太阳集团通风降温系统
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通风降温工程水泥行业风机变频节能解决方案电气控制技术在高炉鼓
一． 概述
在水泥行业的立窑、回转窑风机这样的设备，耗电量极大，起动电流很高，要求变压器有足够大的富余量，同时用电动阀门、挡风板等装置来调节风量，在风道工程设计时，为满足生产环境的最大要求，必须留有余量，因此风机的风量和压力往往偏大，功率的偏大设计必然造成能量的浪费。
在传统的情况中，都是采用阀门来调节风量的，有些也采用旁通阀或者回流阀来解决流量和压力余量过大的问题，这些方法都存在着很大的能量消耗，很多的风机有30～70%的能量是消耗在调节阀的压降上的，不仅造成电能的浪费，工作效率低，而且开动阀门时，还发出啸声和振动，经常发生事故。
近几年来变频技术的出现，彻底改变了这一状况，实践证明在风机的工程中接入变频工程，利用变频技术改变电机转速来调节风量和压力的变化用来取代阀门控制风量，能取得明显的节能效果。
二． 节能原理
立窑、回转窑上的风机的运行工况由立窑、回转窑的负荷情况决定，根据流体力学理论，电机轴功率P和风量Q、压力H之间的关系为：
P=K＊H＊Q/η
其中K为常数；
η为效率。
它们与转速N之间的关系为：
Q1/Q2=N1/N2
H1/H2=（N1/N2）2
P1/P2=（N1/N2）3
图中曲线1为风机在恒速下压力H和流量Q的特性曲线，曲线2是管网风阻特性（阀门开度为100%）。假设风机在设计时工作在A点的效率最高，输出风量Q1为100%，此时的轴功率P1=Q1＊H1与面积AH10Q1成正比。根据工艺要求，当风量需从Q1减少到Q2（例如70%）时，如采用调节阀门的方法相当于增加了管网阻力，使管网阻力特性变到为 2
曲线3，工程由原来的工况A点变到新的工况B点运行，由图中可以看出，风压反而增加了，轴功率P2与面积BH20Q2成正比，减少不多。
如果采用变频调速控制方式，将风机转速由N1降到N2，根据风机的比例定律，可以画出在转速N2下压力H和流量Q特性如曲线4所示，可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3将大幅度降低，功率P3（相等于面积CH30Q2）也随着显著减少，节省的功率△P=△HQ2与面积BH2H3C成正比，节能的效果是十分明显的。
由流体力学可知，风量Q与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率P与转速的立方成正比，当风量减少，风机转速下降时，起功率下降很多。
例如风量下降到80%，转速也下降到80%时，则轴功率下降到额定功率的51%；如风量下降到50%，功率P可下降到额定功率的13%，当然由于实际工况的影响，节能的实际值不会有这么明显，即使这样，节能的效果也是十分明显的。
因此在有风机、水泵的机械设备中，采用变频调速的方式来调节风量和流量，在节能上是一个最有效的方法。
三． 节能工程
综上所述，只要正常生产过程中电动阀门的开度在85%以下，在安装节能工程之后，我们预计节能率应在30%以上。同时节能工程还具有以下优点：
1． 采用闭环控制工程，可靠性，精确度，稳定性都有很大提高。
2． 实现电机软起动，消除电机起动电流的冲击，延长机械设备的使用寿命。
3． 运行平稳，减低噪音，改善工作环境。
作为炼铁工艺的新设备，高炉鼓风机对整个钢铁企业和炼钢过程而言具有重要的意义。高效稳定工作的鼓风机可以提高钢铁企业的产量，从而提高其经济效益，并能够保证在炼钢过程中的安全生产。但是高炉鼓风机在实际的生产应用中经常会因为控制工程发生故障造成鼓风机停机，这种突然性的停机对钢铁生产的过程而言具有重大的危害，严重的话甚至可以造成高炉灌渣、烧坏渣口、风口或者是吹管等问题。同时，高炉鼓风机一旦损坏，其维修所需要的时间较长，这就会给钢铁企业造成重大经济损失，使企业的经济效益降低。
