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馬鋼燒結主抽風機變頻節(jié)能改造

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2018-04-03  作者:張云,楊進  瀏覽次數(shù):1302
 
核心提示:【摘要】馬鋼燒結系統(tǒng)使用的抽風機耗電較高,為降低電耗,決定實施節(jié)能改造。在分析、研制的基礎上,結合現(xiàn)代科技,采取了切實可行的措施,并成功地實施了改造,達到了節(jié)能降耗的效果,取得了明顯的經(jīng)濟效益。馬鋼股份公司第三煉鐵總廠現(xiàn)有A、B 兩臺燒結機,每臺燒結機由2 臺主抽風機組成,每臺主抽風機由一臺功率為7800 kW 的同步電機拖動運行,采用西門子變頻軟啟動方式啟動電機。每臺燒結機月耗電量約600 萬kW·h 左右,在燒結生產(chǎn)中耗電比重較高。為了降低燒結生產(chǎn)的電耗,我們在此方面進行了探索,將傳統(tǒng)的大風機電機采用
 馬鋼燒結主抽風機變頻節(jié)能改造

張云,楊進

(馬鞍山鋼鐵股份有限公司設備部,安徽馬鞍山243000)

【摘要】馬鋼燒結系統(tǒng)使用的抽風機耗電較高,為降低電耗,決定實施節(jié)能改造。在分析、研制的基礎上,結合現(xiàn)代科技,采取了切實可行的措施,并成功地實施了改造,達到了節(jié)能降耗的效果,取得了明顯的經(jīng)濟效益。

【關鍵詞】風機;變頻系統(tǒng);節(jié)能;電耗

1 概述

馬鋼股份公司第三煉鐵總廠現(xiàn)有A、B 兩臺燒結機,每臺燒結機由2 臺主抽風機組成,每臺主抽風機由一臺功率為7800 kW 的同步電機拖動運行,采用西門子變頻軟啟動方式啟動電機。每臺燒結機月耗電量約600 萬kW·h 左右,在燒結生產(chǎn)中耗電比重較高。為了降低燒結生產(chǎn)的電耗,我們在此方面進行了探索,將傳統(tǒng)的大風機電機采用軟啟動方式啟動,工頻運行模式,改為既具有軟啟動功能,又具備調(diào)速功能的變頻方式,從而有效地降低了燒結生產(chǎn)的用電成本,效果較好,值得推廣。

2 改造前存在的主要問題

2.1 設備元器件老化,故障率較高,影響正常生產(chǎn)。

馬鋼股份公司第三煉鐵總廠A、B 燒結機自2006 年投產(chǎn)至今已有十多年,變頻器等電氣設備控制元器件老化,部分模塊損壞,出現(xiàn)無法正常開機情況,對燒結生產(chǎn)影響較大。

2.2 通過對風機運行工況數(shù)據(jù)分析,燒結生產(chǎn)負荷

的波動以及風門擋板的調(diào)節(jié)存在著較大的電量損耗。第三煉鐵總廠A、B 燒結機主抽風機共4 臺,均為工頻運行和擋板調(diào)節(jié)風量,根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,風機風門平均開度為74%,負壓為15 kPa,因此,當生產(chǎn)負荷波動時,需要經(jīng)常調(diào)節(jié)風門擋板,這期間存在著較大的電量損耗。

3 改造措施

利用變頻控制技術,改風門調(diào)節(jié)風量為電機調(diào)速調(diào)節(jié)風量,降低電機電量的消耗,降低風門損耗,預計每臺風機電機年總節(jié)電率達到20%左右。

3.1 改造內(nèi)容

本次改造為A 燒結機的1#、2# 主抽風機和B 燒結機的3#、4# 主抽風機,分步進行,主要的工作內(nèi)容包括:電氣設備采購、土建施工、現(xiàn)場安裝調(diào)試。其中電氣設備包括新增高壓變頻成套設備、高壓開關柜、勵磁柜、控制屏、PLC 柜,并配套空水冷卻柜配電柜、雜用電配電柜、照明、檢修及消防設備、電纜轉接箱;土建施工包括新建變頻器室、電纜溝、橋架及其電纜敷設;現(xiàn)場安裝調(diào)試包括原設備的拆除,新設備的就位,設備低高壓單機調(diào)試,設備低高壓聯(lián)調(diào)。

