河鋼唐鋼燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造與實(shí)踐

張丹

（河鋼集團(tuán)唐鋼公司煉鐵部，河北唐山，063000）

河鋼唐鋼燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造與實(shí)踐

張丹

（河鋼集團(tuán)唐鋼公司煉鐵部，河北唐山，063000）

能源短缺和環(huán)境污染是人類(lèi)當(dāng)前共同面臨的世紀(jì)性難題。我國(guó)自然資源總量排世界第七位，能源資源總量約4萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，居世界第三位，但我國(guó)人口眾多，能源資源相對(duì)匱乏。而作為我國(guó)在電力方面重點(diǎn)推廣的節(jié)能技術(shù)之一的高壓大功率變頻調(diào)速技術(shù)，對(duì)于節(jié)能方面有著明顯的效果。我國(guó)高壓電動(dòng)機(jī)總?cè)萘吭?.5億千瓦以上（不包括低壓電動(dòng)機(jī)），大部分為風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載，這些電動(dòng)機(jī)大都由6kV/10kV驅(qū)動(dòng)，它們大多工作在高能耗、低效率狀態(tài)。如可根據(jù)所需的流量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，就可獲得很好的節(jié)電效果，一般可節(jié)電20%～50%。

燒結(jié);主抽風(fēng)機(jī);變頻;節(jié)能;改造

0 引言

唐鋼煉鐵部南區(qū)燒結(jié)車(chē)間360m2燒結(jié)機(jī)是與南區(qū)高爐車(chē)間3200m3高爐配套的生產(chǎn)設(shè)施，于2006年8月份開(kāi)始籌建，并于2007年8月份正式投產(chǎn)運(yùn)行。360m2燒結(jié)主抽2臺(tái)風(fēng)機(jī)原先通過(guò)風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量，存在著較大的能量損耗。經(jīng)分析測(cè)算，主抽風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造將具有較顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

1 改造條件及改造方案

1.1 主要設(shè)備及參數(shù)

燒結(jié)生產(chǎn)主要包括原料系統(tǒng)，配料系統(tǒng)，給料系統(tǒng)，原料輸送跟蹤，所有皮帶的連鎖控制，余熱回收系統(tǒng)，機(jī)頭電除塵，機(jī)尾電除塵，整理電除塵，主抽風(fēng)機(jī)控制等，主抽系統(tǒng)在整個(gè)燒結(jié)生產(chǎn)中起重要作用。360m2燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)采用英國(guó)豪頓風(fēng)機(jī)，入口流量為19000m3/min，入口壓力16500Pa，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速1000rpm；其2×6800kW/10kV電機(jī)為同步電機(jī)，額定電流448A，額定功率因素0.9，額定轉(zhuǎn)速1000r/min。

表1 360M2燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)

1.2 改造方案

本次改造采用一拖一原系統(tǒng)備用方案對(duì)主抽風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速運(yùn)行。

圖1 系統(tǒng)單線圖

其中：QF1、QF2—用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)原有開(kāi)關(guān)柜

QS1~QS6—手動(dòng)旁路柜內(nèi)隔離刀閘

QF3、QF4—新老系統(tǒng)切換柜（開(kāi)關(guān)柜）

系統(tǒng)運(yùn)行說(shuō)明（以M1運(yùn)行為例）

QS1、QS2合閘，電機(jī)M1接入變頻器；

控制回路準(zhǔn)備就緒，上控制電（低壓380V，220V），進(jìn)入電壓顯示界面；

上級(jí)高壓開(kāi)關(guān)QF1閉合，并觀察高壓是否顯示正常；

解除急停，按復(fù)位鍵；

變頻器接收運(yùn)行指令，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，變頻器控制勵(lì)磁投勵(lì)磁給定勵(lì)磁（4～20mA）同時(shí)變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?增加至設(shè)定轉(zhuǎn)速。加速過(guò)程中變頻器可快速通過(guò)機(jī)組喘振區(qū)（臨界轉(zhuǎn)速區(qū)），保證機(jī)組的安全；

電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程完成，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；

變頻器的起動(dòng)時(shí)間值可現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定；

變頻器標(biāo)配矢量控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速分開(kāi)控制，使得電機(jī)在較低轉(zhuǎn)速時(shí)也能維持恒定轉(zhuǎn)矩輸出，滿(mǎn)足負(fù)載的運(yùn)行工藝要求；

