陜西龍門鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司煉鋼廠除塵風(fēng)機(jī)高壓變頻改造項(xiàng)目

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一、案例名稱

陜西龍門鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司煉鋼廠除塵風(fēng)機(jī)高壓變頻改造項(xiàng)目

二、案例業(yè)主

陜西龍門鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司是陜西省重點(diǎn)發(fā)展和扶持的大型鋼鐵企業(yè)集團(tuán)。公司現(xiàn)有員工10000余人，占地4600余畝，總資產(chǎn)120億元，擁有龍鋼公司、大西溝礦業(yè)公司等8個(gè)控股子公司、3個(gè)參股子公司，形成從采礦、燒結(jié)到煉鐵、煉鋼、軋鋼為一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)成了以西安鋼材加工、銷售和物流配送為中心，以韓城為鋼鐵生產(chǎn)基地、以陜南大西溝為原料基地的戰(zhàn)略格局，是西北三大鋼鐵集團(tuán)之一，中國(guó)西部最大的精品建材生產(chǎn)基地。公司主要產(chǎn)品為鋼鐵及窄中板等產(chǎn)品，年產(chǎn)量460萬(wàn)噸鋼、鐵及鋼材。公司有四座高爐、四座轉(zhuǎn)爐以及各種生產(chǎn)線。主要用能設(shè)備為各種型號(hào)風(fēng)機(jī)、水泵，企業(yè)年生產(chǎn)用電超過(guò)15億千瓦時(shí)。

三、案例內(nèi)容

1.技術(shù)原理及適用領(lǐng)域

風(fēng)機(jī)是各行各業(yè)中普遍使用的設(shè)備，在實(shí)際的使用過(guò)程中，因工藝的需要經(jīng)常調(diào)節(jié)水泵的流量、壓力、溫度等。目前大多數(shù)風(fēng)機(jī)、水泵采用傳統(tǒng)的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，即在需要降低流量時(shí)以增加阻力的方式部分關(guān)閉閥門，使大量能量消耗在閥門上。采用變頻調(diào)速技術(shù)后可以隨工藝的要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，大幅減少能耗，達(dá)到節(jié)電的效果。

許多用風(fēng)機(jī)的場(chǎng)合都需在維持恒壓的情況下改變給風(fēng)量(流量Q)，從下圖可知:當(dāng)流量Q,降至Q,若不改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，壓力將升至B工作點(diǎn)，其功率可用H,xQ,來(lái)計(jì)算，對(duì)應(yīng)面積BH,0Q,。原A工作點(diǎn)功率Q,xH-圖上面積AHT0Q,，兩者所耗功率變化不大，如果我們降低轉(zhuǎn)速至(2)即可節(jié)能Q,xH,-Q,xH-=Q，(H,-H-)，圖DBH,H-的面積即是節(jié)能值。再如風(fēng)量變至Q,若仍以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，所需功率Q,xH,，浪費(fèi)能量為FCH,H。風(fēng)機(jī)電機(jī)輸出功率正比于轉(zhuǎn)速三次方關(guān)系，用變頻器進(jìn)行調(diào)速，風(fēng)量下降，可保持恒壓H;若轉(zhuǎn)速下降至額定轉(zhuǎn)速的80%，軸功率下降至額定功率的51.2%，風(fēng)量下降至Q，;若使風(fēng)壓恒定，可使轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的70%，此時(shí)軸功率是額定值的34.3%，節(jié)能達(dá)65.7%。

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠、水泥廠、污水處理廠以及石油、化工、自來(lái)水礦山、制冷及冶金等眾多行業(yè)高壓電機(jī)調(diào)速、節(jié)能、軟啟動(dòng)及智能化控制。

2.節(jié)能改造具體內(nèi)容

(1)設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀。

采用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)陜西龍門鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司煉鋼廠1號(hào)、2號(hào)二次除塵風(fēng)機(jī)及混鐵爐除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。

轉(zhuǎn)爐冶煉每個(gè)周期一般分為八步:加廢鋼一兌鐵水→降槍吹煉→測(cè)溫取樣→出渣→出鋼→濺渣一再出渣。整個(gè)煉鋼過(guò)程中，煙塵量較大的幾個(gè)過(guò)程為，兌鐵、吹氧階段此時(shí)段反應(yīng)劇烈，煙氣排放較大，需要較大的風(fēng)量來(lái)進(jìn)行抽塵處理，其他階段煙塵量較小，風(fēng)機(jī)中速或低速運(yùn)行即可滿足要求。

