某公司煤氣系統(tǒng)變頻器改造方案

1、 南川大興煤化工業(yè)煤 氣 系 統(tǒng) 變 頻 器 改 造 方 案杰控電氣自動(dòng)化控制關(guān)于南川大興煤化工業(yè)煤氣系統(tǒng)變頻器改造方案一、 大興煤化現(xiàn)狀原煤氣輸送系統(tǒng)采用155KW羅茨風(fēng)機(jī)向煤氣儲(chǔ)存罐送氣，由于風(fēng)機(jī)采用50HZ，380V全速運(yùn)行，不能根據(jù)實(shí)際出氣量來決定風(fēng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速，同時(shí)為了避免負(fù)壓情況的發(fā)生造成事故，還要把煤氣罐中的煤氣回送到煉爐中，這樣造成能源（煤氣、電力）大量的損耗。 二、 解決方案本著節(jié)約能源的目的，受博賽集團(tuán)公司委托，經(jīng)我公司人員的現(xiàn)場(chǎng)考察，通過對(duì)南川大興煤化工業(yè)的超過37KW的電機(jī)功率場(chǎng)合（氨水泵、冷卻塔的循環(huán)泵、壓縮機(jī)、脫硫塔的貧液泵、加壓站、一次供水、污水站、鍋爐、氣站、破碎

2、機(jī)）進(jìn)行了初步查看，決定最先對(duì)煤氣輸送系統(tǒng)155KW羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造。原工作電機(jī)實(shí)測(cè)電流110A120A。如果通過變頻控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方式，既可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送煤氣的自動(dòng)控制，避免負(fù)壓情況的發(fā)生，并同時(shí)能達(dá)到顯著的節(jié)能效果。從工藝最理想情況是保證煉焦?fàn)t出口壓力在80-90PA之間，以保證整個(gè)送氣系統(tǒng)工作在一個(gè)理想的狀態(tài)。三、 實(shí)現(xiàn)措施我公司技術(shù)人員通過對(duì)威鋼焦化廠和重鋼焦化廠煤氣輸送系統(tǒng)考察，我們建議采用變頻器控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)對(duì)送氣的自動(dòng)控制，以保證整個(gè)送氣系統(tǒng)工作在一個(gè)理想狀態(tài)。這是一種很成熟的控制方式，已在現(xiàn)有焦化廠成功運(yùn)行（如威鋼）。1、 保持原有配電盤與控制系統(tǒng)；2、 從三臺(tái)焦?fàn)t出口采樣

3、壓力，根據(jù)出口壓力來實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制。（1） 當(dāng)三臺(tái)焦?fàn)t出口壓力過高時(shí)，取壓力高的來決定應(yīng)增加風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，保證生產(chǎn)的煤氣正常輸送。（2） 當(dāng)三臺(tái)焦?fàn)t出口壓力過低時(shí)，取壓力低的來決定應(yīng)降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減少煤氣輸送，維持出口壓力。（3） 當(dāng)三臺(tái)焦?fàn)t出口壓力適當(dāng)，應(yīng)保持當(dāng)前風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使輸出壓力保持恒定。3、根據(jù)焦?fàn)t出口壓力，首先變頻器啟動(dòng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)，檢測(cè)出口壓力是否在規(guī)定工作圍，若能滿足要求，則僅一臺(tái)風(fēng)機(jī)工作；若不能滿足要求，則把當(dāng)前風(fēng)機(jī)從變頻工作方式切換到工頻工作方式，同時(shí)由變頻器啟動(dòng)第二臺(tái)風(fēng)機(jī)，以保證焦?fàn)t出口壓力正常。反之，若兩臺(tái)風(fēng)機(jī)工作時(shí)出口壓力過高，應(yīng)關(guān)閉一臺(tái)風(fēng)機(jī)，而保持一臺(tái)風(fēng)機(jī)變頻工作。4、

