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摘 要：转炉炼钢具有显著的周期性和连续性特点，生产一炉钢需要30分钟左右，一半以上为非吹氧时间，在此过程中产生的烟尘是变化的。因而除尘风机没有必要始终工频运行，如将其进行智能控制变频改造，可节省大量能源。
关键词：除尘风机；节能降耗；智能控制
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2013）14-0194-01
1 引言
在钢铁行业中，除尘风机、冷却循环水泵等大部分都是额定功率运行。风机流量的设计均以最大风量需求来设计，风机电动机的耗电要占除尘系统总能耗的90%以上。在生产过程中，除尘系统烟气负荷随着工艺过程的变化而变化；为确保抽风除尘效果，一般除尘系统投运后的实际负荷均小于系统的设计负荷，故除尘系统在大多数的时段均运行在设计负荷状态以下，造成不必要的电能消耗。
通过流体力学的基本定律可知：风机设备属平方转矩负载，其转速n与流量Q、压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n1，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。所以，当需求流量下降时，调节转速可以节约大量能耗。
为此公司及炼钢厂多方比较决定：1#风机高压变频器由上海联达节能科技有限公司自筹资金负责项目设计，并进行原材料采购及设备购买，再进行节电高压变频装置的生产、安装及调试后，供我厂使用。
2 工况
转炉冶炼过程中自上一炉的出钢、倒渣完成到本炉的出钢、倒渣为止称为一个冶炼周期，其包括下料、吹炼、终点控制、脱氧出钢、溅渣护炉、倒渣等分为六个主要阶段。
除尘风机系统主要用于收取转炉炼钢吹炼时产生的废气，收集的废气经过水喷淋处理后排入大气。风机的出口阀门不做控制全开，但在转炉喉处有自动控制系统，根据转炉吹炼过程，自动控制风机风量，也就是在吹氧的时炉喉口的风门会将风量提到80%，不吹氧的时减少风量，大致风量在30%。在保证设备的运行安全和除尘要求的情况下，氧枪吹氧时期，需要有足够的风量满足转炉对除尘的要求，在兑铁水、出钢等非吹氧时期，只需要较小风量就可以满足系统的工艺要求，系统很大一部分时间处于非吹氧期。故炼钢转炉的除尘风机系统是一个典型负荷可变系统。
为此，在节能改造过程中采用同步跟随技术和转炉炼钢状态联动控制技术。
3 控制技术
（1）同步跟随技术：就是通过智能化控制系统能够实时跟踪负载的变化智能控制电机的转速，是专门适用于负荷变化系统和负荷可变系统节电改造的专有技术。它通过采集各种运行信号，先进模糊控制和人工智能控制技术，根据“跟随负荷同步”理论，应用成熟的变频调控技术和独创的节能调控技术，实时跟踪负荷变化，调控拖动电机输出功率与实际负荷需求相匹配。
（2）转炉炼钢状态联动控制技术。
由转炉炼钢工艺流程图可知，各个过程对除尘风机风量要求的是不同的，通过采集氧枪送枪和提枪到位的开关量信号智能控制除尘风机工作状态。即在氧枪降枪炼钢吹氧作业时，提前加大转炉除尘风机转速，完全满足此时对除尘风量的要求；在氧枪提枪到位不吹氧时，延时减小精炼炉除尘风机转速，采用三种频率控制风机运行。系统在改造后，最终实现风机转速与转炉炼钢各种状态下对风量的需求一致，在保证设备安全和工艺标准控制的基础上，实现大幅度节能。我厂安装一套智能化节能装置，采用LDJ-GN-10kV/560高压变频器，使拖动电机的输出功率跟随负荷的变化同步输出，实现“系统同步跟随、功率按需输出”。
根据所采用的控制技术设计出智能化节能装置，智能化节能装置由设备安全保护系统、工艺标准控制系统和跟随负荷同步系统三大运行系统组成；由信号采集处理系统、智能控制系统、执行电路控制系统、变频调节控制系统和抑制谐波系统五大部分组成；它是变频控制技术和自动控制系统的集成和发展。
具体运行参数确认如下：
低频运行阶段：吹氮溅渣护炉（约2分钟，以35Hz运行）；
高频运行阶段：（1）兑半钢（约2分钟，以42Hz高频运行）；（2）下氧枪吹炼（仍以42Hz高频运行）；
中频运行阶段：炉前及二次吹炼（36Hz运行）；
转低速运行阶段：出钢及复位（35Hz运行）。
4 效益分析
通过测试，1#除尘风机节电率为46.2%。仅2013年1季度，扣除环保等多方面原因仅运行1376小时，尚节能240006.315kWh，创造价值17万元。
5 结语
转炉除尘风机是一个典型的变负荷系统。采用同步跟随技术和转炉炼钢状态联动控制技术对其进行变频改造，使风机变频运行，既满足了工艺，又达到节能降耗的目的。并首创利用外资，“借鸡下蛋”，节能受益投资和公司分成，逐步收回投资，两者“双盈”方式。通过变频改造后，节能效果明显，投资回报率高。
参考文献
[1]高性能矢量控制变频器samco-svc06使用说明书[Z].
