一、現狀 自進入二十一世紀以來，冶金行業(yè)進行了大規(guī)模的技術改造，根據國家的環(huán)保要求，其煙塵治理已達到新的水平：

1、 各生產工段已普遍采用除塵設備（布袋除塵器或電除塵器），除塵系統(tǒng)運行基本良好，滿足了環(huán)保要求；

2 、除塵系統(tǒng)主風機裝機功率容量大，液力偶合器、變頻器等調速裝置已普遍應用于風機的啟動、調速運行；

3 、一些斷續(xù)生產的工段，根據生產工藝特點，自動控制除塵系統(tǒng)主風機高速、低速運行，具有良好的節(jié)電效果；如焦化除塵、高爐除塵、轉爐一次除塵等;

4 、另一些斷續(xù)生產的工段，由于自動控制較復雜，運行方式以最大煙塵量設定風機參數長期運行，耗電量大，調速裝置未達到最佳應用狀態(tài)；如電爐除塵、轉爐二次除塵等。

5、一些連續(xù)生產工段，煙塵排放點比較多，但每個排放點煙塵量較小，除塵系統(tǒng)煙塵撲集罩較分散，采用一套除塵系統(tǒng)收塵，除塵系統(tǒng)主風機以最大風量長期運行，采用調節(jié)風管閥門控制風量來滿足煙塵排放點的收塵，此運行方式耗電量也比較大。 根據以上情況，深入分析實際的生產工藝，利用現有設備，采用有效的自動控制手段，可進一步降低除塵系統(tǒng)風機的耗電量，達到最佳的節(jié)電效果。

二、節(jié)電方案

1、 加強除塵系統(tǒng)設備的管理，保證除塵系統(tǒng)管道及除塵設備的阻力參數在允許的范圍內運行, 盡量維持風機以較低轉速運行；

2、 根據生產工藝過程的要求，通過檢測煙塵撲集罩內的有關參數及生產工藝過程的其它參數，自動調節(jié)風機的轉速，根據風機功率與風機轉速的；

3次方成正比的關系，盡量降低風機轉速，以達到最佳的節(jié)電效果。

三、自動控制方案

方案一： 根據生產工藝的要求，除塵風機與相關生產設備聯鎖，開爐時自動達到風機低速位，閉爐冶煉時自動使風機達到高速位，該開關量信號的傳送可采用控制電纜送至風機控制計算機或PLC，另外，亦可采用無線傳輸設備進行信號的傳送。

方案二： 檢測煙塵撲集罩的有關煙氣參數及工藝參數，根據其參數值自動調節(jié)除塵風機的轉速而達到節(jié)電的目的，信號傳送可采用電纜或無線傳送。

四、具體方案分析

1、電爐車間除塵系統(tǒng)風機節(jié)電方案分析：

（1）工藝過程 某鋼廠電爐為擴容的70t ABB交流電弧爐, 除塵器系統(tǒng)采用布袋式除塵器，設計過濾面積11985m2，最大除塵風量450000 m3／h。 電爐煉鋼周期為70～85分鐘左右，其中裝料6～10%，送電熔化25～30%，吹氧30～35%，還原期15～20%，沖渣出鋼6～8%。在不同的生產工藝階段，電爐產生的煙氣量和煙氣溫度不同，且差異較大。加料過程中,主要是裝料時廢鋼及渣料產生的揚塵，需要的除塵風量不大，要求粉塵不擴散，不污染電爐周邊工作環(huán)境為標準。送電過程中是原料送電拉弧加熱，引發(fā)可燃廢棄物燃燒產生廢氣。此時，電爐需要將爐料加熱至熔化狀態(tài)，要求煙塵能夠及時排出，又不能過多的帶走爐體熱量以保證煉鋼周期。而在吹氧期間，不僅要求除塵系統(tǒng)能夠及時迅速的將廢氣和粉塵排走，又必須保證爐體有合適的吹煉溫度，確保終點溫度。因此，對除塵系統(tǒng)要求較高。進入還原期，吹氧告一段落，粉塵度再一次降低。在沖渣出鋼時，主要排放物是沖渣產生的水蒸汽和少量廢氣。

