山東省龍口礦業(yè)集團(tuán)熱電有限公司 李 通

1 引言

電爐除塵系統(tǒng)器在當(dāng)下除塵工作推進(jìn)的過(guò)程中，應(yīng)用范圍較為廣泛，在水泥行業(yè)以及煤炭行業(yè)都有著良好的應(yīng)用前景。加強(qiáng)各個(gè)行業(yè)的監(jiān)管質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。因此對(duì)高壓變頻技術(shù)在電爐除塵系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用展開(kāi)探討是十分重要的[1]。

2 高壓變頻技術(shù)概述

高壓變頻技術(shù)也稱為高頻高壓開(kāi)關(guān)電源，這一電源方式主要用于電爐除塵系統(tǒng)領(lǐng)域的供電，在電力行業(yè)化工行業(yè)以及水泥行業(yè)中都有著十分廣泛的運(yùn)用。這一技術(shù)具有低碳環(huán)保的特征，同時(shí)也能夠提高工作效率。電爐除塵系統(tǒng)器所運(yùn)用的電源，其實(shí)是一種逆變式電源，能夠借助高頻開(kāi)關(guān)技術(shù)為電爐除塵系統(tǒng)提供窄脈沖供電電流，同時(shí)也能夠保證直流電壓的多樣性，因此能夠滿足電爐除塵系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展需求。

此外，運(yùn)用高壓變頻技術(shù)也能夠更好地防止電爐除塵系統(tǒng)領(lǐng)域操作過(guò)程中可能出現(xiàn)的短路以及火花放電。因此在出現(xiàn)短路時(shí)，運(yùn)用高壓變頻技術(shù)，既能夠及時(shí)地對(duì)電源輸出路徑進(jìn)行封鎖，同時(shí)也能夠保證電源動(dòng)態(tài)化的響應(yīng)速度，一旦電壓接近純直流輸出時(shí)，就能夠有效地避免可能存在的短路現(xiàn)象。除此之外，運(yùn)用高頻電流技術(shù)也能夠有效控制電爐除塵系統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用過(guò)程中存在的電池強(qiáng)度，能夠?qū)﹄妶?chǎng)中的粉塵提供相對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)力，同時(shí)能夠保障粉塵的整體運(yùn)動(dòng)速度，進(jìn)而盡量減少不必要的粉塵排放[2]。

在高壓變頻技術(shù)實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，工作方式分為以下兩種，首先采用恒定周期供電的方式，能夠幫助工作人員按照原先設(shè)置的頻率參數(shù)進(jìn)行供電輸出，運(yùn)用這一參數(shù)設(shè)定的方式能夠確定電爐除塵系統(tǒng)工作開(kāi)展過(guò)程中的電壓以及電流輸出值。在運(yùn)用恒定周期進(jìn)行供電的過(guò)程中，由于整體的工作狀態(tài)十分穩(wěn)定，然而這一供電方式本身對(duì)于設(shè)備造成的能耗較大，因此最終得到的效果并不明顯。

當(dāng)煙塵出現(xiàn)一定程度的變化時(shí)，作為操作人員則需要及時(shí)地輸入指令進(jìn)行調(diào)整。其次運(yùn)用脈沖供電的方式，并不需要工作人員對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是將高頻脈沖進(jìn)行組合，從而實(shí)現(xiàn)供電。由于脈沖存在高頻，因此運(yùn)用這一方式對(duì)電壓進(jìn)行輸出的過(guò)程中，整體的電流會(huì)呈現(xiàn)出十分明顯的變化。這一供電方式與恒定周期供電方式對(duì)比來(lái)看，采用脈沖工作能夠有效地保證整體的除塵效果，同時(shí)在面對(duì)外界環(huán)境變化時(shí)，也能夠及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，采用組合供電的方式保障工作質(zhì)量。與此同時(shí)，運(yùn)用組合脈沖也能夠減少不必要的能源損耗。

