高压变频技术在电弧炉除尘系统中的应用

　　1 概述

　　长期以来钢铁厂因其资源密集、能耗密集、生产规模大、物流吞吐量大等特点，被认为是烟尘排放量大、废弃物多、污染大的企业。而采用电弧炉炼钢是一些钢铁厂造成烟尘污染的主要来源之一。

　　电弧炉(简称电炉)主要是通过用废钢、铁合金和部分渣料进行配料冶炼，根据不同的钢种要求，可以接受高炭铬铁水和脱磷铁水，然后熔制出碳钢或不锈钢钢水供连铸用。电炉炼钢时产生的有害污染物主要是在电炉加料、冶炼、出钢三个阶段。电炉冶炼一般分为熔化期、氧化期和还原期，其中氧化期强化脱炭，由于吹氧或加矿石而产生大量赤褐色浓烟。在上述三个冶炼期中，氧化期产生的烟气量最大，含尘浓度和烟气温度最高。因此，电炉除尘系统是按照氧化期的最大烟尘排量进行设计的。电炉在冶炼过程中的粉尘主要通过炉顶烟道经沉降室沉积，水冷壁冷却后经除尘系统过滤排放;同时利用集尘罩将现场生产车间的粉尘和废气及时排走，以免污染环境和危及电炉周边工作人员的安全。因此，除尘风机是将烟气吸收排放的主要设备。一般情况下，在系统最大风量需求的基础上增加1.1耀1.3倍的安全裕度进行除尘风机选型设计。整个炼钢过程中吹氧时期占30%耀35%，此时风机处于较高负荷运行，而其余时间则处于较低运行工况。但不论电炉处于哪一个运行阶段，除尘风机均全速运行，采用调节入口挡板开度来清理产生的粉尘，效率低、功率大、造成大量的电能浪费。随着市场竞争的不断加剧，节能降耗、提高生产效率成为企业发展提高竞争力的有效手段之一。

　　在上世纪90年代开始使用的高压大功率变频调速技术则正是适应了市场的需求，在技术和应用领域上得到不断的进步和拓展，当时只是使用进口的高压变频器。进入21世纪，随着我国科学技术的发展，自主研发的高压变频技术已广泛应用于电力、石油化工、矿山、冶金、给排水、机车牵引等领域。

　　太钢不锈钢股份有限公司某炼钢厂正是在这种状况下，对电炉除尘系统进行了高压变频技术改造。

　　2 系统技术方案研究

　　太钢不锈钢股份有限公司某炼钢厂的电炉为交流电弧炉。除尘器系统采用布袋式除尘器，设计过滤面积5200m2，最大除尘风量280000m3辕h。

　　该电炉的炼钢周期为70耀80min，其中装料6%耀10%，送电熔化25%耀30%，吹氧30%耀35%，还原期15%耀20%，冲渣出钢6%耀8%。在不同的生产工艺阶段，电炉产生的烟气量和烟气温度不同，且差异较大。加料过程中，主要是装料时废钢及渣料产生的扬尘，需要的除尘风量不大，要求粉尘不扩散，不污染电炉周边工作环境为标准。送电过程中是原料送电拉弧加热，引发可燃废弃物燃烧产生废气。此时，电炉需要将炉料加热至熔化状态，要求烟尘能够及时排出，又不能过多的带走炉体热量以保证炼钢周期。而在吹氧期间，不仅要求除尘系统能够及时迅速的将废气和粉尘排走，又必须保证炉体有合适的吹炼温度，确保终点温度。因此，对除尘系统要求较高。进入还原期，吹氧告一段落，粉尘度再一次降低。在冲渣出钢时，主要排放物是冲渣产生的水蒸气和少量废气。