　　通過對冶煉工藝的分析：電爐在煉鋼過程的不同階段對除塵風量的大小有明顯的不同，以吹氧冶煉為最大，加料除塵為最低。原電爐車間已配置一次除塵系統(tǒng), 二次除塵系統(tǒng)、精練爐除塵系統(tǒng)；除塵系統(tǒng)風機均配置了液力偶合器調速裝置。鑒于電爐除塵系統(tǒng)中除塵風機的運行方式和設備特點，對除塵風機的控制制定如下方案。

（2）系統(tǒng)控制方案 由于不同工藝階段的煙氣溫度有明顯差異，因此溫度的高低直接反映了電爐的 運行工況。采集煙道進口溫度作為系統(tǒng)調節(jié)的基本參量，從工程角度講，溫度變送器可以在惡劣的工業(yè)場合應用，抗干擾能力強、工作穩(wěn)定性好、控制精度高、安全可靠、免維護且價格便宜?；诖嗽?，選用除塵煙道進口煙氣溫度作為系統(tǒng)調節(jié)的基本參量，同時以吹氧量和冷風門開度作為除塵風量的修整參量；通過ROLCOX多變量控制器進行除塵風機轉速的自動控制，控制系統(tǒng)具有響應速度快、控制品質高,從而可實現除塵風量的自動控制，達到良好的除塵效果,降低運行人員勞動強度,提高系統(tǒng)效率，控制邏輯見圖一所示。 圖一 為了保證系統(tǒng)的可靠性，另外增加除塵風量手動控制回路，對除塵風量的控制 采用分段調速的方式由爐前操作臺控制風機轉速，從而實現不同運行工況下的風量調節(jié)。控制邏輯圖如下。 圖二 （3）控制系統(tǒng)特點 a、 除塵系統(tǒng)風機功耗隨電爐煉鋼生產工藝變負荷運行，提高了系統(tǒng)效率；實現了除塵系統(tǒng)的最佳工況運行?？扇〉蔑@著的節(jié)能效果。 b、大大有效降低了除塵系統(tǒng)負荷率，延長了除塵器、除塵風機、除塵電機、煙道等設備的使用壽命。 c、對降低爐內熱量損失，合理控制過程溫度，確保終點溫度起到一定的作用。 d、對除塵系統(tǒng)進行調速改造，有助于改善爐內吹煉工況，縮短煉鋼時間，提高鋼產量改善出鋼品質。 e、降低補爐期間的能耗和爐襯散熱損失。

2、轉爐車間除塵系統(tǒng)風機節(jié)電方案分析：

（1）工藝過程 某鋼廠轉爐吹煉工藝周期對除塵風機的工藝要求如下 圖三 A到B為兌鐵加廢鋼時間, B到C為風機升速時間， C到D為吹氧時間， D點風機開始減速， D到E為倒爐測溫取樣時間， E到F為出鋼時間， F到G為濺渣時間， 整個吹煉工藝周期約40分鐘，其中風機高速運行時間（C到D）15分鐘,其他時間風機低速運行。

