機(jī)對整個(gè)鋼鐵企業(yè)和煉鋼過程而言具有重要的意義。高效穩(wěn)定工作的鼓風(fēng)機(jī)可以提高鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)量，從而提高其經(jīng)濟(jì)效益，并能夠保證在煉鋼過程中的安全生產(chǎn)。但是高爐鼓風(fēng)機(jī)在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)因?yàn)榭刂乒こ贪l(fā)生故障造成鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)，這種突然性的停機(jī)對鋼鐵生產(chǎn)的過程而言具有重大的危害，嚴(yán)重的話甚至可以造成高爐灌渣、燒壞渣口、風(fēng)口或者是吹管等問題。同時(shí)，高爐鼓風(fēng)機(jī)一旦損壞，其維修所需要的時(shí)間較長，這就會(huì)給鋼鐵企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益降低。

因此，通過改造高爐鼓風(fēng)機(jī)的電氣控制工程來預(yù)防其自動(dòng)停機(jī)、跳閘的事故，從而提高鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠性具有重要意義。本文將探討有關(guān)高爐鼓風(fēng)機(jī)的電氣控制工程改造技術(shù)的一些相關(guān)問題。1高爐鼓風(fēng)機(jī)存在的問題及改造的必要性鼓風(fēng)機(jī)作為一種供給設(shè)備在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中被許多的行業(yè)所采用。隨著鋼鐵工業(yè)中煉鐵工藝的進(jìn)一步發(fā)展，高爐煉鐵因可以提供高質(zhì)量的鋼水，同時(shí)又可以有較高的產(chǎn)量而被煉鋼企業(yè)所廣泛應(yīng)用。高爐煉鐵雖然有其質(zhì)量和產(chǎn)量上的優(yōu)勢，但是在實(shí)際應(yīng)用中對鼓風(fēng)機(jī)也就提出了更高的要求。高爐煉鐵需要持續(xù)的高溫和鼓風(fēng)機(jī)送來連續(xù)不斷的補(bǔ)給，作為冶金行業(yè)高爐煉鐵、煉鋼工藝中的核心設(shè)備，高爐鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行需要具備相當(dāng)?shù)姆�(wěn)定性和可靠性。但是在現(xiàn)實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)的冶金煉鋼過程中，高爐鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦鞣N原因而在運(yùn)行中發(fā)生自動(dòng)跳閘的事故，從而造成煉鋼過程的停止，給企業(yè)帶來了巨大的損失。

高爐鼓風(fēng)機(jī)自動(dòng)跳閘的基本原因主要有以下3個(gè)方面：

（1）首先是低電壓保護(hù)動(dòng)作造成的高爐鼓風(fēng)機(jī)跳閘事故。在現(xiàn)代化鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的過程中，為了保證煉鋼和冶金生產(chǎn)過程的安全性，確保不會(huì)發(fā)生安全事故，許多大中型的高爐鼓風(fēng)機(jī)都會(huì)設(shè)置低電壓保護(hù)工程。這種工程雖然在一定程度上會(huì)杜絕安全事故的發(fā)生，但是在更大程度上會(huì)限制高爐鼓風(fēng)機(jī)的正常工作和運(yùn)行，使得高爐鼓風(fēng)機(jī)在運(yùn)行的過程中會(huì)因?yàn)榈碗妷罕Ｗo(hù)動(dòng)作而產(chǎn)生自動(dòng)跳閘事故，從而造成鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)，給冶金生產(chǎn)造成一定的損害。

（2）其次是二次控制電源斷電造成跳閘事故。對于高爐鼓風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)作來說，當(dāng)因?yàn)榈碗妷罕Ｗo(hù)動(dòng)作或其他原因造成高爐鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)之際，二次控制電源的運(yùn)作對于鼓風(fēng)機(jī)的持續(xù)工作有著積極的意義。由于交流電源控制相對于直流電源控制而言相對簡單，所以在鼓風(fēng)機(jī)的控制現(xiàn)場一般都不會(huì)采用直流控制電源。而這種交流電源的二次控制工程由于在運(yùn)行中電氣控制工程離電源較遠(yuǎn)，因此運(yùn)行不穩(wěn)定、可靠性較差，在實(shí)際的工作運(yùn)行中，這種二次控制的電源經(jīng)常會(huì)因?yàn)殡娐吩墓收匣蛘呤峭ｋ姍z修以及倒換電源等原因而導(dǎo)致工程斷電，從而造成高爐鼓風(fēng)機(jī)因?yàn)閿嚯姸C(jī)。

