高壓變頻技術在電爐除塵系統的實踐分析

山東省龍口礦業集團熱電有限公司 李 通

1 引言

電爐除塵系統器在當下除塵工作推進的過程中，應用范圍較為廣泛，在水泥行業以及煤炭行業都有著良好的應用前景。加強各個行業的監管質量，最終實現節能減排。因此對高壓變頻技術在電爐除塵系統領域中的應用展開探討是十分重要的[1]。

2 高壓變頻技術概述

高壓變頻技術也稱為高頻高壓開關電源，這一電源方式主要用于電爐除塵系統領域的供電，在電力行業化工行業以及水泥行業中都有著十分廣泛的運用。這一技術具有低碳環保的特征，同時也能夠提高工作效率。電爐除塵系統器所運用的電源，其實是一種逆變式電源，能夠借助高頻開關技術為電爐除塵系統提供窄脈沖供電電流，同時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領域的發展需求。

此外，運用高壓變頻技術也能夠更好地防止電爐除塵系統領域操作過程中可能出現的短路以及火花放電。因此在出現短路時，運用高壓變頻技術，既能夠及時地對電源輸出路徑進行封鎖，同時也能夠保證電源動態化的響應速度，一旦電壓接近純直流輸出時，就能夠有效地避免可能存在的短路現象。除此之外，運用高頻電流技術也能夠有效控制電爐除塵系統領域應用過程中存在的電池強度，能夠對電場中的粉塵提供相對應的電場力，同時能夠保障粉塵的整體運動速度，進而盡量減少不必要的粉塵排放[2]。

在高壓變頻技術實際運行的過程中，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置的頻率參數進行供電輸出，運用這一參數設定的方式能夠確定電爐除塵系統工作開展過程中的電壓以及電流輸出值。在運用恒定周期進行供電的過程中，由于整體的工作狀態十分穩定，然而這一供電方式本身對于設備造成的能耗較大，因此最終得到的效果并不明顯。

當煙塵出現一定程度的變化時，作為操作人員則需要及時地輸入指令進行調整。其次運用脈沖供電的方式，并不需要工作人員對具體參數進行設計，而是將高頻脈沖進行組合，從而實現供電。由于脈沖存在高頻，因此運用這一方式對電壓進行輸出的過程中，整體的電流會呈現出十分明顯的變化。這一供電方式與恒定周期供電方式對比來看，采用脈沖工作能夠有效地保證整體的除塵效果，同時在面對外界環境變化時，也能夠及時進行調整，采用組合供電的方式保障工作質量。與此同時，運用組合脈沖也能夠減少不必要的能源損耗。

電爐煙氣系統流程如圖1所示。

圖1 電爐煙氣系統流程

3 高壓變頻技術在電爐除塵系統領域中的應用優勢

高壓變頻技術與傳統的電源相比較有優勢，主要體現在以下兩個方面：首先，能夠有效地提高電爐除塵系統工作開展的效率；另一方面，也能夠切實提高能源的整體利用效率。從工作角度出發，提高設備性能以及工作效率相比較于傳統的電源而言并不容易[3]。在工作的過程中易出現短路造成電路損害，因此更加耐用，相對應的除塵性能也更加優越。從能源利用率這一角度出發，運用高壓變頻技術能夠節省五分之一的能源，同時高壓變頻技術在實際應用的過程中，節能體現在整個系統運行中，對于前端工作以及電爐除塵系統而言，都具備一定的節能效果。

由于高壓變頻技術在實際應用的過程中是采用純直流供電方式，因此實際的輸出功率僅為額定功率的70%，這樣既能夠起到能源節約的作用，同時也能夠保護周圍的環境。從企業的效益這一角度出發，運用高壓變頻技術能夠提高企業各項工作的自動化程度，同時也能夠保障電爐除塵系統領域的全能性[4]。運用高壓變頻技術能夠保證電爐除塵系統領域的整體工作質量，也能夠幫助企業有效地節約成本，降低不必要的資源損失，最終確保企業可獲得的社會經濟效益[5]。

4 案例解析

為了更好地對電爐除塵系統進行設計應用，并且分析其技術方案，需要以某鋼鐵企業的煉鋼廠車間所使用的電爐為例。在該車間中所選擇的除塵器系統是利用高壓變頻技術除塵系統LDM 布袋式除塵器，在本次設計的過程中，其中過濾面積為8860m2，最大的除塵風量為600000m3/h。在實際進行方案改造的過程中，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進行設計的過程中工作人員應當按照最大的排煙量展開分析，而電爐在實際冶煉應用的過程中，粉塵主要通過爐頂煙道進行儲存，在電爐壁冷卻之后，通過儲存系統進行過濾，最終排放。工作人員也可以利用集成灶對生產車間中的廢氣以及粉塵進行排出，最終目的是避免對周圍的環境造成污染，同時也能夠保障工作人員的生命安全。

在多數情況之下電爐所產生的最大風量需求基礎之上應當增加1.3倍左右，選擇相對應的儲存風機，最終目的是優化周圍環境，降低鋼鐵企業在實際生產過程中的傷害概率。在對電爐進行使用的過程中，由于不同階段的生產工藝存在差異，因此電爐所產生的溫度以及煙氣量都會有所不同。

