摘要在分析電弧爐設備的運行現(xiàn)狀和研究電弧爐除塵系統(tǒng)特點的基礎上，通過采用高壓變頻器在煉鋼廠除塵系統(tǒng)改造中的應用實例，介紹了高壓變頻技術在煉鋼廠電弧爐除塵系統(tǒng)中實現(xiàn)節(jié)能降耗，提高自動化控制水平方面的應用效果。

關鍵字：高壓變頻技術，電弧爐，除塵風機，節(jié)能

1 概述

長期以來鋼鐵廠因其資源密集、能耗密集、生產(chǎn)規(guī)模大、物流吞吐量大等特點，被認為是煙塵排放量大、廢棄物多、污染大的企業(yè)。而采用電弧爐煉鋼是一些鋼鐵廠造成煙塵污染的主要來源之一。

電弧爐（簡稱電爐）主要是通過用廢鋼、鐵合金和部分渣料進行配料冶煉，根據(jù)不同的鋼種要求，可以接受高炭鉻鐵水和脫磷鐵水，然后熔制出碳鋼或不銹鋼鋼水供連鑄用。電爐煉鋼時產(chǎn)生的有害污染物主要是在電爐加料、冶煉、出鋼三個階段。電爐冶煉一般分為熔化期、氧化期和還原期，其中氧化期強化脫炭，由于吹氧或加礦石而產(chǎn)生大量赤褐色濃煙。在上述三個冶煉期中，氧化期產(chǎn)生的煙氣量最大，含塵濃度和煙氣溫度最高。因此，電爐除塵系統(tǒng)是按照氧化期的最大煙塵排量進行設計的。電爐在冶煉過程中的粉塵主要通過爐頂煙道經(jīng)沉降室沉積，水冷壁冷卻后經(jīng)除塵系統(tǒng)過濾排放；同時利用集塵罩將現(xiàn)場生產(chǎn)車間的粉塵和廢氣及時排走，以免污染環(huán)境和危及電爐周邊工作人員的安全。因此，除塵風機是將煙氣吸收排放的主要設備。一般情況下，在系統(tǒng)最大風量需求的基礎上增加1.1耀1.3倍的安全裕度進行除塵風機選型設計。整個煉鋼過程中吹氧時期占30%耀35%，此時風機處于較高負荷運行，而其余時間則處于較低運行工況。但不論電爐處于哪一個運行階段，除塵風機均全速運行，采用調節(jié)入口擋板開度來清理產(chǎn)生的粉塵，效率低、功率大、造成大量的電能浪費。隨著市場競爭的不斷加劇，節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)效率成為企業(yè)發(fā)展提高競爭力的有效手段之一。

在上世紀90年代開始使用的高壓大功率變頻調速技術則正是適應了市場的需求，在技術和應用領域上得到不斷的進步和拓展，當時只是使用進口的高壓變頻器。進入21世紀，隨著我國科學技術的發(fā)展，自主研發(fā)的高壓變頻技術已廣泛應用于電力、石油化工、礦山、冶金、給排水、機車牽引等領域。

太鋼不銹鋼股份有限公司某煉鋼廠正是在這種狀況下，對電爐除塵系統(tǒng)進行了高壓變頻技術改造。

2 系統(tǒng)技術方案研究

太鋼不銹鋼股份有限公司某煉鋼廠的電爐為交流電弧爐。除塵器系統(tǒng)采用布袋式除塵器，設計過濾面積5200m2，最大除塵風量280000m3轅h。

該電爐的煉鋼周期為70耀80min，其中裝料6%耀10%，送電熔化25%耀30%，吹氧30%耀35%，還原期15%耀20%，沖渣出鋼6%耀8%。在不同的生產(chǎn)工藝階段，電爐產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的水蒸氣和少量廢氣。

通過對冶煉工藝進行分析，電爐在煉鋼過程的不同階段對除塵風量的大小要求有明顯的不同，以吹氧冶煉為最大，加料除塵為最低。鑒于電爐除塵系統(tǒng)中除塵風機的運行方式和設備特點，對除塵風機的控制系統(tǒng)制定了如下方案。