一、現(xiàn)狀
　　自進入二十一世紀(jì)以來，冶金行業(yè)進行了大規(guī)模的技術(shù)改造，根據(jù)我國的環(huán)保要求，其煙塵治理已達到新的水平：
　　1、 各生產(chǎn)工段已普遍采用除塵設(shè)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(fēng)機裝機功率容量大，液力偶合器、變頻器等調(diào)速裝置已普遍應(yīng)用于風(fēng)機的啟動、調(diào)速運行；
　　3 、一些斷續(xù)生產(chǎn)的工段，根據(jù)生產(chǎn)工藝特點，自動控制除塵系統(tǒng)主風(fēng)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(zhuǎn)爐一次除塵等;
　　4 、另一些斷續(xù)生產(chǎn)的工段，由于自動控制較復(fù)雜，運行方式以大煙塵量設(shè)定風(fēng)機參數(shù)長期運行，耗電量大，調(diào)速裝置未達到佳應(yīng)用狀態(tài)；如電爐除塵、轉(zhuǎn)爐二次除塵等。
　　5、一些連續(xù)生產(chǎn)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(fēng)機以大風(fēng)量長期運行，采用調(diào)節(jié)風(fēng)管閥門控制風(fēng)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(jù)以上情況，深入分析實際的生產(chǎn)工藝，利用現(xiàn)有設(shè)備，采用有效的自動控制手段，可進一步降低除塵系統(tǒng)風(fēng)機的耗電量，達到佳的節(jié)電效果。
二、節(jié)電方案
　　1、 加強除塵系統(tǒng)設(shè)備的管理，確保除塵系統(tǒng)管道及除塵設(shè)備的阻力參數(shù)在允許的范圍內(nèi)運行, 盡量維持風(fēng)機以較低轉(zhuǎn)速運行；
　　2、 根據(jù)生產(chǎn)工藝過程的要求，通過檢測煙塵撲集罩內(nèi)的有關(guān)參數(shù)及生產(chǎn)工藝過程的其它參數(shù)，自動調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，根據(jù)風(fēng)機功率與風(fēng)機轉(zhuǎn)速的3次方成正比的關(guān)系，盡量降低風(fēng)機轉(zhuǎn)速，以達到        佳的節(jié)電效果。
　　三、自動控制方案
　　    方案一： 根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，除塵風(fēng)機與相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)鎖，開爐時自動達到風(fēng)機低速位，閉爐冶煉時自動使風(fēng)機達到高速位，該開關(guān)量信號的傳送可采用控制電纜送至風(fēng)機控制計算機或                 PLC，另外，亦可采用無線傳輸設(shè)備進行信號的傳送。
　　    方案二： 檢測煙塵撲集罩的有關(guān)煙氣參數(shù)及工藝參數(shù)，根據(jù)其參數(shù)值自動調(diào)節(jié)除塵風(fēng)機的轉(zhuǎn)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(fēng)機節(jié)電方案分析：
　?。?）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(shè)計過濾面積11985m2，大除塵風(fēng)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(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(fēng)量不大，要求粉塵不擴散，不污染電爐周邊工作環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)。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確保煉鋼周期。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，又確保爐體      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(fēng)量的大小有明顯的不同，以吹氧冶煉為大，加料除塵為低。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(fēng)機均配置了液力偶合器調(diào)速裝置。鑒于電爐除塵系統(tǒng)中除塵風(fēng)機的運行方式和設(shè)備特點，對除塵風(fēng)機的控制制定如下方案。
　?。?）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(diào)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(yīng)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(diào)節(jié)的基本參量，同時以吹氧量和冷風(fēng)門開度作為除塵風(fēng)量的修整      參量；通過ROLCOX多變量控制器進行除塵風(fēng)機轉(zhuǎn)速的自動控制，控制系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、控制品質(zhì)高,從而可實現(xiàn)除塵風(fēng)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。
      為了確保系統(tǒng)的可靠性，另外增加除塵風(fēng)量手動控制回路，對除塵風(fēng)量的控制采用分段調(diào)速的方式由爐前操作臺控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)不同運行工況下的風(fēng)量調(diào)節(jié)?？刂七壿媹D如下。
　?。?）控制系統(tǒng)特點
