第一部分：高炉出铁除尘风机高压变频改造节能分析
一、设备参数
1、电机参数：
型号：Y5601-10 额定功率：710KW
额定电压：6KV 额定电流：87A
功率因数： 效 率：
额定转速：580r/min 实际运行电流：82A
挡板开度：100%
2、风机参数：
根据用户提供的的风机型号和风量，从新查产品样本得知风机的型号和数据如下：
型号：Y4-73-1IINo29.5F 流 量：440874m3/h
全压：4000pa 轴功率：585KW
效 率：82%
3、运行工况
石家庄钢铁有限公司炼钢厂有1#、2#、3#三台炼铁炉，每台炼铁炉设有一个出铁口。炼铁炉出铁时，高温的铁水会同空气发生剧烈的化学反应，产生大量的烟气。一方面对现场操作的工人不利，另一方面也对环境造成了巨大的污染。为降低污染，改善现场环境，节能降耗，需要对炼铁炉的除尘系统进行变频调速改造。
该除尘系统配置Y4-73№29.5F风机一台（配套电机功率710kW），除尘风机共带有三台高炉：1#、2#、3#，每台高炉出铁周期80min，其中除尘时间30min。运行时不除尘、一台炉除尘、二台炉除尘、三台炉除尘的情况都有，而不除尘的时间极少。现运行时挡板全开，运行电流82A，不（出铁）除尘时的电流60～65A。
因此，为了提高风机的运行效率，节能降耗，非常有必要对风机进行调速控制。除尘风机变频改造之后，炼铁炉除尘风机需要四种风量来适应炼铁炉出铁工艺要求。
二、除尘风机工艺过程
当炼铁炉炼铁不出铁时也不除尘，因此也不需要风量。由于没有1台、2台、3台高炉出铁时所需要的风量数据，所以按照每台高炉除尘时需要风量为14万m3/h考虑。
当1台炉出铁口出铁时需要风量14万m3/h；两台炉出铁口同时出铁需要风量28万m3/h；当3台出铁口出铁时需要风量42万m3/h。
按3台炉同时生产，每台炉每天3班，每班8小时，每台炉每班出6炉铁，每个班3台炉总计出铁18炉。每个出铁周期80分钟，其中有30分钟为出尘时间。其中每班中有1个周期3台炉同时出铁，除尘风量为42万m3/h；6个周期2台炉同时出铁，一台炉不出铁，除尘风量为28万m3/h；只有3个周期1台炉出铁，其余两台不出铁，除尘风量为14万m3/h。不出铁的时间内维持风机最低转速5%左右，风量大概为2.2万m3/h。
工艺流程示意图
a到b为不出铁时间；
b到d为1个出铁口出铁时间，其中b到c为风机升速时间；风机升速时可以根据需要跨越任一升速点；
d到f为2个出铁口出铁时间，其中d到e为风机升速时间；风机升速时可以根据需要跨越任一升速点；
f到h为3个出铁口出铁时间，其中f到g为风机升速时间；风机升速时可以根据需要跨越任一升速点；
h点风机开始减速。
h到J为2个出铁口出铁时间，其中h到i为风机降速时间；风机降速时可以根据需要跨越任一降速点；
j到l为2个出铁口出铁转换为1个铁口出铁时间，其中j到k为风机减速时间；
l到b为1个铁口出铁转换为出铁口停止出铁时间，其中l到a为风机减速时间；
a到b为不出铁时间。
三、调速要求
对除尘系统进行高压变频改造之后，要求有自动旁路、有远控箱、无闭环。变频调速运行后，不除尘时段、一台炉除尘时段、二台炉同时除尘时段、三台炉同时除尘时段各运行一个频率。不除尘时维持最低转速，三台炉除尘时转速最高。从每台高炉处各取一个出铁口位置状态信号送入变频器的PLC。为简化控制逻辑，现场直接根据出铁口的开关状态来控制变频器的转速。变频器预设4个速度点，根据现场出铁口的开关状态位置信号通过PLC的逻辑运算，自动调节电机转速来满足所需风量要求。
变频器内具有PLC和中文的人机界面，将给给现场调试工作带来很大便利，调试周期很短。各种参数设置十分方便，根据现场烟气的多少，可以及时调整各速度段点的风量，除尘改造后，现场条件将会大为改善。
速度点 调速比例 风量 运行情况
U0 5％ 22000m3/h 不出铁
U1 32％ 140000m3/h 1个出铁口出铁
U2 64％ 280000m3/h 2个出铁口出铁
U3 95％ 420000m3/h 3个出铁口出铁
四、节能计算
根据统计，风机在一天中各速度段的运行时间数据如下表:序号 名 称 3台炉同时出铁 2台炉同时出铁 1台炉同时出铁 不出铁不除尘时间
备 注
1 每天除尘运行时间 每天
2 编号 A B C D
3 出铁周期时段
f——h d-f/h-j b-d/j-l 每个时间段内出铁时间为90min。其中出尘时间为30min为1/3。
4 运行时间h 1.5h 9 4.5 9 除尘时间每个出铁周期内为30min。
5 风量Q3/h 420000 280000 140000 22000
6 风量比K 0.95 0.64 0.32 0.1 按流量比取调速比K
7 输入功率PS
kW 669.2
514
调速之后
8 耗电kW 634.7 294.4 73.6 41.1 变频器效率:
9 节电率（%） 5 56 89 92
10 节电PSZ（kW） 34.5 374.8 595.6 472.9
11 节电量kWh 51.75 3370.5 2680.2 4256.1
12 每天节电费（元） 26.91 1752.66 1393.70 2213.17
13 年节电费（元） 序号12：（A＋B＋C＋D）×T
5386.44×300=16115932元 年运行T=300天
风机的功率P和转速的三次方成正比，风压p和转速的平方成正比，流量Q和转速成正比。
（转载）