次風(fēng)機(jī)，混鐵爐風(fēng)機(jī)作為煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中重要的設(shè)備，在吹氧階段起重要的作用;廠方設(shè)備改造前靠液力耦合器進(jìn)行調(diào)速，由于液力耦合器屬于機(jī)械性調(diào)速，在調(diào)速范圍和調(diào)速響應(yīng)上都有缺陷，因此設(shè)備改造前無(wú)調(diào)速動(dòng)作指令，基本維持一個(gè)風(fēng)速。就調(diào)速效率上，不如變頻器從電能本身來(lái)改變轉(zhuǎn)速的效率高;而且液力耦合器本身自損較大，一般丟轉(zhuǎn)較多且需要專門的油冷卻系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行冷卻。同時(shí)設(shè)備改造前風(fēng)機(jī)啟動(dòng)方式相對(duì)落后，啟動(dòng)時(shí)電流對(duì)電網(wǎng)沖擊很大。原有風(fēng)機(jī)在工作時(shí)只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的電氣保護(hù)，不能完全保證安全運(yùn)行，增加了設(shè)備維護(hù)量;原有風(fēng)機(jī)工作時(shí)噪音較大，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員影響較大，嚴(yán)重影響了設(shè)備壽命。

(2)技改措施。

改造措施主要是針對(duì)三臺(tái)設(shè)備每臺(tái)安裝一套2500kW高壓變頻器，全部采用一拖一控制模式通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，將風(fēng)機(jī)閥門全部打開(kāi)，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到工藝要求。變頻器同樣設(shè)定兩地調(diào)速，一點(diǎn)在配電室內(nèi)變頻器柜上，另一調(diào)速點(diǎn)設(shè)于工人操作臺(tái)上，極大方便操作工的操作，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。風(fēng)機(jī)變頻采取聲光報(bào)警，提示位于高壓變頻操作室內(nèi)操作人員，操作人員可以手動(dòng)切換至工頻運(yùn)行。

3.項(xiàng)目實(shí)施情況

節(jié)能服務(wù)公司分別針對(duì)該企業(yè)煉鋼廠全部都是2500kW的1號(hào)、2號(hào)二次除塵風(fēng)機(jī)及混鐵爐除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)電改造。項(xiàng)目開(kāi)工時(shí)間2013年1月15日，竣工時(shí)間2013年5月5日，項(xiàng)目目前運(yùn)行良好。

四、項(xiàng)目年節(jié)能量及節(jié)能效益

1.年節(jié)能量

(1)改造前后系統(tǒng)(設(shè)備)用能情況及主要參數(shù)。

二臺(tái)設(shè)備技改前后主要耗能參數(shù)如下，工頻代表技改前不加變頻器運(yùn)行時(shí)耗電情況，變頻代表技改后加變頻器運(yùn)行時(shí)耗電情況。

三臺(tái)設(shè)備技改前后主要參數(shù)情況

(2)節(jié)能量計(jì)算方法。

工頻小時(shí)耗電量減去變頻小時(shí)耗電量得數(shù)為設(shè)備小時(shí)節(jié)能量，項(xiàng)目年節(jié)能量按照設(shè)備年運(yùn)行8000小時(shí)計(jì)算，節(jié)能量即為設(shè)備小時(shí)節(jié)能量x8000。

(3)項(xiàng)目年節(jié)能量。

項(xiàng)目改造后三臺(tái)設(shè)備每小時(shí)節(jié)電量為1546.6kW·h，按照年運(yùn)行8000小時(shí)計(jì)算，共節(jié)約電量1237.28萬(wàn)kW·h，折合標(biāo)準(zhǔn)煤為4083.024噸。

2.年節(jié)能效益

陜西龍門鋼鐵(集團(tuán))有限公司位于陜西省韓城市，當(dāng)?shù)仉妰r(jià)為0.55元/kW:h，三臺(tái)設(shè)備每年節(jié)約電費(fèi)為680.504萬(wàn)元。

五、商業(yè)模式

該項(xiàng)日采用合同能源管理方式運(yùn)作，即節(jié)能服務(wù)公司與業(yè)主簽訂節(jié)能服務(wù)合同，為業(yè)主提供改造的可行性報(bào)告、設(shè)備設(shè)計(jì)、選擇及采購(gòu)、施工、安裝和調(diào)試，為業(yè)主單位的操作和維修人員提供相關(guān)培訓(xùn)、已經(jīng)建成項(xiàng)目后的維護(hù)和保養(yǎng)等服務(wù)。

節(jié)能服務(wù)公司負(fù)責(zé)解決該項(xiàng)目所需的資金，并與業(yè)主共同對(duì)項(xiàng)目所產(chǎn)生的節(jié)能效益進(jìn)行分享合同期為4年。在合同期內(nèi)，項(xiàng)目的所有權(quán)屬于節(jié)能服務(wù)公司:合同期滿且付清所有合同款項(xiàng)后節(jié)能服務(wù)公司向業(yè)主轉(zhuǎn)移項(xiàng)目所有權(quán)，將設(shè)備無(wú)償贈(zèng)予業(yè)主，之后的節(jié)能收益為業(yè)主所有。

六、融資渠道

該項(xiàng)目總投資為178萬(wàn)元(包括工程建設(shè)費(fèi)用及后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等)。全部由節(jié)能服務(wù)公司自籌資金。