3.2 改造步驟

3.2.1 對主抽風機的一次電氣系統(tǒng)進行改造

原主抽風機的電氣系統(tǒng)見圖1。

圖片1 

說明:(1)采用雙10 kV 母線供電方式,每條母線帶動兩臺電機,雙母線之間帶有母聯(lián)柜。

(2)采用西門子軟起設備啟動電機,其中西門子軟起設備采用的是二拖四的設計方案。

電氣連接與結構示意圖見圖2。

圖片2 

說明:其中虛線內(nèi)的為整個燒結主抽風機的電氣系統(tǒng)。包括的設備有10 kV 進線開關柜、西門子軟起設備、電機、風機、勵磁柜、油站、低壓配電柜、后臺監(jiān)控系統(tǒng)。

改造后的一次原理圖見圖3。

圖片3 

說明:

(1)整個高壓開關柜都為新增,與原來的高壓系統(tǒng)沒有關聯(lián)。

(2)主回路:采用每2 臺電機使用二拖二控制方式。正常情況下,每臺變頻器拖動1 臺燒結機帶2 臺主抽風機電機生產(chǎn),在其中1 臺變頻器故障時,由另1 臺正常的變頻器代替出故障的變頻器拖動另1臺燒結機帶2 臺主抽風機電機生產(chǎn),不會出現(xiàn)因其中1 臺變頻器故障造成生產(chǎn)中斷的情況。

(3)勵磁柜:4 臺勵磁柜也為新增,與原來的勵磁沒有任何關聯(lián)。

(4)因為對原來的啟動設備未做任何的改動,在施工及其調(diào)試過程中,完全不影響原先設備的運行。

3.2.2 控制系統(tǒng)的改造

新增2 套后臺控制系統(tǒng)(1#、2# 主抽風機共用一套,3#、4# 主抽風機共用一套),將原風機、電機、油站等信號接到該控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)具備對新增的設備及原來的設備,如電機、風機、油站等進行時時監(jiān)控,并將其信號相遠傳至DCS 系統(tǒng)等功能。

3.2.3 對冷卻系統(tǒng)進行改造

新建高壓變頻室采用高壓變頻器專用的冷卻系統(tǒng)。針對如此大容量的變頻設備,采用空水冷散熱方式進行冷卻。新建兩套冷卻系統(tǒng),由空水冷卻器、閉式冷卻塔、增壓水泵、冷卻水水箱、后臺控制系統(tǒng)及其閥門管道等設備組成。每2 臺變頻器共用一個冷卻系統(tǒng)。其原理是將變頻器散發(fā)的熱量經(jīng)過空- 水冷卻柜進行冷卻。

4 改造效果

4.1 經(jīng)濟效益

馬鋼股份公司第三煉鐵總廠A、B 燒結主抽風機變頻改造,采用能源合同管理模式,利用高爐定修機會,于2017 年3 月完成了改造。通過對改造后風機的運行情況現(xiàn)場檢測,風量、壓力、運行功率均達到了預期目標,電機電耗明顯下降,4臺電機平均每天節(jié)電約12 萬kW·h,若電價按0.616 元/kW·h(以目前安徽省110 kV 平段電價為參考依據(jù))、全年運行330 天計算:

每年節(jié)電效益為:330 天×12 萬kW·h/ 天×0.616 元/kW·h=2439.36 萬元。

節(jié)電率為:30 天×12 萬kW·h/ 天÷1200 萬kW·h=30%。

4.2 其他效果

通過變頻改造,還帶來了以下效果:

(1) 改變了以前值班人員手動調(diào)節(jié)風機風門擋板,控制風量的現(xiàn)狀,實現(xiàn)了系統(tǒng)的高度自動化。

(2)變頻裝置更新后,解決了原變頻器控制元器件老化的情況,有利于燒結生產(chǎn)的正常進行。

(3) 通過變頻調(diào)速,使電機轉速較以前明顯下降,電機軸承等部件磨損較以前減輕,從而延長了該設備的運行壽命,降低了其設備的維修費用。

5 結束語

馬鋼股份公司第三煉鐵總廠A、B 燒結主抽風機變頻改造取得了較好的效果,既改善了設備性能,降低了設備運行與維護費用,提高了系統(tǒng)運行的可靠性,又降低了燒結主抽風機電機能耗,取得了較好的經(jīng)濟效益。

 

 
 
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