濟(jì)南鋼鐵股份有限公司燒結(jié)廠主抽風(fēng)機(jī)高壓變頻項(xiàng)目

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一、案例名稱

濟(jì)南鋼鐵股份有限公司燒結(jié)廠主抽風(fēng)機(jī)高壓變頻項(xiàng)目

二、案例業(yè)主

山東鋼鐵濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司1958年建廠，是特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，擁有從原料、燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼到軋鋼完整的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，產(chǎn)品以中板、中厚板、熱軋薄板、冷軋薄板為主，鋼、鋼材年產(chǎn)量超過(guò)1000萬(wàn)噸。濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)新區(qū)煉鐵廠位于濟(jì)南市歷城區(qū)郭店鎮(zhèn)，目前擁有320㎡、400㎡兩條燒結(jié)生產(chǎn)線。

三、案例內(nèi)容

1．原系統(tǒng)（設(shè)備）主要參數(shù)及用能情況

表1　配套電機(jī)技術(shù)參數(shù)

傳統(tǒng)形式的燒結(jié)主抽風(fēng)系統(tǒng)主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)始終工作在工頻電網(wǎng)下，對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)中的風(fēng)量、負(fù)壓的調(diào)節(jié)僅通過(guò)改變風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。此種方式已沿用多年，逐漸暴露出了其內(nèi)在的不足：

（1）對(duì)風(fēng)機(jī)擋板控制相對(duì)粗略，無(wú)法較準(zhǔn)確地調(diào)整風(fēng)機(jī)的風(fēng)量等系統(tǒng)參數(shù)。

（2）風(fēng)機(jī)始終工作在工頻狀態(tài)，無(wú)節(jié)能效果，提高了燒結(jié)礦成本。

2．節(jié)能改造內(nèi)容

系統(tǒng)為一拖一自動(dòng)工/變頻切換方案，1號(hào)、2號(hào)主抽風(fēng)機(jī)分別采用一套變頻調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)。其中QF表示高壓開(kāi)關(guān)、TF表示高壓變頻器、M表示電動(dòng)機(jī)，QF10、QF15、QF16、M1、QF20、QF25、QF26、M2為現(xiàn)場(chǎng)原有設(shè)備、QF14和QF24為激磁涌流抑制柜旁路高壓開(kāi)關(guān)。QF12和QF13之間、QF22和QF23之間均存在電氣和邏輯雙重互鎖關(guān)系，防止變頻器輸出側(cè)與10kV電源側(cè)短路等嚴(yán)重事故。一次系統(tǒng)圖如圖1。

協(xié)調(diào)控制柜完成工變頻的整體控制，包括現(xiàn)有工頻回路的控制、變頻回路的控制，變頻到工頻、工頻到變頻的異步投切。

主抽風(fēng)機(jī)變頻協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。通過(guò)2臺(tái)上位操作員站（協(xié)調(diào)系統(tǒng)操作站）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

圖1　一次系統(tǒng)圖

圖2　主抽風(fēng)機(jī)變頻協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

正常運(yùn)行情況下，變頻系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制柜（簡(jiǎn)稱：系統(tǒng)柜）接受操作員站發(fā)出的主抽風(fēng)機(jī)啟動(dòng)指令，并根據(jù)運(yùn)行方式選擇自動(dòng)順控啟動(dòng)QF12（QF22）、QF11（QF21）、QF10（QF20），變頻器自動(dòng)控制QF14（QF24）合閘，系統(tǒng)自動(dòng)操作合軟啟動(dòng)柜旁路開(kāi)關(guān)QF15（QF25）、投入勵(lì)磁柜建立勵(lì)磁，啟動(dòng)變頻器運(yùn)行。亦可通過(guò)手動(dòng)操作高壓開(kāi)關(guān)依次合閘啟動(dòng)主抽風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行。主抽風(fēng)機(jī)變頻改造后，保留主抽風(fēng)機(jī)的入口擋板開(kāi)度調(diào)節(jié)功能，運(yùn)行人員根據(jù)燒結(jié)生產(chǎn)線的風(fēng)量需求調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速控制風(fēng)量，風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)度控制在95%以上。工頻運(yùn)行時(shí)，恢復(fù)入口擋板開(kāi)度調(diào)節(jié)。

3．系統(tǒng)（設(shè)備）改造后用能情況

表2　工頻狀態(tài)下耗電量

表3　變頻狀態(tài)下耗電量

4．項(xiàng)目開(kāi)工時(shí)間、竣工時(shí)間以及運(yùn)行情況

項(xiàng)目2010年6月17日開(kāi)始施工，2010年7月10日設(shè)備投入運(yùn)行，歷時(shí)23天。項(xiàng)目施工期間用戶對(duì)節(jié)能服務(wù)公司在技術(shù)水平及項(xiàng)目施工管理方面給予高度評(píng)價(jià)。

四、項(xiàng)目年節(jié)能量及節(jié)能效益

實(shí)際效果：

考慮工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行狀態(tài)下測(cè)試時(shí)燒結(jié)礦產(chǎn)量略有差異，為了保證測(cè)算過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，節(jié)電率以噸礦耗電的差異計(jì)算。

工頻狀態(tài)下噸礦耗電量=233000/10386=22.43千瓦時(shí)；

變頻狀態(tài)下噸礦耗電量=178471/10265=17.39千瓦時(shí)；

結(jié)論：

實(shí)際節(jié)電率=（22.43-17.39）/22.43=22.5%。

以每年產(chǎn)量340萬(wàn)噸，噸礦節(jié)電5.04千瓦時(shí)計(jì)算，每年節(jié)電累計(jì)1713.6萬(wàn)千瓦時(shí)。折算成噸標(biāo)準(zhǔn)煤（電力折標(biāo)系數(shù)請(qǐng)按3.40×10-4tce/kW·h來(lái)計(jì)算節(jié)能量），每年累計(jì)節(jié)約標(biāo)煤1713.6×10000×3.40×10-4=5826.24噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

五、商業(yè)模式

該項(xiàng)目采用合同能源管理節(jié)能效益分享型模式，合同期限共24個(gè)月。

六、融資渠道

該項(xiàng)目投資總額為2000萬(wàn)元，由節(jié)能服務(wù)公司投資。