除塵風(fēng)機(jī)節(jié)能改造方案

1、第一部分 項(xiàng)目綜述一、本次擬改對(duì)象簡(jiǎn)介通過(guò)我公司工程師對(duì)煉鐵分廠(chǎng)原料場(chǎng)除塵風(fēng)機(jī)的細(xì)致勘察和科學(xué)分析，調(diào)查工況如下：原料場(chǎng)除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)銘牌參數(shù)電機(jī)型號(hào)YKK630-6額定功率1250KW額定電壓10KV額定電流87.2A功率因數(shù)0.87額定轉(zhuǎn)速992r/min風(fēng)機(jī)銘牌參數(shù)額定風(fēng)量495000 m3/h額定轉(zhuǎn)速980r/min額定功率1250KW型號(hào)XY4J-DY2100E運(yùn)行工況風(fēng)門(mén)開(kāi)度40%100%實(shí)際功率因素0.8運(yùn)行電流70A年運(yùn)行時(shí)間6000h原料場(chǎng)除塵系統(tǒng)采用布袋除塵方式，風(fēng)機(jī)動(dòng)力由一臺(tái)1250kw的電機(jī)提供，采用風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)來(lái)控制系統(tǒng)風(fēng)量，主要是針對(duì)翻斗機(jī)來(lái)料和返礦經(jīng)皮帶機(jī)輸送至料場(chǎng)，再

2、將料從料場(chǎng)經(jīng)堆取料機(jī)提取，經(jīng)混料機(jī)混勻后供給燒結(jié)的過(guò)程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵進(jìn)行處理。期間主要揚(yáng)塵來(lái)自于各皮帶轉(zhuǎn)換時(shí)，卸料產(chǎn)生。系統(tǒng)將揚(yáng)塵經(jīng)除塵點(diǎn)進(jìn)行收集后，進(jìn)行集中除塵處理。系統(tǒng)除塵管道共包含各類(lèi)閥門(mén)39個(gè)，以下為閥門(mén)相關(guān)情況：閥門(mén)型號(hào)閥門(mén)規(guī)格閥門(mén)數(shù)量D943P-2.5DN4007個(gè)D943P-2.5DN45011個(gè)D943P-2.5DN3506個(gè)D943P-2.5DN2507個(gè)D943P-2.5DN2008個(gè)二、本項(xiàng)目實(shí)施的必要性原料場(chǎng)除塵風(fēng)機(jī)采用調(diào)節(jié)閥的方式調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，這種調(diào)節(jié)方式是最原始的調(diào)節(jié)方法，僅僅是改變通道的流通阻力，其開(kāi)合度大小不與流量成比例，從而驅(qū)動(dòng)源的輸出功率并沒(méi)有改變，浪費(fèi)了大量

3、電能，而且調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)人工操作控制精度差、無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，容易誤操作，且設(shè)備使用效率不高，不能充分滿(mǎn)足工藝要求。經(jīng)我司技術(shù)人員根據(jù)風(fēng)機(jī)工況進(jìn)行多次檢測(cè)，如采用適配風(fēng)機(jī)加變頻調(diào)速，年節(jié)能量在42萬(wàn)Kwh。 原料場(chǎng)除塵系統(tǒng)覆蓋范圍廣，除塵點(diǎn)多且位置分散，除塵管道比較長(zhǎng)且彎道多，導(dǎo)致風(fēng)阻、風(fēng)損增大，進(jìn)而降低了除塵風(fēng)量和風(fēng)壓，導(dǎo)致除塵效果差，達(dá)不到環(huán)保要求。由于大功率電機(jī)的起停和非線(xiàn)性負(fù)載的使用，供電線(xiàn)路中電壓、電流諧波含量大；電力污染較嚴(yán)重；電壓、電流波形失真；設(shè)備及短網(wǎng)損耗大、輸送效率降低。電力系統(tǒng)低劣的電力品質(zhì)，易造成輸電線(xiàn)路及電機(jī)等設(shè)備溫升增高，噪音增大，損耗增加，設(shè)備故障率上升，嚴(yán)重時(shí)可引