[2]郭立君，何川.泵与风机（第三版）[M].北京：中国电力出版社，2004.
关键词：除尘风机；节能降耗；智能控制
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2013）14-0194-01
1 引言
在钢铁行业中，除尘风机、冷却循环水泵等大部分都是额定功率运行。风机流量的设计均以最大风量需求来设计，风机电动机的耗电要占除尘系统总能耗的90%以上。在生产过程中，除尘系统烟气负荷随着工艺过程的变化而变化；为确保抽风除尘效果，一般除尘系统投运后的实际负荷均小于系统的设计负荷，故除尘系统在大多数的时段均运行在设计负荷状态以下，造成不必要的电能消耗。
通过流体力学的基本定律可知：风机设备属平方转矩负载，其转速n与流量Q、压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n1，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。所以，当需求流量下降时，调节转速可以节约大量能耗。
为此公司及炼钢厂多方比较决定：1#风机高压变频器由上海联达节能科技有限公司自筹资金负责项目设计，并进行原材料采购及设备购买，再进行节电高压变频装置的生产、安装及调试后，供我厂使用。
2 工况
转炉冶炼过程中自上一炉的出钢、倒渣完成到本炉的出钢、倒渣为止称为一个冶炼周期，其包括下料、吹炼、终点控制、脱氧出钢、溅渣护炉、倒渣等分为六个主要阶段。
除尘风机系统主要用于收取转炉炼钢吹炼时产生的废气，收集的废气经过水喷淋处理后排入大气。风机的出口阀门不做控制全开，但在转炉喉处有自动控制系统，根据转炉吹炼过程，自动控制风机风量，也就是在吹氧的时炉喉口的风门会将风量提到80%，不吹氧的时减少风量，大致风量在30%。在保证设备的运行安全和除尘要求的情况下，氧枪吹氧时期，需要有足够的风量满足转炉对除尘的要求，在兑铁水、出钢等非吹氧时期，只需要较小风量就可以满足系统的工艺要求，系统很大一部分时间处于非吹氧期。故炼钢转炉的除尘风机系统是一个典型负荷可变系统。
为此，在节能改造过程中采用同步跟随技术和转炉炼钢状态联动控制技术。
3 控制技术
（1）同步跟随技术：就是通过智能化控制系统能够实时跟踪负载的变化智能控制电机的转速，是专门适用于负荷变化系统和负荷可变系统节电改造的专有技术。它通过采集各种运行信号，先进模糊控制和人工智能控制技术，根据“跟随负荷同步”理论，应用成熟的变频调控技术和独创的节能调控技术，实时跟踪负荷变化，调控拖动电机输出功率与实际负荷需求相匹配。
（2）转炉炼钢状态联动控制技术。
由转炉炼钢工艺流程图可知，各个过程对除尘风机风量要求的是不同的，通过采集氧枪送枪和提枪到位的开关量信号智能控制除尘风机工作状态。即在氧枪降枪炼钢吹氧作业时，提前加大转炉除尘风机转速，完全满足此时对除尘风量的要求；在氧枪提枪到位不吹氧时，延时减小精炼炉除尘风机转速，采用三种频率控制风机运行。系统在改造后，最终实现风机转速与转炉炼钢各种状态下对风量的需求一致，在保证设备安全和工艺标准控制的基础上，实现大幅度节能。我厂安装一套智能化节能装置，采用LDJ-GN-10kV/560高压变频器，使拖动电机的输出功率跟随负荷的变化同步输出，实现“系统同步跟随、功率按需输出”。
根据所采用的控制技术设计出智能化节能装置，智能化节能装置由设备安全保护系统、工艺标准控制系统和跟随负荷同步系统三大运行系统组成；由信号采集处理系统、智能控制系统、执行电路控制系统、变频调节控制系统和抑制谐波系统五大部分组成；它是变频控制技术和自动控制系统的集成和发展。
具体运行参数确认如下：
低频运行阶段：吹氮溅渣护炉（约2分钟，以35Hz运行）；
高频运行阶段：（1）兑半钢（约2分钟，以42Hz高频运行）；（2）下氧枪吹炼（仍以42Hz高频运行）；
中频运行阶段：炉前及二次吹炼（36Hz运行）；
转低速运行阶段：出钢及复位（35Hz运行）。
4 效益分析
通过测试，1#除尘风机节电率为46.2%。仅2013年1季度，扣除环保等多方面原因仅运行1376小时，尚节能240006.315kWh，创造价值17万元。
5 结语
转炉除尘风机是一个典型的变负荷系统。采用同步跟随技术和转炉炼钢状态联动控制技术对其进行变频改造，使风机变频运行，既满足了工艺，又达到节能降耗的目的。并首创利用外资，“借鸡下蛋”，节能受益投资和公司分成，逐步收回投资，两者“双盈”方式。通过变频改造后，节能效果明显，投资回报率高。
参考文献
[1]高性能矢量控制变频器samco-svc06使用说明书[Z].
[2]郭立君，何川.泵与风机（第三版）[M].北京：中国电力出版社，2004.