4、由于是改造，我們保留原電控柜，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，可切換到原電控柜的降壓起動(dòng)方式。另外保留原出口風(fēng)調(diào)節(jié)閥，增加三臺(tái)出口風(fēng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)控制，原來為人工調(diào)節(jié)，通過A/D轉(zhuǎn)換模塊檢測(cè)焦?fàn)t出口壓力，經(jīng)過PLC控制與運(yùn)算，來自動(dòng)的控制調(diào)節(jié)閥的開度。四、 系統(tǒng)框圖（見下頁）：五、 系統(tǒng)報(bào)價(jià)名稱數(shù)量單價(jià)金額變頻器2臺(tái)78500.00157000.00柜體1套3600.003600.00空開（施耐德）2只2860.005720.00接觸器（施耐德）9 只2230.0020070.00可編程器控制單元1臺(tái)4230.004230.00A/D轉(zhuǎn)換模塊1只3300.003300.00銅排或纜線1批2700.002700

5、.00其它輔材1批1200.00. 1200.00安裝成套費(fèi)9500.009500.00合計(jì)207320.00若空開與接觸器采用國(guó)產(chǎn)的空開與接觸器,這樣控制柜成本可降低15000.00元 即總價(jià)為192320.00元六、報(bào)價(jià)說明1、原方案僅一臺(tái)風(fēng)機(jī)工作，因?yàn)橛锌赡芤捎脙膳_(tái)工作，所以我們采用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的方式工作：?jiǎn)?dòng)時(shí)由于第一臺(tái)風(fēng)機(jī)已是全速工作，因此第二臺(tái)風(fēng)機(jī)屬于帶壓起動(dòng)，需要較大的啟動(dòng)力矩（羅茨風(fēng)機(jī)本屬于恒轉(zhuǎn)矩型），因此，變頻調(diào)速器選用恒轉(zhuǎn)矩型變頻器，即G型，原為P型。這樣變頻器造價(jià)要高一些。2、原方案控制的僅為一臺(tái)焦?fàn)t和一臺(tái)風(fēng)機(jī)，而新方案控制的焦?fàn)t三臺(tái)和風(fēng)機(jī)二臺(tái)以與增加三臺(tái)出口

6、風(fēng)調(diào)節(jié)閥控制，其硬設(shè)備增加較多，造價(jià)也相應(yīng)增加。(此報(bào)價(jià)為全自動(dòng)控制方案)3、富士變頻器是最早在中國(guó)得到廣泛應(yīng)用，十幾年來一直保持著中國(guó)市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。富士變頻器曾一度占據(jù)著中國(guó)50%70%的市場(chǎng)份額。2000年中國(guó)市場(chǎng)銷售額達(dá)5億元，市場(chǎng)占有率達(dá)到了19%。2002年的銷售額在7億元左右。富士電機(jī)的發(fā)展戰(zhàn)略主要側(cè)重于產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)、質(zhì)量保證與技術(shù)支持。其變頻器的特點(diǎn)是在抗噪方面采用多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，對(duì)占領(lǐng)市場(chǎng)有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，所以我們采用富士變頻器為此套項(xiàng)目改造。系統(tǒng)框圖3焦?fàn)t2焦?fàn)t1焦?fàn)tPPP初冷器變頻器1# 2#控制柜風(fēng)機(jī)1風(fēng)機(jī)2風(fēng)機(jī)3 出口附一、重鋼焦化廠風(fēng)機(jī)調(diào)速方案：重鋼共有五個(gè)焦化爐，由于輸出