因此，通过改造高炉鼓风机的电气控制工程来预防其自动停机、跳闸的事故，从而提高鼓风机运行可靠性具有重要意义。本文将探讨有关高炉鼓风机的电气控制工程改造技术的一些相关问题。1高炉鼓风机存在的问题及改造的必要性鼓风机作为一种供给设备在现代化的工业生产中被许多的行业所采用。随着钢铁工业中炼铁工艺的进一步发展，高炉炼铁因可以提供高质量的钢水，同时又可以有较高的产量而被炼钢企业所广泛应用。高炉炼铁虽然有其质量和产量上的优势，但是在实际应用中对鼓风机也就提出了更高的要求。高炉炼铁需要持续的高温和鼓风机送来连续不断的补给，作为冶金行业高炉炼铁、炼钢工艺中的核心设备，高炉鼓风机的运行需要具备相当的稳定性和可靠性。但是在现实的工业生产的冶金炼钢过程中，高炉鼓风机经常会因为各种原因而在运行中发生自动跳闸的事故，从而造成炼钢过程的停止，给企业带来了巨大的损失。
高炉鼓风机自动跳闸的基本原因主要有以下3个方面：
（1）首先是低电压保护动作造成的高炉鼓风机跳闸事故。在现代化钢铁工业生产的过程中，为了保证炼钢和冶金生产过程的安全性，确保不会发生安全事故，许多大中型的高炉鼓风机都会设置低电压保护工程。这种工程虽然在一定程度上会杜绝安全事故的发生，但是在更大程度上会限制高炉鼓风机的正常工作和运行，使得高炉鼓风机在运行的过程中会因为低电压保护动作而产生自动跳闸事故，从而造成鼓风机停机，给冶金生产造成一定的损害。
（2）其次是二次控制电源断电造成跳闸事故。对于高炉鼓风机的正常运作来说，当因为低电压保护动作或其他原因造成高炉鼓风机停机之际，二次控制电源的运作对于鼓风机的持续工作有着积极的意义。由于交流电源控制相对于直流电源控制而言相对简单，所以在鼓风机的控制现场一般都不会采用直流控制电源。而这种交流电源的二次控制工程由于在运行中电气控制工程离电源较远，因此运行不稳定、可靠性较差，在实际的工作运行中，这种二次控制的电源经常会因为电路元件的故障或者是停电检修以及倒换电源等原因而导致工程断电，从而造成高炉鼓风机因为断电而停机。
（3）最后的原因就是电网的“电压突降”造成的高炉鼓风机跳闸事故。电网的停电事故不可避免，当电网出现停电事故时，虽然理论上电网可以通过一次重合闸等方式实现快速的重新续电。但是在这很短暂的一瞬间会产生电网的电压突然的降低，也就是我们所说的电网的“电压突降”。这种电压突降非常容易造成高炉鼓风机的自动跳闸事故，这就会影响高炉鼓风机运作的连续性和稳定性，从而进一步影响炼钢的工业生产过程稳定性。在高炉鼓风机的实际运作过程中，上面的3种情况是最容易造成高炉鼓风机自动跳闸从而引起鼓风机停机的原因。为了解决这些情况，在实际的工业生产过程中，要努力提高高炉鼓风机的控制技术水平，通过实现高炉鼓风机控制工程的安全稳定来保证高炉鼓风机持续稳定的工作状态。在改进高炉鼓风机控制工程的技术中，对其进行电气控制的改造是比较合理而且有效的。
高炉鼓风机在运作中因为上述的一些原因会造成自动跳闸从而引起鼓风机的停机，而鼓风机，特别是高炉炼铁中的高炉鼓风机的停机在很大程度上会给冶金工业带来极其严重的危害。在冶金工业的高炉炼钢中，高炉鼓风机一旦停机，就很容易造成高炉灌渣，从而影响高炉炼钢的钢水的质量和产量。高炉鼓风机停机的危害还不仅仅局限于此，它还会危害高炉等炼钢设备，甚至会烧坏渣口、风口、吹管和弯头等高温部位，从而造成高炉炼钢因为设备的损坏而长时间的停止工作，再加上这种设备的维修所需要的时间较长，恢复生产的难度很大，因而会造成炼钢的长时间的停止而给钢铁企业造成巨大的经济损失。因此，在现实的冶金过程中，注意防止高炉鼓风机自动跳闸停机事故的发生，从而提高高炉鼓风机工作和运行的稳定性和可靠性对于整个冶金行业和钢铁企业来说都具有重要意义。
2高炉鼓风机的电气控制技术改造高炉鼓风机的稳定运行对于高炉炼钢而言具有重要意义。现代化的高炉炼钢越来越注重于强调可靠性和稳定性的生产要求，只有炼钢过程稳定可靠，才能确保高炉钢水的高产量，同时保证高炉产出的钢水的较高的质量。而要实现高炉炼钢生产过程的稳定性和可靠性，就对高炉鼓风机的正常运行提出了更高的要求。现代化的炼钢过程不仅要求鼓风机具备持续稳定工作的能力，还要具备一定的处理突发事件的能力。考虑到高炉鼓风机的正常运作和炼钢过程的安全生产和方便操作，有必要对
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