電爐煙氣系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 電爐煙氣系統(tǒng)流程

3 高壓變頻技術(shù)在電爐除塵系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

高壓變頻技術(shù)與傳統(tǒng)的電源相比較有優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：首先，能夠有效地提高電爐除塵系統(tǒng)工作開(kāi)展的效率；另一方面，也能夠切實(shí)提高能源的整體利用效率。從工作角度出發(fā)，提高設(shè)備性能以及工作效率相比較于傳統(tǒng)的電源而言并不容易[3]。在工作的過(guò)程中易出現(xiàn)短路造成電路損害，因此更加耐用，相對(duì)應(yīng)的除塵性能也更加優(yōu)越。從能源利用率這一角度出發(fā)，運(yùn)用高壓變頻技術(shù)能夠節(jié)省五分之一的能源，同時(shí)高壓變頻技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，節(jié)能體現(xiàn)在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)于前端工作以及電爐除塵系統(tǒng)而言，都具備一定的節(jié)能效果。

由于高壓變頻技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中是采用純直流供電方式，因此實(shí)際的輸出功率僅為額定功率的70%，這樣既能夠起到能源節(jié)約的作用，同時(shí)也能夠保護(hù)周?chē)沫h(huán)境。從企業(yè)的效益這一角度出發(fā)，運(yùn)用高壓變頻技術(shù)能夠提高企業(yè)各項(xiàng)工作的自動(dòng)化程度，同時(shí)也能夠保障電爐除塵系統(tǒng)領(lǐng)域的全能性[4]。運(yùn)用高壓變頻技術(shù)能夠保證電爐除塵系統(tǒng)領(lǐng)域的整體工作質(zhì)量，也能夠幫助企業(yè)有效地節(jié)約成本，降低不必要的資源損失，最終確保企業(yè)可獲得的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益[5]。

4 案例解析

為了更好地對(duì)電爐除塵系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用，并且分析其技術(shù)方案，需要以某鋼鐵企業(yè)的煉鋼廠車(chē)間所使用的電爐為例。在該車(chē)間中所選擇的除塵器系統(tǒng)是利用高壓變頻技術(shù)除塵系統(tǒng)LDM 布袋式除塵器，在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其中過(guò)濾面積為8860m2，最大的除塵風(fēng)量為600000m3/h。在實(shí)際進(jìn)行方案改造的過(guò)程中，主要是以#3電爐為例：其中#3電爐的煉鋼周期為90～150min，在使用時(shí)其中裝料6%～10%，送電熔化為25%～30%，吹氧30%～35%，還原期為15%～20%，沖渣出鋼為6%～8%。在圍繞著電爐除塵系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中工作人員應(yīng)當(dāng)按照最大的排煙量展開(kāi)分析，而電爐在實(shí)際冶煉應(yīng)用的過(guò)程中，粉塵主要通過(guò)爐頂煙道進(jìn)行儲(chǔ)存，在電爐壁冷卻之后，通過(guò)儲(chǔ)存系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾，最終排放。工作人員也可以利用集成灶對(duì)生產(chǎn)車(chē)間中的廢氣以及粉塵進(jìn)行排出，最終目的是避免對(duì)周?chē)沫h(huán)境造成污染，同時(shí)也能夠保障工作人員的生命安全。

在多數(shù)情況之下電爐所產(chǎn)生的最大風(fēng)量需求基礎(chǔ)之上應(yīng)當(dāng)增加1.3倍左右，選擇相對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)存風(fēng)機(jī)，最終目的是優(yōu)化周?chē)h(huán)境，降低鋼鐵企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的傷害概率。在對(duì)電爐進(jìn)行使用的過(guò)程中，由于不同階段的生產(chǎn)工藝存在差異，因此電爐所產(chǎn)生的溫度以及煙氣量都會(huì)有所不同。

