淺談焦爐除塵問題與高壓變頻器的應用

摘 要：焦爐在裝煤和出焦過程中，在裝煤孔和爐體爐門處會產生大量的高溫陣發性的煙塵，煙塵則是由除塵風機通過集塵管道利用吸力進行收集，除塵風機在焦爐除塵過程中起到關鍵作用，而新興控制系統高壓變頻器，能更有效率的控制除塵風機，保證其使用效果。

關鍵詞：焦爐除塵；除塵風機；高壓變頻器

在經濟高速發展的今天，減少環境污染、防止突發環境事件，確保生命安全的重要性日益凸顯。隨著《環保法》的實行，制定并執行環保措施，致在保護環境的同時改善人民的生活質量，已經成為我國民生工程的關注點。保護環境不僅關乎人們的生存環境，也影響著經濟發展。焦爐，在裝煤和出焦的過程中，會產生大量的陣發性煙塵，煙氣除粉塵外，還含有苯可溶物、苯并吡等有害物，特別是裝煤過程中外逸的煙塵對人類危害和環境污染最為嚴重。而煙氣中的苯并吡等有害物質是已煙塵為載體存在的，因此對煙塵的最大效率捕集和處理，都是非常必需和必要的。文章主要就焦爐除塵中高壓變頻器的應用進行探究，希望此次理論研究對實踐操作有所裨益。

一、焦爐除塵設備及工藝流程

（1）焦爐裝煤、出焦除塵系統組成。

裝煤除塵系統由兩部分組成，一部分為焦爐裝煤車上的移動除塵裝置，一部分為焦爐焦側爐頂的固定除塵裝置。其中移動除塵裝置包括裝煤車除塵套筒，液壓移動導套，內、外除塵導套等；拱頂除塵裝置包括專用煙氣轉換閥（即為焦側固定接口閥），除塵管道，預噴涂裝置，脈沖袋式除塵器，通風機組（包含除塵電機、液力偶合器、換熱器等），煙囪，焦粉輸送儲存裝置。

出焦除塵系統與裝煤除塵系統組成大致相同，移動除塵裝置安裝在攔焦車上，包含攔焦除塵套筒，液壓推送裝置等。

（2）焦爐裝煤出焦除塵系統的工藝流程。

裝煤車準備裝煤、推焦車推焦時，除塵風機處于低轉速，加煤車除塵撥叉前進，打開焦爐固定接口閥，除塵套筒前進與接口閥相連。在達到限位時，發送高速信號，除塵地面站風機開始提速，達到高轉數。加煤所產生粉塵由吸氣罩吸入，經過集塵管道、預噴涂裝置及冷卻器后，進入袋式除塵器凈化，凈化后的氣體排入大氣。

二、焦爐除塵過程中存在問題

工藝要求焦爐在推焦、裝煤的過程中，除塵風機應正處于高速階段，但通過實際運行來看，除塵風機是由低速提升至高速，存在一個提速過程，在此期間，推焦和裝煤可能已經進行了一半；推焦、裝煤之后，才傳遞降速信號，風機再由高速降至低速，此時推焦和裝煤已經結束，風機高速運轉過程滯后于推焦過程，導致除塵效果不理想。本文主要探究高壓變頻器在焦爐除塵中應用。

三、高壓變頻器在焦爐除塵中的應用

高壓變頻器是比較高效節能以及無電網污染的變頻設備，比較適用于大型的風機以及泵類負荷，通過對高壓變頻器的應用能將設備的功率因數有效提高，在工藝的操作上也相對比較方便，最終提升生產效率。高壓變頻器的變換方式主要是利用高這一模式，電壓源單元串聯多是電平所構成，在結構上也是通過多組功率模塊所構成，在電網的諧波的影響比較小電流變化量也就會相應小，而在輸入功率因數上就會變得相對較高，這樣對輸出波形的質量就能夠起到保障作用。將高壓變頻器在除塵風機上進行應用有著其重要性，能夠將電機的使用壽命得以有效延長，并能夠進行智能化調節以及控制、節約能源等。

風機運轉可以采用高壓變頻器系統控制，高壓變頻器系統裝置主要就是通過移向變壓器柜和變頻器柜等所構成，在變頻器單元柜方面主要是通過二十七個功率單元所構成，而每九個功率單元串聯成一組。在變頻器的基本功能方面，控制模式的設定以及本地遠程的設定和運行數據顯示和記錄等，都發揮著其自身的作用。以運行數據顯示和記錄為例，其主要的功能就是對變頻器的實際運行狀態和相關的參數進行顯示并自動記錄的，這樣能夠方便用戶以及相關維護人員對運行記錄的查詢。

高壓變頻器的運行過程中，變頻器就會收到變頻切換的工頻指令，首先就是自動切斷真空接觸器，然后合上真空接觸器，再就是高壓電機轉到工頻運行。從控制部分來看主要有主控系統和功率單元以及顯示和操作等。而主系統對外部的接口以及功率單元間接收或輸出控制信號，在主控板方面主要就是對運行數據的存儲，還有是可編程邏輯控制器和常規的機電控制組成了電控系統，在實際的運行上就比較可靠。

第一，設備在實際的應用過程中對工藝起到了改善作用，在將高壓變頻器在除塵風機中應用后能夠平滑穩定的對風量進行調整，在風機的參數上也得到了相應的改善，有效提高了效率。同時在對電機以及風機的使用壽命上也有著相應的提升，能夠實現軟啟動以及軟制動。并且對閥門以及風機的葉輪磨損的情況也有了很大程度上改善，高壓變頻調速之后風機在額定轉速的低轉速運行下對軸承以及風機葉輪的磨損也得到了有效減少，這樣就對風機的大修周期得到了延長，在費用以及時間上也能夠得到有效節約。

第二，對電動機的保護上要能夠得到充分重視，高壓變頻器對原有的液力耦合器調速系統有了突破，在啟動上更加的平穩，在積分的作用下速度的調節器就會處在飽和狀態，而電動機轉差頻率就始終處在最大值，對所運行過程中的減速轉矩能夠得到有效控制。多回路的供電技術以及高可靠性的設計，以及超級看門狗技術對系統運行的穩定性得到了保證，高壓帶電之后能夠將可靠性得到進一步提升。

第三，對除塵風機上應用高壓變頻器要想在效果上得到良好實現就要對其進行改造優化處理，可提供純凈輸入特征，能夠對其他的在線設備免受諧波的干擾，也能夠防止和其他調速裝置發生串擾的情況。通過高壓變頻器實施電動機調速運轉在轉頻率的變化以及高次諧波分量上也會發生廣范圍的變化，通過變頻器自身所提供的正弦波輸出而不需要外部輸出濾液器，對電機的使用壽命就能夠得以有效提升。

綜上所述，除塵風機在對高壓變頻器應用后，在各方面的運行效果上都得到了不同程度的改善，變頻器的性能比較好以及采購的成本不高，這些都為煉鋼企業的應用提供了條件，在效益的獲取上也比較明顯。

參考文獻

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（作者單位：本鋼集團板材焦化廠）