　　a、 除塵系統(tǒng)風(fēng)機功耗隨電爐煉鋼生產(chǎn)工藝變負荷運行，提高了系統(tǒng)效率；實現(xiàn)了除塵系統(tǒng)的佳工況運行。可取得顯著的節(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(fēng)機、除塵電機、煙道等設(shè)備的使用壽命。
　　c、對降低爐內(nèi)熱量損失，合理控制過程溫度，確保終點溫度起到的作用。
　　d、對除塵系統(tǒng)進行調(diào)速改造，有助于改善爐內(nèi)吹煉工況，縮短煉鋼時間，提高鋼產(chǎn)量改善出鋼品質(zhì)。
　　e、降低補爐期間的能耗和爐襯散熱損失。
　　2、轉(zhuǎn)爐車間除塵系統(tǒng)風(fēng)機節(jié)電方案分析：
　　（1）工藝過程
　　某鋼廠轉(zhuǎn)爐吹煉工藝周期對除塵風(fēng)機的工藝要求如下
　　A到B為兌鐵加廢鋼時間,
　　B到C為風(fēng)機升速時間，
　　C到D為吹氧時間，
　　D點風(fēng)機開始減速，
　　D到E為倒?fàn)t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(fēng)機高速運行時間（C到D）15分鐘,其他時間風(fēng)機低速運行。
　?。?）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(fēng)機高速運轉(zhuǎn)；繼電器釋放時，風(fēng)機低速運行）    ，當(dāng)在爐前操作并有氧流量時，繼電器吸合，風(fēng)機開始從低速向高速升速，在C點現(xiàn)場操作工進行吹煉。在D點，準(zhǔn)備出鋼; 爐前工轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到爐后或沒有吹煉的時間大過15分鐘，繼電器釋放，風(fēng)     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(fēng)機應(yīng)能滿足提速要求。
　　一般轉(zhuǎn)爐車間一次除塵系統(tǒng)風(fēng)機已經(jīng)按以上工藝進行控制,但是二次除塵系統(tǒng)風(fēng)機等是不調(diào)速運行，浪費大量電能。
    2X45T轉(zhuǎn)爐車間二次除塵系統(tǒng)風(fēng)機控制系統(tǒng)如下:
　　3、多煙塵撲集罩除塵系統(tǒng)風(fēng)機節(jié)電方案分析：
　?。?）工藝過程
　　大型高爐一般設(shè)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(guān)閉閥門；除塵系統(tǒng)的總風(fēng)量應(yīng)等于或大于所有出鐵口工作打開煙罩閥門時風(fēng)量的總和。除塵系統(tǒng)風(fēng)機一直以大風(fēng)量    運行，不調(diào)速,消耗大量電能。
    在滿足各出鐵口煙塵撲集罩正常吸塵風(fēng)量的情況下，如果采用開閉閥門與
    除塵風(fēng)機轉(zhuǎn)速相結(jié)合的控制方式，盡量降低風(fēng)機轉(zhuǎn)速，則可達到節(jié)約電能的目的。
　?。?）系統(tǒng)控制方案
　　當(dāng)所有的出鐵口煙塵撲集罩閥門全部打開時，風(fēng)機以高轉(zhuǎn)速運行，其它
    情況在確保每一煙罩除塵效果的前提下，根據(jù)煙罩閥門的開、關(guān)情況自動調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速，盡量降低風(fēng)機轉(zhuǎn)速。
    控制系統(tǒng)圖如下(以三個出鐵口為例):
　　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(fēng)機配置：
　　一次除塵系統(tǒng)風(fēng)機功率 2700KW 額定轉(zhuǎn)速 996RPM(液力偶合器調(diào)速)
　　二次除塵系統(tǒng)風(fēng)機功率 1600KW 額定轉(zhuǎn)速 990RPM(液力偶合器調(diào)速)
　　精練爐除塵系統(tǒng)風(fēng)機功率 500KW 額定轉(zhuǎn)速 1491RPM(液力偶合器調(diào)速)
　　2、運行狀況
　　一次除塵系統(tǒng) 風(fēng)機電流 121A 轉(zhuǎn)速 750RPM（不調(diào)速）
　　二次除塵系統(tǒng) 風(fēng)機電流 46A 轉(zhuǎn)速 666RPM（不調(diào)速）
　　精練爐除塵系統(tǒng) 風(fēng)機電流 23A 轉(zhuǎn)速 1150RPM（不調(diào)速）
　　3、節(jié)電分析
　　采用以上的控制方案，風(fēng)機轉(zhuǎn)速以平均下降20%，每天運行10小時，其它時間按現(xiàn)狀況轉(zhuǎn)速運行，每年運行330天，電費0.68元/度,根據(jù)風(fēng)機功率與風(fēng)機轉(zhuǎn)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(fēng)機轉(zhuǎn)速平均下降30%，每天運行10小時，其它時間按現(xiàn)狀況轉(zhuǎn)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(shè)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(diào)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(xiàn)有生產(chǎn)工藝的運行方式，統(tǒng)計、檢測除塵系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)。
　　2、根據(jù)實際的運行情況選擇控制方案，購置設(shè)備。
　　3、設(shè)備安裝、調(diào)試、運行、檢測。
　　八、結(jié)論
　　在冶金行業(yè)的一些生產(chǎn)工段, 除塵系統(tǒng)風(fēng)機雖然配置有調(diào)速設(shè)備,但是生產(chǎn)過程中一直以較高風(fēng)速運行,浪費大量電能.在深入分析實際生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的調(diào)速設(shè)備，采用有效的自動控制    方案，增加少的改造費用，即可進一步降低除塵系統(tǒng)風(fēng)機的耗電量，達到佳的節(jié)電效果.