4、起開(kāi)關(guān)保護(hù)跳閘和其它停車(chē)事故，增加企業(yè)生產(chǎn)成本，造成設(shè)備維修成本升高、生產(chǎn)不穩(wěn)定等危害。因此企業(yè)有必要采取有效措施減少能源的浪費(fèi)，提高除塵系統(tǒng)能源利用率，提升系統(tǒng)除塵效果。第二部分 技術(shù)方案一、技術(shù)方案設(shè)計(jì)的原則與思路1、設(shè)計(jì)原則：兼顧人、環(huán)境、資源與效益的整體平衡a總體布局，分步實(shí)施；b對(duì)企業(yè)生產(chǎn)影響最??；c技術(shù)成熟度大；d節(jié)能效益可以準(zhǔn)確計(jì)量驗(yàn)證；2、設(shè)計(jì)思路：3EM能效管理架構(gòu) 通過(guò)實(shí)踐我們注意到，能源的利用效率最大化，主要源于三個(gè)層面：1、負(fù)荷側(cè)終端設(shè)備的效率針對(duì)電機(jī)節(jié)能：采用高壓變頻技術(shù)，根據(jù)負(fù)荷需要，改變輸入電機(jī)的電壓和頻率，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低電耗，達(dá)到節(jié)能目的。節(jié)電率為8%15

5、%。案例：煉鐵分廠(chǎng)四臺(tái)高壓除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)節(jié)能 2、分配與傳輸系統(tǒng)及能源品質(zhì)優(yōu)化閥門(mén)控制調(diào)整：根據(jù)揚(yáng)塵量大小，通過(guò)相應(yīng)的除塵風(fēng)道閥門(mén)開(kāi)度來(lái)聯(lián)控調(diào)頻。節(jié)電率為2%5%。電能品質(zhì)優(yōu)化：針對(duì)變頻器在使用過(guò)程中，對(duì)電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響，應(yīng)做針對(duì)性處置。以消除諧波，抑制浪涌產(chǎn)生，減少無(wú)功輸入 。案例：煉鐵分廠(chǎng)出鐵場(chǎng)、礦焦槽、整粒風(fēng)道閥門(mén)聯(lián)動(dòng)控制。3、人/組織管理的效率局域能源管理中心：實(shí)現(xiàn)變頻器、閥門(mén)、電機(jī)智能聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷跟隨，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)能源即時(shí)效率。節(jié)電率為3%5%。遠(yuǎn)程診斷控制：在局域管理中心基礎(chǔ)上，采用ICT智能聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，納入金百大擬建的遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)實(shí)行預(yù)見(jiàn)性管理。同時(shí)輔以規(guī)范的操作章程，公

6、正的考核制度降低人工操作造成的能源浪費(fèi)。 案例：煉鐵分廠(chǎng)出鐵場(chǎng)、礦焦槽、整粒、自動(dòng)化控制系統(tǒng)；出鐵場(chǎng)、礦焦槽中控室實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)控本次改造擬對(duì)原料場(chǎng)除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造，根據(jù)負(fù)荷需要，改變輸入電機(jī)的電壓和頻率，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低電耗。對(duì)除塵系統(tǒng)管道閥門(mén)進(jìn)行自動(dòng)化改造，將手動(dòng)閥門(mén)改為電動(dòng)閥門(mén)，并與除塵系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)鎖控制，組成“除塵變頻閥門(mén)”為一體的控制系統(tǒng)，既降低了人工管理成本，又使系統(tǒng)更加穩(wěn)定高效，同時(shí)還能提升除塵系統(tǒng)效率和除塵效果，達(dá)到節(jié)能的目的。 二、高壓風(fēng)機(jī)技術(shù)方案根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況，本項(xiàng)目高壓風(fēng)機(jī)設(shè)備選用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造，采用一拖一自動(dòng)旁路方式。帶隔離的一拖一自動(dòng)旁路柜主電路系統(tǒng)