在進(jìn)行加料的過(guò)程中，主要包括其他材料以及廢鋼，因此也會(huì)出現(xiàn)一定程度的揚(yáng)塵，在這一階段電爐除塵系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)于風(fēng)量的要求并不大，因此可以根據(jù)周?chē)h(huán)境展開(kāi)判斷，主要以不污染周?chē)h(huán)境以及粉塵不出現(xiàn)繼續(xù)擴(kuò)散為主，在進(jìn)行送電的過(guò)程中采用的原料是由電爐直接加熱的，因此也會(huì)產(chǎn)生其他廢氣。在對(duì)電爐儲(chǔ)存系統(tǒng)進(jìn)行吹氧的過(guò)程中，要求所有的系統(tǒng)都能夠及時(shí)排走粉塵以及廢棄物。在此階段既要保證電爐主體同時(shí)也應(yīng)當(dāng)確保煉鋼溫度，這也會(huì)提高除塵系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的設(shè)計(jì)要求。當(dāng)電爐進(jìn)入還原期時(shí)這一工作也可以結(jié)束，相對(duì)應(yīng)的粉塵以及污染物也會(huì)逐步降低。當(dāng)沖渣出鋼時(shí)則會(huì)產(chǎn)生排放物，同時(shí)也會(huì)帶有少量的廢氣以及粉塵。

基于此，運(yùn)用電爐的過(guò)程中則需要將材料加熱至熔化狀態(tài)，保證所有的煙塵都能夠及時(shí)排出，并不會(huì)帶走電爐本身所具備的熱量，這樣一來(lái)既能夠保證生產(chǎn)過(guò)程中的周期同時(shí)也能夠提高整體的工作效率。在電爐吹氧期間，要求所有除塵系統(tǒng)能夠第一時(shí)間排出廢物和粉塵，但在這個(gè)階段需要保證電爐主體本身有適合煉鋼的溫度，導(dǎo)致對(duì)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求較高，當(dāng)電爐進(jìn)入還原期時(shí)，吹氧工作結(jié)束，粉塵和污染物再次下降。由于沖渣和出鋼過(guò)程中的一定排放，還會(huì)產(chǎn)生少量煙塵和廢氣。

在運(yùn)用電爐除塵系統(tǒng)的過(guò)程中，作為工作人員應(yīng)當(dāng)制定更加完備的系統(tǒng)控制方案，由于電爐本身所產(chǎn)生的溫度會(huì)具備十分明顯的差距，因此溫度的高低會(huì)直接影響電爐在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的狀況。系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中并沒(méi)有對(duì)定個(gè)工作過(guò)程中可能出現(xiàn)的粉塵濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而將煙道溫度作為重要的調(diào)節(jié)方式。因此在電爐除塵系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中采用的是非線性函數(shù)關(guān)系，最終推導(dǎo)出電路在運(yùn)行過(guò)程中需要的儲(chǔ)存風(fēng)量。

從工程學(xué)角度出發(fā)，采用溫度變送器雖然能夠適應(yīng)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，然而相對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益要求較高，經(jīng)常需要工作人員進(jìn)行維護(hù)。在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，數(shù)據(jù)往往會(huì)出現(xiàn)差異，因此很難具有廣泛代表性。工作人員可以將煙氣溫度作為現(xiàn)場(chǎng)的重要控制量，從而提高系統(tǒng)在實(shí)際推進(jìn)過(guò)程中的響應(yīng)速度，在改善品質(zhì)的同時(shí)也能夠保證儲(chǔ)存效果，降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高系統(tǒng)運(yùn)行的整體效率，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的生產(chǎn)需求。

5 高壓變頻技術(shù)在電爐除塵系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用

在將高壓變頻技術(shù)應(yīng)用于電爐除塵系統(tǒng)領(lǐng)域的過(guò)程中，整體工作質(zhì)量也會(huì)直接與煙塵顆粒以及電池強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)，如果工作人員不能夠加以控制，則會(huì)直接影響電爐除塵系統(tǒng)工作在開(kāi)展過(guò)程中的實(shí)際效率。在電爐除塵系統(tǒng)器工作的過(guò)程中，最終的作用是能夠?qū)焿m進(jìn)行處理，從而有效地保護(hù)周?chē)h(huán)境，保障電爐除塵系統(tǒng)器能夠穩(wěn)定運(yùn)行。除此之外，電場(chǎng)的電壓也會(huì)與電池強(qiáng)度存在一定的關(guān)聯(lián)，因此通過(guò)運(yùn)用高壓變頻技術(shù)的方式，既能夠有效地保證除塵工作開(kāi)展的質(zhì)量，同時(shí)也能夠使得除塵工作滿足周?chē)h(huán)境所需，保證工作的順利開(kāi)展。