（2）系統(tǒng)控制方案 在上圖B點，將爐前、爐后和氧氣流量信號送到除塵系統(tǒng)PLC站，通過用戶程序處理后，輸出到繼電器，由繼電器提供一對閉合節(jié)點（繼電器吸合時，風機高速運轉；繼電器釋放時，風機低速運行），當在爐前操作并有氧流量時，繼電器吸合，風機開始從低速向高速升速，在C點現場操作工進行吹煉。在D點，準備出鋼; 爐前工轉換開關轉到爐后或沒有吹煉的時間超過15分鐘，繼電器釋放，風機開始降速，降速時間不作具體要求，但在減速過程中如果需要提速，風機應能滿足提速要求。 圖四 一般轉爐車間一次除塵系統(tǒng)風機已經按以上工藝進行控制,但是二次除塵系統(tǒng)風機等是不調速運行，浪費大量電能。 2X45T轉爐車間二次除塵系統(tǒng)風機控制系統(tǒng)如下: 圖五 3、多煙塵撲集罩除塵系統(tǒng)風機節(jié)電方案分析： （1）工藝過程 大型高爐一般設2個以上出鐵口，輪換出鐵操作，出鐵口的大量煙塵通 過煙塵撲集罩送至同一除塵系統(tǒng)排出，出鐵口工作時打開煙罩閥門，非工作時關閉閥門；除塵系統(tǒng)的總風量應等于或大于所有出鐵口工作打開煙罩閥門時風量的總和。除塵系統(tǒng)風機一直以最大風量運行，不調速,消耗大量電能。 在滿足各出鐵口煙塵撲集罩正常吸塵風量的情況下，如果采用開閉閥門與 除塵風機轉速相結合的控制方式，盡量降低風機轉速，則可達到節(jié)約電能的目的。 （2）系統(tǒng)控制方案 當所有的出鐵口煙塵撲集罩閥門全部打開時，風機以最高轉速運行，其它 情況在保證每一煙罩除塵效果的前提下，根據煙罩閥門的開、關情況自動調節(jié)風機轉速，盡量降低風機轉速。 控制系統(tǒng)圖如下（以三個出鐵口為例）: 圖六 五、節(jié)電效益分析 以某鋼廠90T電爐除塵系統(tǒng)為例

: 1、除塵系統(tǒng)風機配置： 一次除塵系統(tǒng)風機功率 2700KW 額定轉速 996RPM（液力偶合器調速） 二次除塵系統(tǒng)風機功率 1600KW 額定轉速 990RPM（液力偶合器調速） 精練爐除塵系統(tǒng)風機功率 500KW 額定轉速 1491RPM（液力偶合器調速）

2、運行狀況 一次除塵系統(tǒng) 風機電流 121A 轉速 750RPM（不調速） 二次除塵系統(tǒng) 風機電流 46A 轉速 666RPM（不調速） 精練爐除塵系統(tǒng) 風機電流 23A 轉速 1150RPM（不調速）

3、節(jié)電分析 采用以上的控制方案，風機轉速以平均下降20%，每天運行10小時，其它時間按現狀況轉速運行，每年運行330天，電費0.68元/度,根據風機功率與風機轉速的3次方成正比進行計算: 電爐一次除塵系統(tǒng)、二次除塵系統(tǒng)、精練爐除塵系統(tǒng)每年合計可節(jié)電300萬度,節(jié)約電費200余萬元。 如果風機轉速平均下降30%，每天運行10小時，其它時間按現狀況轉速運行，每年運行330天，電費0.68元/度, 除塵系統(tǒng)每年合計可節(jié)電400余萬度,節(jié)約電費275萬元。

六、投資 （一套除塵系統(tǒng)）

1、一次檢測元件及信號傳輸設備和電纜 3.8萬元；

2、除塵系統(tǒng)PLC增加ROLCOX控制模塊 6.8萬元；

3、軟件編程、安裝、調試 8.8萬元；

4、其它 2.0萬元 合計:21.4 萬元；

七、節(jié)電方案實施步驟

1、了解現有生產工藝的運行方式，統(tǒng)計、檢測除塵系統(tǒng)的有關參數。

2、根據實際的運行情況選擇控制方案，購置設備。

3、設備安裝、調試、運行、檢測。

八、結論

在冶金行業(yè)的一些生產工段, 除塵系統(tǒng)風機雖然配置有調速設備,但是生產過程中一直以較高風速運行,浪費大量電能.在深入分析實際生產工藝的基礎上，利用現有的調速設備，采用有效的自動控制方案，增加極少的改造費用，即可進一步降低除塵系統(tǒng)風機的耗電量，達到最佳的節(jié)電效果.