罗克韦尔自动化公司的高效变频调速技术改造了攀枝花钢铁公司的高炉除尘风机。除尘系统的可靠性和操作简易性得到大大的提高——并且预期在3年内收回投资（ROI）。

背景

攀枝花钢铁公司的钢铁产量在中国位于位。作为中国主要的轨钢供应商，攀枝花钢铁公司拥有中国 40% 轨钢销售。另外，攀枝花钢铁公司名列中国企业500强第16位，每年产铁量410万吨，钢产量为360万吨。除了国内市场之外，攀枝花钢铁公司的海外销量也在不断增长。公司的产品远销海外20多个国家——包括日本、美国、法国、古巴、缅甸和南斯拉夫等等。

攀枝花钢铁厂位于四川省中部的攀枝花市境内。攀枝花钢铁厂是个由本国工程师和开发人员设计、装配和安装的钢铁企业。一期工程的建设从1965年开始，1974年完工，包括前三个炼铁高炉(BF1, BF2 和 BF3)，总容量为34，000立方米。第四个高炉于1986年开始建设，并且已经于1997年投产，使工厂钢和铁的产量每年各增加150万吨。

每个高炉中都放入了铁矿石和焦炭的混合物，通过超高温 (大约 1,100摄氏度)进行冶炼。熔融铁和炉渣沉积在高炉的底部，然后定期“开炉出铁”输出铁水并进入后续浇注过程。

开炉出铁和浇注将会造成严重的粉尘、灰烬以及烟雾。所产生的尘雾是毒性气体（氯化气，二氧化碳，甲烷等等）和悬浮的固体颗粒的混合物。庞大的除尘风机将尘雾从出铁厂车间抽出，并将其安全输送到净化除尘处理厂。

挑战

中国的钢铁市场竞争异常激烈。攀枝花钢铁公司面临着与中国其他20家大型钢铁企业之间的残酷竞争。公司强烈意识到监测、控制、降低其生产成本是提高市场竞争力的重要因素。

在所有钢铁生产企业中，最重要的成本要素就是能量消耗。“我们意识到我们的电量消耗非常大，”攀枝花钢铁公司能源和设备部高级工程师唐伟解释说，“在我们钢铁厂，电力消耗成本占到总生产成本的1/5到1/4。”

炼铁厂中一个主要的电气负载就是高炉排尘系统。高炉BF2和BF3共用一个除尘风机，由630 kW的高压电机驱动。

除尘风机的规格设计能够适应“最坏情况”的灰尘环境要求，即是两个高炉同时运转时的情形。很明显，在只有一个高炉运转的情况下，风机会产生巨大的能量浪费。

攀枝花钢铁公司以前利用机械式风门挡板进行风量调节，此方式虽然可以控制流量，但是却需要耗费大量的能量。攀枝花钢铁厂需要寻找一个更加节约能量的途径——变频器可轻松完成这个挑战。

此外，直接启动如此庞大的风机尚且是个问题。由于启动系统是“与电机直接连接的”（DOL），如果风机启动时不能够与工厂现有的运行情况进行有效的协调，将会导致强烈的电网系统波动和跳闸。

进一步的挑战就是寻求一种具有更高可靠性的除尘系统。攀枝花钢铁厂现有的BF2、BF3备用除尘风机系统已经发生了多次故障。由于公司受到越来越严格的环保要求、职业健康要求以及安全性要求，迫切需要提高除尘系统的可靠性。

解决方案

在2001年初，攀枝花钢铁公司工程部向罗克韦尔自动化公司提出咨询，询求提高除尘风机系统的能量使用效率。罗克韦尔自动化公司提出了一套成本低廉并且能够快速收回投资的建议——保留现有的 6kV 电机和电机启动开关装置，同时采用的变频驱动器（VFD）技术根据高炉运行的需要来调节庞大的电机。这将是攀枝花钢铁公司个中压变频系统。.

罗克韦尔自动化解决方案是基于公司的Allen- Bradley PowerFlex 7000 MV 驱动技术—— 由6kV整流器和逆变器构成的真正中压变频的解决方案。PowerFlex 7000不仅能够满足攀枝花钢铁公司节约能源的要求，而且能够提供的可靠性。变频器的功率结构能够确保系统比同类竞争解决方案具有更高的可靠性，不需要升压变压器或者一系列低压功率单元组合完成高压输出。

2001年7月，攀枝花钢铁公司委托罗克韦尔自动化公司对旧系统进行了改造。罗克韦尔与当地的电力工业系统集成商成都四通公司（提供隔离变压器）进行协作，在使风机系统停机时间最短的情况下完成了设备调试任务。

罗克韦尔自动化公司服务工程师提供了安装指导，现场试运行服务以及对攀枝花钢铁公司的工程人员进行了现场培训。

成果

BF2和BF3除尘风机在改造之后节能。唐伟说，“根据我们的计算，BF2和BF3除尘风机每天大约能够节约5，500kWh的电量”。这样每年可以节约成本80，000多美元——在升级改造之后，三年之内就能够达到预期的投资回报率（ROI）。

对罗克韦尔自动化公司的除尘风机解决方案的运行操作简单及可靠性感到非常满意。“在对除尘风机系统进行技术改造之前，我们手动启动除尘风机。而且只能够盲目地调节风机挡板来满足高炉负荷的需要，”,“现在，风机的速度可以根据当前运行的高炉的数量来进行自动调节”。

由于新的除尘风机变频器能够实现风机的“软启动”（启动时的转速、电流和功率逐渐增加），现在风机的启动对工厂的电力系统几乎没有影响。唐伟说，现在随时都能够启动除尘风机，所以在风机启动期间对工厂的生产并没有任何影响。

现在除尘风机系统的可靠性有了极大的提高。“在对除尘风机进行升级改造之前，我们的除尘风机系统老是发生故障。我们需要经常启动备用系统”，“到目前为止，新系统已经运行了12个月了，我们根本没有发生任何故障和停电现象。而且，对新的除尘风机系统的维护工作也非常少”。