在不同電壓的情況下，顆粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度也會(huì)存在差異，當(dāng)電壓高出普通電源的30%，顆粒的運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)相對(duì)應(yīng)地提升。在高壓變頻技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，如果選擇恒定周期供電的方式，所輸出的電壓為直流電，而如果選擇脈沖供電方式，輸送的電的方式就會(huì)與傳統(tǒng)的供電方式存在差異。電壓是持續(xù)波動(dòng)的，因此能夠?qū)哂胁町愋缘念w粒展開(kāi)合理處理，既能夠保證粉塵黏度同時(shí)，也能夠確保除塵效果。

通過(guò)對(duì)已經(jīng)使用高壓變頻技術(shù)的電爐除塵系統(tǒng)器與沒(méi)有使用高壓變頻技術(shù)的效果展開(kāi)對(duì)比，則可以得到在運(yùn)用高壓變頻技術(shù)進(jìn)行電爐除塵系統(tǒng)的過(guò)程中，無(wú)論是工作質(zhì)量還是工作效率都能夠有所提升，同時(shí)也會(huì)明顯改善自身的能源損耗在降低能耗水平的同時(shí)為電爐除塵系統(tǒng)器的實(shí)際運(yùn)用帶來(lái)良性的變化，尤其是針對(duì)電爐除塵系統(tǒng)器本體大三角芒刺線則能夠保證收塵效果。在運(yùn)用高壓變頻技術(shù)進(jìn)行作業(yè)的過(guò)程中會(huì)降低實(shí)際的應(yīng)用電壓，因此也不容易產(chǎn)生炮灰，工作人員在對(duì)機(jī)器進(jìn)行維護(hù)的過(guò)程中，只需要對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行振蕩就能夠完成清理作業(yè)，同時(shí)運(yùn)用高壓變頻技術(shù)也能夠提高工作效率，增加荷電使得工作電流出現(xiàn)變化，在延長(zhǎng)布袋使用壽命的同時(shí)降低能耗水平，從而保證工作效率，滿足企業(yè)對(duì)于除塵的需求。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)能源較為豐富，但是人均不足，尤其是這些年來(lái)，我國(guó)社會(huì)在持續(xù)的進(jìn)步和發(fā)展，導(dǎo)致能源短缺的問(wèn)題變得愈加突出。從目前我國(guó)社會(huì)能源供給體系來(lái)看，發(fā)電消耗了大量的能源。因此，如何對(duì)高能耗生產(chǎn)工藝過(guò)程進(jìn)行節(jié)能降耗，是當(dāng)下需要著重關(guān)注的內(nèi)容，同時(shí)也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗與綠色生產(chǎn)的重要方向。通過(guò)將高壓變頻技術(shù)應(yīng)用于電爐除塵系統(tǒng)領(lǐng)域之中，既能夠有效提高除塵的工作效率，同時(shí)也能夠降低企業(yè)不必要的經(jīng)濟(jì)投入，提高能源的整體使用效率。

此外，運(yùn)用高壓變頻技術(shù)也具有安全穩(wěn)定性的作用，能夠提高該技術(shù)在行業(yè)應(yīng)用過(guò)程中的適應(yīng)性能。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于高壓變頻技術(shù)的推廣和使用，在降低由于煙塵導(dǎo)致環(huán)境污染問(wèn)題的同時(shí)，幫助企業(yè)獲得更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，最終有效提升我國(guó)的電爐除塵系統(tǒng)效率。