在進行加料的過程中，主要包括其他材料以及廢鋼，因此也會出現一定程度的揚塵，在這一階段電爐除塵系統在運行的過程中，對于風量的要求并不大，因此可以根據周圍環境展開判斷，主要以不污染周圍環境以及粉塵不出現繼續擴散為主，在進行送電的過程中采用的原料是由電爐直接加熱的，因此也會產生其他廢氣。在對電爐儲存系統進行吹氧的過程中，要求所有的系統都能夠及時排走粉塵以及廢棄物。在此階段既要保證電爐主體同時也應當確保煉鋼溫度，這也會提高除塵系統在運行過程中的設計要求。當電爐進入還原期時這一工作也可以結束，相對應的粉塵以及污染物也會逐步降低。當沖渣出鋼時則會產生排放物，同時也會帶有少量的廢氣以及粉塵。

基于此，運用電爐的過程中則需要將材料加熱至熔化狀態，保證所有的煙塵都能夠及時排出，并不會帶走電爐本身所具備的熱量，這樣一來既能夠保證生產過程中的周期同時也能夠提高整體的工作效率。在電爐吹氧期間，要求所有除塵系統能夠第一時間排出廢物和粉塵，但在這個階段需要保證電爐主體本身有適合煉鋼的溫度，導致對除塵系統的設計要求較高，當電爐進入還原期時，吹氧工作結束，粉塵和污染物再次下降。由于沖渣和出鋼過程中的一定排放，還會產生少量煙塵和廢氣。

在運用電爐除塵系統的過程中，作為工作人員應當制定更加完備的系統控制方案，由于電爐本身所產生的溫度會具備十分明顯的差距，因此溫度的高低會直接影響電爐在實際運行過程中的狀況。系統在運行的過程中并沒有對定個工作過程中可能出現的粉塵濃度進行監測，而將煙道溫度作為重要的調節方式。因此在電爐除塵系統實際運行的過程中采用的是非線性函數關系，最終推導出電路在運行過程中需要的儲存風量。

從工程學角度出發，采用溫度變送器雖然能夠適應惡劣的生產環境，然而相對應的經濟效益要求較高，經常需要工作人員進行維護。在現場監測的過程中，數據往往會出現差異，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場的重要控制量，從而提高系統在實際推進過程中的響應速度，在改善品質的同時也能夠保證儲存效果，降低工作人員的勞動強度，提高系統運行的整體效率，最終實現節能降耗的生產需求。

5 高壓變頻技術在電爐除塵系統領域中的應用

在將高壓變頻技術應用于電爐除塵系統領域的過程中，整體工作質量也會直接與煙塵顆粒以及電池強度相關聯，如果工作人員不能夠加以控制，則會直接影響電爐除塵系統工作在開展過程中的實際效率。在電爐除塵系統器工作的過程中，最終的作用是能夠對煙塵進行處理，從而有效地保護周圍環境，保障電爐除塵系統器能夠穩定運行。除此之外，電場的電壓也會與電池強度存在一定的關聯，因此通過運用高壓變頻技術的方式，既能夠有效地保證除塵工作開展的質量，同時也能夠使得除塵工作滿足周圍環境所需，保證工作的順利開展。

在不同電壓的情況下，顆粒運動過程中速度也會存在差異，當電壓高出普通電源的30%，顆粒的運動速度也會相對應地提升。在高壓變頻技術應用的過程中，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與傳統的供電方式存在差異。電壓是持續波動的，因此能夠對具有差異性的顆粒展開合理處理，既能夠保證粉塵黏度同時，也能夠確保除塵效果。

通過對已經使用高壓變頻技術的電爐除塵系統器與沒有使用高壓變頻技術的效果展開對比，則可以得到在運用高壓變頻技術進行電爐除塵系統的過程中，無論是工作質量還是工作效率都能夠有所提升，同時也會明顯改善自身的能源損耗在降低能耗水平的同時為電爐除塵系統器的實際運用帶來良性的變化，尤其是針對電爐除塵系統器本體大三角芒刺線則能夠保證收塵效果。在運用高壓變頻技術進行作業的過程中會降低實際的應用電壓，因此也不容易產生炮灰，工作人員在對機器進行維護的過程中，只需要對其內部進行振蕩就能夠完成清理作業，同時運用高壓變頻技術也能夠提高工作效率，增加荷電使得工作電流出現變化，在延長布袋使用壽命的同時降低能耗水平，從而保證工作效率，滿足企業對于除塵的需求。

6 結語

我國能源較為豐富，但是人均不足，尤其是這些年來，我國社會在持續的進步和發展，導致能源短缺的問題變得愈加突出。從目前我國社會能源供給體系來看，發電消耗了大量的能源。因此，如何對高能耗生產工藝過程進行節能降耗，是當下需要著重關注的內容，同時也是我國實現節能降耗與綠色生產的重要方向。通過將高壓變頻技術應用于電爐除塵系統領域之中，既能夠有效提高除塵的工作效率，同時也能夠降低企業不必要的經濟投入，提高能源的整體使用效率。

此外，運用高壓變頻技術也具有安全穩定性的作用，能夠提高該技術在行業應用過程中的適應性能。因此，應當加強對于高壓變頻技術的推廣和使用，在降低由于煙塵導致環境污染問題的同時，幫助企業獲得更多的社會經濟效益，最終有效提升我國的電爐除塵系統效率。