張 云，楊 進(jìn)

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司設(shè)備部，安徽馬鞍山 243000）

馬鋼燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造

張 云，楊 進(jìn)

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司設(shè)備部，安徽馬鞍山 243000）

馬鋼燒結(jié)系統(tǒng)使用的抽風(fēng)機(jī)耗電較高，為降低電耗，決定實(shí)施節(jié)能改造。在分析、研制的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代科技，采取了切實(shí)可行的措施，并成功地實(shí)施了改造，達(dá)到了節(jié)能降耗的效果，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

風(fēng)機(jī)；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(jié)機(jī)，每臺燒結(jié)機(jī)由2臺主抽風(fēng)機(jī)組成，每臺主抽風(fēng)機(jī)由一臺功率為7800 kW的同步電機(jī)拖動運(yùn)行，采用西門子變頻軟啟動方式啟動電機(jī)。每臺燒結(jié)機(jī)月耗電量約600萬kW·h左右，在燒結(jié)生產(chǎn)中耗電比重較高。為了降低燒結(jié)生產(chǎn)的電耗，我們在此方面進(jìn)行了探索，將傳統(tǒng)的大風(fēng)機(jī)電機(jī)采用軟啟動方式啟動，工頻運(yùn)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(jié)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(shè)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(jié)機(jī)自2006年投產(chǎn)至今已有十多年，變頻器等電氣設(shè)備控制元器件老化，部分模塊損壞，出現(xiàn)無法正常開機(jī)情況，對燒結(jié)生產(chǎn)影響較大。

2.2 通過對風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況數(shù)據(jù)分析，燒結(jié)生產(chǎn)負(fù)荷的波動以及風(fēng)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(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)共4臺，均為工頻運(yùn)行和擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量，根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)風(fēng)門平均開度為74%，負(fù)壓為15 kPa，因此，當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷波動時，需要經(jīng)常調(diào)節(jié)風(fēng)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(shù)，改風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量為電機(jī)調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，降低電機(jī)電量的消耗，降低風(fēng)門損耗，預(yù)計(jì)每臺風(fēng)機(jī)電機(jī)年總節(jié)電率達(dá)到20%左右。

3.1 改造內(nèi)容

本次改造為A燒結(jié)機(jī)的1#、2#主抽風(fēng)機(jī)和B燒結(jié)機(jī)的3#、4#主抽風(fēng)機(jī)，分步進(jìn)行，主要的工作內(nèi)容包括：電氣設(shè)備采購、土建施工、現(xiàn)場安裝調(diào)試。其中電氣設(shè)備包括新增高壓變頻成套設(shè)備、高壓開關(guān)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(shè)備、電纜轉(zhuǎn)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(shè)；現(xiàn)場安裝調(diào)試包括原設(shè)備的拆除，新設(shè)備的就位，設(shè)備低高壓單機(jī)調(diào)試，設(shè)備低高壓聯(lián)調(diào)。

3.2 改造步驟

3.2.1 對主抽風(fēng)機(jī)的一次電氣系統(tǒng)進(jìn)行改造

原主抽風(fēng)機(jī)的電氣系統(tǒng)見圖1。

圖1 主抽風(fēng)機(jī)的電氣一次圖

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

（2）采用西門子軟起設(shè)備啟動電機(jī)，其中西門子軟起設(shè)備采用的是二拖四的設(shè)計(jì)方案。電氣連接與結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

圖2 電氣連接與結(jié)構(gòu)示意圖

說明：其中虛線內(nèi)的為整個燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的電氣系統(tǒng)。包括的設(shè)備有10 kV進(jìn)線開關(guān)柜、西門子軟起設(shè)備、電機(jī)、風(fēng)機(jī)、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。

說明：

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

（2）主回路：采用每2臺電機(jī)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(jié)機(jī)帶2臺主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)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(jié)機(jī)帶2臺主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)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(guān)聯(lián)。

（4）因?yàn)閷υ瓉淼膯釉O(shè)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(shè)備的運(yùn)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(fēng)機(jī)共用一套，3#、4#主抽風(fēng)機(jī)共用一套），將原風(fēng)機(jī)、電機(jī)、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(shè)備及原來的設(shè)備，如電機(jī)、風(fēng)機(jī)、油站等進(jìn)行時時監(jiān)控，并將其信號相遠(yuǎn)傳至DCS系統(tǒng)等功能。

3.2.3 對冷卻系統(tǒng)進(jìn)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(shè)備，采用空水冷散熱方式進(jìn)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(shè)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(jìn)行冷卻。

4 改造效果

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

圖3 改造方案實(shí)施后的原理接線示意圖

馬鋼股份公司第三煉鐵總廠A、B燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)變頻改造，采用能源合同管理模式，利用高爐定修機(jī)會，于2017年3月完成了改造。通過對改造后風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況現(xiàn)場檢測，風(fēng)量、壓力、運(yùn)行功率均達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，電機(jī)電耗明顯下降，4臺電機(jī)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(yùn)行330天計(jì)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(fēng)機(jī)風(fēng)門擋板，控制風(fēng)量的現(xiàn)狀，實(shí)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(jié)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

（3）通過變頻調(diào)速，使電機(jī)轉(zhuǎn)速較以前明顯下降，電機(jī)軸承等部件磨損較以前減輕，從而延長了該設(shè)備的運(yùn)行壽命，降低了其設(shè)備的維修費(fèi)用。

5 結(jié)束語

馬鋼股份公司第三煉鐵總廠A、B燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)變頻改造取得了較好的效果，既改善了設(shè)備性能，降低了設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，又降低了燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)能耗，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

Frequency-changing Energy Saving Transformation of the Main Exhaust Blower of MaSteel’s Sinter System

ZHANG Yun，YANG Jin
(Equipment Department of Maanshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Maanshan,Anhui 243000,China)

The exhaust blower of MaSteel’s sinter system had high power consump tion,so it was decided to carry out an energy saving transformation to reduce power consumption.On the basis of analysis and research and combined with modern science,practical measures were taken and the transformation was successfully carried out,which has achieved the effect of energy saving and produced significant economic benefit.

blower,frequency changing system,energy saving,power consumption

TM34

B

1006-6764(2018)01-0017-03

2017－09－05

張?jiān)疲?966－），男，1988年畢業(yè)于沈陽大學(xué)工業(yè)電氣自動化專業(yè)，高級工程師，現(xiàn)從事設(shè)備管理工作。