如果變頻器出現(xiàn)故障或者進(jìn)行維修，現(xiàn)場(chǎng)可利用原有啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行起動(dòng)，工頻運(yùn)行；

當(dāng)變頻器故障時(shí)可以手動(dòng)閉合QS3，斷開(kāi)QF3，將系統(tǒng)采用原有起動(dòng)方式，起動(dòng)運(yùn)行維持生產(chǎn)。

2 改造效果

2.1 節(jié)能效益

通過(guò)對(duì)2016年燒結(jié)系統(tǒng)總耗電量、主抽風(fēng)機(jī)總耗電量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析：燒結(jié)系統(tǒng)月總耗電量約1168萬(wàn)度，主抽風(fēng)機(jī)月總電耗量約624萬(wàn)度，通過(guò)計(jì)算可看出主抽風(fēng)機(jī)總電耗量占燒結(jié)系統(tǒng)總電耗量的53%，所以降低主抽風(fēng)機(jī)的耗電量對(duì)節(jié)約燒結(jié)系統(tǒng)的總成本有著極其重要的影響。

主抽變頻改造于2017年3月底投產(chǎn)使用，使用后燒結(jié)系統(tǒng)耗電量有所降低，現(xiàn)對(duì)改造前后燒結(jié)系統(tǒng)耗電量進(jìn)行整理。

通過(guò)上表可看出主抽變頻改造后燒結(jié)系統(tǒng)耗電量與2014年同期相比降低71.86萬(wàn)度，與2015年同期相比降低212萬(wàn)度，與2016年同期相比降低70.08萬(wàn)度。由此可見(jiàn)，改造后燒結(jié)系統(tǒng)每月最低可節(jié)省電費(fèi)約35萬(wàn)元。

2.2 其他效果

2.2.1 降低設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用

采用變頻調(diào)節(jié)后，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)節(jié)能；轉(zhuǎn)速降低，主設(shè)備及相應(yīng)輔助設(shè)備如軸承等磨損較前減輕，維護(hù)周期、設(shè)備運(yùn)行壽命延長(zhǎng)。在使用變頻器過(guò)程中，只需定期對(duì)變頻器除塵，不用停機(jī)，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。從實(shí)際改造情況看，采用變頻調(diào)速后，運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用大大降低。

圖2 改造前后歷史同期燒結(jié)系統(tǒng)耗電對(duì)比

2.2.2 增強(qiáng)電機(jī)的保護(hù)功能

與原來(lái)舊系統(tǒng)相比較，變頻器具有過(guò)流、短路、過(guò)壓、欠壓、缺相、溫升等多項(xiàng)保護(hù)功能，更完善地保護(hù)了電機(jī)。

2.2.3 實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化

采用變頻改造后，系統(tǒng)運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便。可通過(guò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程給定風(fēng)量或壓力等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐證明，燒結(jié)主抽變頻改造不僅能減低設(shè)備損耗，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，而且能大幅度提高設(shè)備利用率，減少系統(tǒng)耗電，為降低公司成本起到了顯著的作用。

[1] 劉國(guó)鵬,延宗昳,韓振娟,馬香梅.鍋爐引風(fēng)機(jī)變頻改造的節(jié)能分析[J].電站系統(tǒng)工程. 2009(01).

[2] 胡紀(jì)明.風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].科技資訊. 2009(18).

[3] 杜欣慧,王孝.風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能及節(jié)能預(yù)算方法的研究[J].山西焦煤科技. 2008(01).

River steel Sintering Blower frequency conversion and energy saving reconstruction and Practice

Zhang Dan
(iron and Steel Group Tangshan river company,Tangshan Hebei,063000)

Energy shortage and environmental pollution are the century problems that human beings are facing. China’s total natural resources ranked seventh in the world, the total energy resources of about 4 trillion tons of standard coal, ranking third in the world, but China’s population is large, the energy resources are relatively scarce. As one of the key energy-saving technologies in China, high voltage and high power variable frequency speed regulation technology has obvious effect on energy saving. China’s high voltage motor total capacity of 150 million kilowatts or more (not including low voltage motor), the majority of fan and pump load, the motor is mostly driven by 6kV/10kV, most of them work in the high energy consumption and low efficiency. If you can adjust the speed according to the required flow, you can get very good power-saving effect, generally can save electricity 20%～50%.

sintering; main fan; frequency conversion; energy saving; transformation