7、基本原理：它是由3個(gè)高壓真空接觸器KM1KM3和2個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)QS1和QS2組成（見(jiàn)左圖）。要求KM1、KM2不能和KM3同時(shí)閉合，在電氣上實(shí)現(xiàn)互鎖。變頻運(yùn)行時(shí)，KM1和KM2閉合，KM3斷開(kāi)；工頻運(yùn)行時(shí)，KM3閉合，KM1和KM2斷開(kāi)。QF高壓斷路器、M風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)：在調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，負(fù)載能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)入工頻電網(wǎng)中，切開(kāi)變頻，負(fù)載即可工頻運(yùn)行，無(wú)任何影響；另外可以在旁路運(yùn)行的情況下斷開(kāi)QS1和QS2檢修變頻調(diào)速系統(tǒng)。變頻調(diào)速系統(tǒng)采用若干個(gè)低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接高壓輸出。變頻調(diào)速系統(tǒng)具有對(duì)電網(wǎng)諧波污染極小，輸入功率因數(shù)高，輸出波形質(zhì)量好，不存在諧波引起的電

8、機(jī)附加發(fā)熱、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、噪音、DV/DT及共模電壓等問(wèn)題的特性，不必加輸出濾波器，就可以使用普通的異步電機(jī)，不需要更換電機(jī)。三、閥門(mén)聯(lián)控技術(shù)方案閥門(mén)是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截止、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。用于流體控制系統(tǒng)的閥門(mén)，從最簡(jiǎn)單的截止閥到極為復(fù)雜的自控系統(tǒng)中所用的各種閥門(mén)。本次改造方法是控制閥門(mén)開(kāi)度，通過(guò)設(shè)定程序，調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度來(lái)控制風(fēng)量的大小。在降低總風(fēng)量的同時(shí)，通過(guò)對(duì)無(wú)關(guān)部位閥門(mén)的關(guān)閉，并不降低需要除塵部位的風(fēng)量、壓力，來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步節(jié)能。如不控制閥門(mén)開(kāi)度始終開(kāi)到最大，在降低電機(jī)運(yùn)行頻率后，風(fēng)機(jī)總風(fēng)量會(huì)降低，各除塵點(diǎn)風(fēng)量、風(fēng)壓會(huì)隨之減小，因而達(dá)不到除塵要求

9、，節(jié)能也無(wú)從談起。因此改造擬將原設(shè)計(jì)為手動(dòng)的除塵管道閥門(mén)（即文中所提及的39個(gè)閥門(mén)），改造為電動(dòng)閥門(mén)，并增加控制箱，接入原料場(chǎng)除塵系統(tǒng)，與除塵風(fēng)機(jī)高壓變頻器形成聯(lián)控。改變?cè)械拈y門(mén)開(kāi)度重新設(shè)定閥門(mén)開(kāi)度值既：輸送返料、粉料等易產(chǎn)生揚(yáng)塵的原料時(shí)段變頻調(diào)速為高速，同時(shí)相應(yīng)除塵點(diǎn)閥門(mén)開(kāi)至100%，其余沒(méi)有揚(yáng)塵的除塵點(diǎn)閥門(mén)則全部關(guān)閉，在保證節(jié)能的同時(shí)，進(jìn)一步提高除塵效果；輸送揚(yáng)塵量小的原料時(shí)段變頻調(diào)速為低速，僅開(kāi)啟料斗卸料部位除塵點(diǎn)閥門(mén)，其余閥門(mén)則全部關(guān)閉。第三部分 項(xiàng)目效益分析一、直接效益1、除塵風(fēng)機(jī)年運(yùn)行時(shí)間計(jì)算 根據(jù)原料場(chǎng)操作工介紹，當(dāng)天氣為雨天時(shí)，除塵風(fēng)機(jī)基本處于停止?fàn)顟B(tài)，其余時(shí)間均運(yùn)行。參考?xì)?/p>

10、象部門(mén)統(tǒng)計(jì)，衡陽(yáng)地區(qū)年均下雨天數(shù)為100天左右，據(jù)此初步估計(jì)運(yùn)行時(shí)間為6000小時(shí)/年。2、節(jié)電量計(jì)算1）工頻狀態(tài)下的耗電量計(jì)算：Pd：電動(dòng)機(jī)功率 ；Cd：年耗電量值 ； U：電動(dòng)機(jī)輸入電壓 ；I：電動(dòng)機(jī)輸入電流 ；cos：功率因子； T：年運(yùn)行時(shí)間；：負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間百分比。電機(jī)耗電功率計(jì)算公式：Pd =UIcos 累計(jì)年耗電量公式：Cd= T（Pd）根據(jù)計(jì)算公式，通過(guò)計(jì)算可得出工頻情況下各負(fù)載的耗電量如下： 項(xiàng)目設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備工頻運(yùn)行功率Pd(kW)設(shè)備工頻的年耗電量Cd(kWh)設(shè)備工頻的年耗電費(fèi)(元)原料場(chǎng)除塵風(fēng)機(jī)969581400033721202）變頻狀態(tài)下的年耗電量計(jì)算對(duì)于風(fēng)機(jī)負(fù)載，變

