變頻改造 節(jié)能降耗

變頻改造節(jié)能降耗第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一2009年4月蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD變頻改造節(jié)能降耗第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一小組名稱動供工段ＱＣ小組活動課題變頻改造節(jié)能降耗小組成立日期2008年7月小組類型攻關(guān)型活動時間08年7月~09年3月組長李青凱職務(wù)工段長副組長詹守國職務(wù)電氣段長技術(shù)組織邱明職務(wù)能源主管人數(shù)7一、QC小組概況韓蕾男電工班長初中實施吳尚龍男電工高中實施陳俊男電工初中實施晉七英女沖渣班長高中實施蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一經(jīng)濟效益選題生產(chǎn)現(xiàn)狀解決沖渣水能源浪費，降低電耗，降低沖渣水運行成本變頻改造節(jié)能降耗二、選題理由：公司要求水泵運行方式及供求匹配不合理，造成沖渣水電能浪費公司要求節(jié)能降耗，壓縮成本蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一高爐沖渣水工藝流程示意蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一三、現(xiàn)狀調(diào)查

1、高爐沖渣用水特點高爐出渣時，要求水壓0.25-0.30MPa，單次出渣約1小時。出渣間隙，可停水，約0.5h。日理論可停水時間8小時。2、目前配用沖渣水泵情況共計3臺水泵，正常一臺24小時連續(xù)運行，單臺水泵功率為160kw，額定電流249A，水泵揚程49m。實際操作中根據(jù)用戶壓力需要，使用水泵出水閥門控制流量，降低電流在210-230A左右。水泵日平均耗電3400kwh。資料統(tǒng)計年耗電119萬kwh。3、存在問題

水泵能力偏大，由于使用出水閥控制壓力，局部水頭損失較大，設(shè)備及管道磨損嚴重。出渣間歇時，水泵仍在運行，僅出鐵間隙理論日浪費電量：3400kwh/24*8=1133kwh。第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一四、目標值確定小組經(jīng)過以上調(diào)查和分析研究，確定本次活動的目標值（見下圖表）：日節(jié)電按1200kwh，年運行按350天計，年節(jié)電：1100kw.h*350天=38.5萬kwh。蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一原年耗電與壓縮后目標年耗電對比圖表下降38.5萬kwhWUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一

小組經(jīng)過討論，將造成電量浪費的因素從四個方面表述如下圖所示：

五、原因分析人、機、料、法蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTDWUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一沖渣水泵能源浪費料人法出渣間歇能源浪費崗位工操作技能蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD渣水含渣量大水泵能力過剩機第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)論：非要因崗位工上崗前都經(jīng)過崗位培訓，在水泵運行時，操作人員都能根據(jù)高爐沖渣水壓力需要及時調(diào)節(jié)水泵運行電流，出渣時電流控制230A左右，出渣間隙電流控制210A左右。蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD要因確認一末端因素：崗位工操作技能確認方法：現(xiàn)場確認標準要求：對水泵電流隨時進行調(diào)節(jié)，以節(jié)電

第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一末端因素：水泵能力過剩確認方法：現(xiàn)場確認和理論分析標準要求：設(shè)備按照需求合理匹配

現(xiàn)配用的水泵出水壓力可達到0.49MPa，實際沖渣時水壓僅需0.25-0.3MPa即可，運行時通過水泵出水閥調(diào)節(jié)總管水壓，降低水泵電流，但控制能力有限，且造成局部水頭損失較大，部分做功浪費。

蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD要因確認二結(jié)論：要因第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一末端因素：水泵運行方式確認方法：現(xiàn)場考察分析研究標準要求：按照用戶需要進行供應(yīng)單臺水泵24小時連續(xù)運行，高爐出渣間隙不需用水時水泵仍在運行，電能白白浪費。結(jié)論：要因蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD要因確認三第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一末端因素：渣水含渣量大確認方法：現(xiàn)場考察標準要求：不含渣沖渣池濾渣定期清理，濾渣效果較好。渣水幾乎不含渣，符合標準要求。結(jié)論：非要因蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD要因確認四第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一1.水泵能力過剩2.沖渣水泵連續(xù)運行方式不合理蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD要因：

從以上確認中，得出造成沖渣水能源浪費的主要原因有2個：第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一

針對以上兩個要因，小組經(jīng)過不斷分析嘗試，共進行了兩次試驗，即：第一次：通過啟、停水泵節(jié)電，節(jié)電效果不明顯，且?guī)碓S多負面影響，試驗失敗。第二次：通過變頻調(diào)速改造水泵，獲得成功。六、解決方案蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一經(jīng)過小組分析研究，決定改變水泵運行方式：在高爐出渣時，啟泵向高爐供水。在不出渣時停泵。經(jīng)過一周試運行，效果如下：

1、日節(jié)電700kwh左右，節(jié)電效果不明顯.2、崗位工勞動強度增大，原一周啟、停泵一次，現(xiàn)日啟停泵15次左右。

3、水泵故障率明顯升高，設(shè)備維護費用增加。

4、設(shè)備及管道磨損嚴重依然沒有解決。

蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD試驗一結(jié)果：方案失敗第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一小組對試驗一失敗主要原因進行了分析總結(jié)：

