由于不同工艺阶段的烟气温度有明显差异，因此温度的高低直接反映了电炉的运行工况。系统并没有采用检测电炉工作中粉尘浓度的方式来直接控制除尘风量，而是采集烟道温度作为系统调节的基本参量，通过非线性函数关系推导出不同运行工况下的除尘风量参与系统控制。从工程角度讲，温度变送器可以在恶劣的工业场合应用，抗干扰能力强、工作稳定性好、控制精度高、安全可靠、免维护且价格便宜。而粉尘浓度检测装置价格昂贵、稳定性差、故障率高、维护量大、现场检测点数据采集很难具有广泛代表性等缺点。基于上述原因，选用除尘烟道的烟气温度作为现场过程量。同时，以吹氧量和冷风门开度作为除尘风量的修整参量，从而提高系统响应速度、改善控制品质、达到良好的除尘效果、实现除尘风量自动控制、降低运行人员劳动强度、提高系统效率，达到最佳的节电效果。具体的控制逻辑见图3所示。

图3

　　为了保证系统的可靠性，另外增加了除尘风量手动控制回路，对除尘风量的控制采用分段调速的方式由炉前操作台控制变频运行的频率点，从而实现不同运行工况下的风量调节。控制逻辑图如图4所示。

图4

    实践证明：系统在设计了两套控制方案后大大提高了系统的实用性和可操作性，很好的满足了现场生产要求。同时，在改善现场工作环境，提高产品质量，降低吨钢能耗方面起到了积极作用。

    三、系统特点

    变频调速技术在电炉除尘系统中应用后，主要体现了以下几个特点：

    (1) 除尘设备功耗随电炉炼钢生产工艺变负荷运行，提高了系统效率；实现了除尘系统的最佳工况运行。取得显著的节能效果。

    (2) 大大有效降低了除尘系统负荷率，延长了除尘器、除尘风机、除尘电机、烟道等设备的使用寿命。

    (3) 对降低炉内热量损失，合理控制过程温度，确保终点温度起到一定的作用。

    (4) 对除尘系统进行变频改造，有助于改善炉内吹炼工况，缩短炼钢时间，提高钢产量改善出钢品质。

    (5) 降低补炉期间的能耗和炉衬散热损失。

    四、节能分析

    为了对除尘系统变频改造后的效果进行评价，在系统投入正常运行一个月后对设备实际使用和节电情况进行了测定和数据分析。

    随机抽取一个正常生产日，将系统切换至工频运行系统采用挡板控制调节风量。采用网侧有功电度表进行耗电量计量，见表2。然后，连续采集变频运行的7个正常生产日用电量进行变频运行工况下的单耗计算，以期变频运行的数据更接近真实运行工况，具体数据采样值见表2。

表2 数据采样值

　　通过对上表原始数据的处理，可以得出：除尘系统在变频改造后较改造前，吨钢除尘电耗降低了17.390kW·h。设备节电率高达58.63%，节能效果显著。

工频运行时记录曲线

变频运行时记录曲线
图5

    截取工频运行时炼一炉钢除尘风机电流运行记录曲线和变频运行时炼一炉钢的网侧电流记录曲线比较，可以直观的看出风机电流降低明显，设备运行工况更符合实际生产工艺需要。

    五、结论

    通过对大冶特钢集团某炼钢厂#8电炉除尘系统变频改造前后的技术分析，可以看出：在电弧炉除尘系统中应用高压变频调速技术不仅对有效改善现场生产状况，提高钢产量降低吨耗有着重要的意义；而且每年可节约230万元左右的电费开支。在电弧炉除尘系统中应用高压变频调速技术是完全正确的。

    参考文献

    [1] 邱绍岐，祝桂华编著．电炉炼钢原理与工艺．北京：冶金工业出版社，1996
    [2] 沈才芳等编著．电弧炉炼钢工艺与设备（第2版）．北京：冶金工业出版社，2001
    [3] 高压变频器应用资料汇编．冶金行业：北京利德华福电气技术有限公司，2004

(刘军祥  利德华福电气)