11、頻狀態(tài)下的計(jì)算如下：P：風(fēng)機(jī)實(shí)際軸功率 ； P0：風(fēng)機(jī)額定軸功率 ；Cb：年耗電量值；：風(fēng)機(jī)實(shí)際流量 ；0：風(fēng)機(jī)額定流量；H：風(fēng)機(jī)出、入口壓力差 ； H0：風(fēng)機(jī)額定風(fēng)壓；T：年運(yùn)行時(shí)間；：?jiǎn)呜?fù)荷運(yùn)行時(shí)間百分比計(jì)算公式： 網(wǎng)側(cè)消耗功率： 累計(jì)年耗電量公式：Cb= T（Pb）電動(dòng)機(jī)效率與電動(dòng)機(jī)負(fù)荷率之間的關(guān)系如圖一所示。變頻器效率與系統(tǒng)負(fù)荷率之間的關(guān)系如圖二所示。 查圖得出： 項(xiàng)目設(shè)備名稱(chēng)電動(dòng)機(jī)效率變頻器效率風(fēng)機(jī)0.850.95則網(wǎng)側(cè)消耗功率： 累計(jì)年耗電量公式：Cb= T（Pb）根據(jù)計(jì)算公式，通過(guò)計(jì)算可得出變頻情況下各負(fù)載的耗電量如下：項(xiàng)目設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備變頻后運(yùn)行功率Pd(kW)設(shè)備變頻的年耗電量

12、Cd(kWh)設(shè)備變頻的年耗電費(fèi)(元)原料場(chǎng)除塵風(fēng)機(jī)884.7530820030787563）節(jié)能計(jì)算1、負(fù)荷終端設(shè)備節(jié)能：年節(jié)電量：C= CdCb 節(jié)電率=（C/Cd）100% 變頻改造后，根據(jù)公式，可計(jì)算出各負(fù)載上變頻后與工頻相比每年的節(jié)電情況如下：項(xiàng)目設(shè)備名稱(chēng)年節(jié)電量（kWh）年節(jié)電費(fèi)（元）節(jié)電率()原料場(chǎng)除塵風(fēng)機(jī) 505800 293364 8.7%2、分配與傳輸系統(tǒng)節(jié)能增加閥門(mén)聯(lián)控系統(tǒng)后，除塵系統(tǒng)傳輸及分配得到更好的優(yōu)化，綜合衡鋼礦焦槽、機(jī)尾配料等案例的分析，閥門(mén)聯(lián)控將達(dá)到3%5%，按最小值計(jì)算：項(xiàng)目設(shè)備名稱(chēng)年節(jié)電量（kWh）年節(jié)電費(fèi)（元）節(jié)電率()閥門(mén)聯(lián)控系統(tǒng) 174420 101

13、163.63%3、局域管理中心節(jié)能改造后將實(shí)現(xiàn)變頻器、閥門(mén)、電機(jī)智能聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷跟隨，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)能源即時(shí)效率。再輔以規(guī)范的操作章程，公正的考核制度降低人工操作造成的能源浪費(fèi)。結(jié)合衡鋼出鐵場(chǎng)、礦焦槽等案例的分析，管理中心節(jié)能將達(dá)到2%5%，按最小值2%計(jì)算：項(xiàng)目名稱(chēng)年節(jié)電量（kWh）年節(jié)電費(fèi)（元）節(jié)電率()區(qū)域管理中心 116280 67442.42%結(jié)合三個(gè)部分，改造總節(jié)電量為：505800+174420+116280=796500（kWh）；改造總節(jié)電費(fèi)為：293364+101163.6+67442.4=461970（元）（電費(fèi)按0.58元/ kWh）；改造總節(jié)電率為：8.7%+3%+2%=13.7% 。二、間接效益1）改善了工藝；2）降低了工作強(qiáng)度；3）系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)；4）降