1、由于水泵啟動時，瞬間電流高達額定電流的4-7倍，增加電耗。再者，為保正生產(chǎn)安全，出渣前后，需提前啟泵，延后停泵，實際日停泵時間僅5h。導(dǎo)致了節(jié)電效果不明顯。

2、水泵水頭浪費并未解決，部分做功浪費依然存在。

3、頻繁啟、停水泵導(dǎo)致水泵故障率明顯升高，維護費用增加。蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD試驗二第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一針對以上分析，需解決：第一、避免頻繁停水泵，減少由于閥門控制壓力導(dǎo)致的局部水頭損失過大水泵做功浪費。第二、最大限度挖掘出渣間隙時節(jié)電潛力，即延長水泵在出渣間隙時低負荷運行時間。最終，小組確定，使用變頻調(diào)速系統(tǒng)對水泵進行變頻控制。即：出渣時，控制水泵高頻運行。出渣間隙，控制水泵低頻運行。第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一

1、節(jié)能效果顯著

因為水泵的流量Q，揚程H，功率P分別與水泵轉(zhuǎn)速n成一次方，二次方和三次方關(guān)系。因此，變頻控制水泵轉(zhuǎn)速下降，軸功率明顯下降，因而具有顯著的節(jié)能效果。

2、充分滿足生產(chǎn)要求

水量與轉(zhuǎn)速一次方成正比，水量大小可控，揚程大小可控，可以充分滿足生產(chǎn)所需，節(jié)約用水，減少浪費。

蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD變頻優(yōu)點分析：第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一3、水泵效率提高

水泵的工作效率：ηP=C1（Q/n）-C2（Q/n）2

（式中Q為水量，n為轉(zhuǎn)速，C1C2為常數(shù)）通過閥門控制水量時，因轉(zhuǎn)速n不變，而流量Q下降，故效率ηP下降。而通過轉(zhuǎn)速控制水量時，水量與轉(zhuǎn)速成正比，比值（Q/n）不變，故效率始終保持最佳狀態(tài)。4、出渣時，可通過對水泵高頻進行設(shè)定，控制整個水系統(tǒng)壓力，代替使用閥門控制壓力而導(dǎo)致的局部水頭浪費現(xiàn)象，且可降低設(shè)備、管道磨損。第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一變頻節(jié)電預(yù)測：水泵以高速運行40HZ，低速運行30HZ為例，其工作時高速轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的80%，低速轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的60%。因水泵功率P與水泵轉(zhuǎn)速n成三次方關(guān)系，計算：水泵轉(zhuǎn)速高速時水泵消耗功率為Pz=0.83Pn=0.512Pn，低速時水泵消耗功率為Pz=0.63Pn=0.216Pn，日高速運行18小時，低速運行6個小時，考慮各種損耗以高速節(jié)電30%，低速節(jié)電節(jié)電60%。計算日節(jié)電：W=3400KWh/24×（18×0.4+6*0.7）=1275KWh第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一經(jīng)過以上分析，小組決定對水泵進行變頻改造，改造步驟如下：步驟一、投入變頻控制器一臺，將2#、3#、4#水泵改造為變頻控制。再者，為保安全，使用開關(guān)控制實現(xiàn)變頻與工頻切換功能。

WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD七、實施步驟蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一步驟二、對變頻高低速頻率根據(jù)現(xiàn)場實際水壓需要進行確定，高頻以確保正常沖渣水壓需要為依據(jù)。低頻以確保水泵及電機安全運行為依據(jù)。經(jīng)過反復(fù)試運行，最終確定沖渣時水泵高頻運行頻率為41HZ,低頻運行頻率為30HZ。步驟三、為對水泵高低速控制及時，高低頻控制按鈕由高爐沖渣工現(xiàn)場負責。水泵倒換及相應(yīng)設(shè)備操作由水泵房崗位工負責。步驟四、由于水泵操作方式改變，制定《變頻操作相關(guān)規(guī)程》及《沖渣水高低速控制要求》等規(guī)定，下發(fā)水泵崗位工及高爐沖渣工，并組織培訓，以確保生產(chǎn)的正常運行及節(jié)電的效果。WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一運行電流水泵編號改造前（A）改造后（A）高頻（A）低頻（A）2#210-23016085八、效果驗證1、改造后，水泵運行電流比對（以實測2#泵為例）：2、實施前后日平均耗電比對：日節(jié)電1400kwhWUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）第25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一

九、取得的經(jīng)濟效益

蕪湖新興鑄管有限責任公司（動力能源部）WUHUXINXINGDUCTILEIRONPIPESCO.,LTD實際運行效果：日均節(jié)電1400kw.h，年節(jié)電：49萬kwh，高于小組目標節(jié)電38.5萬kwh

。可節(jié)約電費24.5萬元。變頻投資1