（3）最后的原因就是電網(wǎng)的“電壓突降”造成的高爐鼓風(fēng)機(jī)跳閘事故。電網(wǎng)的停電事故不可避免，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)停電事故時(shí)，雖然理論上電網(wǎng)可以通過一次重合閘等方式實(shí)現(xiàn)快速的重新續(xù)電。但是在這很短暫的一瞬間會(huì)產(chǎn)生電網(wǎng)的電壓突然的降低，也就是我們所說的電網(wǎng)的“電壓突降”。這種電壓突降非常容易造成高爐鼓風(fēng)機(jī)的自動(dòng)跳閘事故，這就會(huì)影響高爐鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)作的連續(xù)性和穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步影響煉鋼的工業(yè)生產(chǎn)過程穩(wěn)定性。在高爐鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)作過程中，上面的3種情況是最容易造成高爐鼓風(fēng)機(jī)自動(dòng)跳閘從而引起鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)的原因。為了解決這些情況，在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，要努力提高高爐鼓風(fēng)機(jī)的控制技術(shù)水平，通過實(shí)現(xiàn)高爐鼓風(fēng)機(jī)控制工程的安全穩(wěn)定來保證高爐鼓風(fēng)機(jī)持續(xù)穩(wěn)定的工作狀態(tài)。在改進(jìn)高爐鼓風(fēng)機(jī)控制工程的技術(shù)中，對其進(jìn)行電氣控制的改造是比較合理而且有效的。

高爐鼓風(fēng)機(jī)在運(yùn)作中因?yàn)樯鲜龅囊恍┰驎?huì)造成自動(dòng)跳閘從而引起鼓風(fēng)機(jī)的停機(jī)，而鼓風(fēng)機(jī)，特別是高爐煉鐵中的高爐鼓風(fēng)機(jī)的停機(jī)在很大程度上會(huì)給冶金工業(yè)帶來極其嚴(yán)重的危害。在冶金工業(yè)的高爐煉鋼中，高爐鼓風(fēng)機(jī)一旦停機(jī)，就很容易造成高爐灌渣，從而影響高爐煉鋼的鋼水的質(zhì)量和產(chǎn)量。高爐鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)的危害還不僅僅局限于此，它還會(huì)危害高爐等煉鋼設(shè)備，甚至?xí)䶮龎脑�、風(fēng)口、吹管和彎頭等高溫部位，從而造成高爐煉鋼因?yàn)樵O(shè)備的損壞而長時(shí)間的停止工作，再加上這種設(shè)備的維修所需要的時(shí)間較長，恢復(fù)生產(chǎn)的難度很大，因而會(huì)造成煉鋼的長時(shí)間的停止而給鋼鐵企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在現(xiàn)實(shí)的冶金過程中，注意防止高爐鼓風(fēng)機(jī)自動(dòng)跳閘停機(jī)事故的發(fā)生，從而提高高爐鼓風(fēng)機(jī)工作和運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性對于整個(gè)冶金行業(yè)和鋼鐵企業(yè)來說都具有重要意義。

2高爐鼓風(fēng)機(jī)的電氣控制技術(shù)改造高爐鼓風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行對于高爐煉鋼而言具有重要意義。現(xiàn)代化的高爐煉鋼越來越注重于強(qiáng)調(diào)可靠性和穩(wěn)定性的生產(chǎn)要求，只有煉鋼過程穩(wěn)定可靠，才能確保高爐鋼水的高產(chǎn)量，同時(shí)保證高爐產(chǎn)出的鋼水的較高的質(zhì)量。而要實(shí)現(xiàn)高爐煉鋼生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和可靠性，就對高爐鼓風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行提出了更高的要求。現(xiàn)代化的煉鋼過程不僅要求鼓風(fēng)機(jī)具備持續(xù)穩(wěn)定工作的能力，還要具備一定的處理突發(fā)事件的能力�？紤]到高爐鼓風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)作和煉鋼過程的安全生產(chǎn)和方便操作，有必要對

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