7、功率太大，其風(fēng)機(jī)采用液壓偶合調(diào)速，其控制方式以距離最遠(yuǎn)的焦化爐出口壓力為準(zhǔn)。據(jù)其技術(shù)人員介紹，若能保持此焦化爐壓力在一個(gè)合理的圍，則其它近距離的焦化爐一般肯定可以滿足出口壓力。 附二、威鋼焦化廠風(fēng)機(jī)調(diào)速方案：威鋼新焦化廠有四個(gè)爐，并排在一起，其風(fēng)機(jī)采用變頻器調(diào)速，功率為280KW兩臺(tái)變頻器配兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，平常工作時(shí)一用一備，其控制采用計(jì)算機(jī)DCS集成控制系統(tǒng)，造價(jià)較高，其工作方式是保持每個(gè)焦?fàn)t的出口壓力在6080PA之間（通過現(xiàn)場(chǎng)觀察，其出口壓力還是經(jīng)常越出此圍之外）。同時(shí)，由計(jì)算機(jī)來控制焦?fàn)t的翻版系統(tǒng)。其控制點(diǎn)多，系統(tǒng)造價(jià)高（估計(jì)得近百萬）。附三、節(jié)能原理與節(jié)能分析報(bào)告1 電力部門所供給用戶的電

8、力，其輸入電網(wǎng)電壓總要比額定值高3%-5%，目的是防止在用電高峰時(shí)電壓降低到額定電壓以下，同時(shí)用戶的電力設(shè)備在設(shè)計(jì)上，為了能在用電量高峰時(shí)防止性能降低，也就采用較大的電機(jī)。這樣電力過多導(dǎo)致了以熱和振蕩為形式的損失。2 風(fēng)機(jī)類負(fù)載特性： 電機(jī)的轉(zhuǎn)速正比于定子的供電頻率，變頻器就是通過改變定子的供電頻率來達(dá)到電機(jī)的調(diào)速 MN風(fēng)機(jī)類機(jī)械所需功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，即：PN3，水泵在一定圍調(diào)速，完全能實(shí)現(xiàn)極大程度的節(jié)能。在風(fēng)機(jī)、水泵中，節(jié)電效果可達(dá)30%以上。附四、變頻控制系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)上的節(jié)能原理： 電網(wǎng)和電動(dòng)設(shè)備在設(shè)計(jì)上都留有余量，而變頻系統(tǒng)部通過檢測(cè)功率因數(shù)作為控制輸入電壓的信號(hào)，再由控制電壓的變化

9、來調(diào)節(jié)輸入功率使其隨負(fù)載變化而變化，這樣，變頻系統(tǒng)提供了最佳的功率因數(shù)，因而達(dá)到節(jié)能效果。 供氣系統(tǒng)隨著產(chǎn)生的變化，可以在保證壓力的基礎(chǔ)上適時(shí)的調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但目前風(fēng)機(jī)工作在工頻狀態(tài)下，是通過把煤氣罐中把煤氣回送到煉爐中保證壓力。而變頻控制系統(tǒng)可根據(jù)外界變化規(guī)律。通過高靈敏傳感器（壓力傳感器）檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)過CPU計(jì)算給變頻后，控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到高效節(jié)能的目的。 上述分析表明，變頻控制系統(tǒng)的節(jié)能可行性與節(jié)能效果是非常好的。它不但具有顯著的節(jié)能效果，并且變頻器具有軟起動(dòng)功能，起動(dòng)電流只有額定電流的50%-90%，使電機(jī)起動(dòng)平衡，延長(zhǎng)了電機(jī)使用壽命，也延長(zhǎng)了電機(jī)的維修周期，減少了電機(jī)的維修費(fèi)用，變頻器的安裝，可使電機(jī)噪音明顯降低，進(jìn)而改善了工作環(huán)境。附五、節(jié)能效益分析：1 直接效益：以貴廠所用供水機(jī)組(155KW一臺(tái))計(jì)算:以實(shí)測(cè)電流以一半負(fù)荷計(jì)算,每度電0.5元計(jì)算,則:全年耗電量75KW*24小時(shí)*30天*12個(gè)月 *0.5元 = 324000元從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行上知,出氣量有一定的變化，全年平均節(jié)電保守按30%計(jì)算,則一年節(jié)電費(fèi)達(dá)到:67932元 * 30% = 9720