陜西龍門鋼鐵(集團)有限責任公司煉鋼廠除塵風機高壓變頻改造項目

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一、案例名稱

陜西龍門鋼鐵(集團)有限責任公司煉鋼廠除塵風機高壓變頻改造項目

二、案例業主

陜西龍門鋼鐵(集團)有限責任公司是陜西省重點發展和扶持的大型鋼鐵企業集團。公司現有員工10000余人，占地4600余畝，總資產120億元，擁有龍鋼公司、大西溝礦業公司等8個控股子公司、3個參股子公司，形成從采礦、燒結到煉鐵、煉鋼、軋鋼為一體的完整產業鏈，構成了以西安鋼材加工、銷售和物流配送為中心，以韓城為鋼鐵生產基地、以陜南大西溝為原料基地的戰略格局，是西北三大鋼鐵集團之一，中國西部最大的精品建材生產基地。公司主要產品為鋼鐵及窄中板等產品，年產量460萬噸鋼、鐵及鋼材。公司有四座高爐、四座轉爐以及各種生產線。主要用能設備為各種型號風機、水泵，企業年生產用電超過15億千瓦時。

三、案例內容

1.技術原理及適用領域

風機是各行各業中普遍使用的設備，在實際的使用過程中，因工藝的需要經常調節水泵的流量、壓力、溫度等。目前大多數風機、水泵采用傳統的閥門進行調節，即在需要降低流量時以增加阻力的方式部分關閉閥門，使大量能量消耗在閥門上。采用變頻調速技術后可以隨工藝的要求實現動態調節，大幅減少能耗，達到節電的效果。

許多用風機的場合都需在維持恒壓的情況下改變給風量(流量Q)，從下圖可知:當流量Q,降至Q,若不改變風機轉速，壓力將升至B工作點，其功率可用H,xQ,來計算，對應面積BH,0Q,。原A工作點功率Q,xH-圖上面積AHT0Q,，兩者所耗功率變化不大，如果我們降低轉速至(2)即可節能Q,xH,-Q,xH-=Q，(H,-H-)，圖DBH,H-的面積即是節能值。再如風量變至Q,若仍以額定轉速運行，所需功率Q,xH,，浪費能量為FCH,H。風機電機輸出功率正比于轉速三次方關系，用變頻器進行調速，風量下降，可保持恒壓H;若轉速下降至額定轉速的80%，軸功率下降至額定功率的51.2%，風量下降至Q，;若使風壓恒定，可使轉速下降到額定轉速的70%，此時軸功率是額定值的34.3%，節能達65.7%。

高壓變頻調速系統可廣泛應用于火力發電廠、水泥廠、污水處理廠以及石油、化工、自來水礦山、制冷及冶金等眾多行業高壓電機調速、節能、軟啟動及智能化控制。

2.節能改造具體內容

(1)設備運行現狀。

采用高壓變頻調速系統對陜西龍門鋼鐵(集團)有限責任公司煉鋼廠1號、2號二次除塵風機及混鐵爐除塵風機進行改造。

轉爐冶煉每個周期一般分為八步:加廢鋼一兌鐵水→降槍吹煉→測溫取樣→出渣→出鋼→濺渣一再出渣。整個煉鋼過程中，煙塵量較大的幾個過程為，兌鐵、吹氧階段此時段反應劇烈，煙氣排放較大，需要較大的風量來進行抽塵處理，其他階段煙塵量較小，風機中速或低速運行即可滿足要求。

次風機，混鐵爐風機作為煉鋼生產過程中重要的設備，在吹氧階段起重要的作用;廠方設備改造前靠液力耦合器進行調速，由于液力耦合器屬于機械性調速，在調速范圍和調速響應上都有缺陷，因此設備改造前無調速動作指令，基本維持一個風速。就調速效率上，不如變頻器從電能本身來改變轉速的效率高;而且液力耦合器本身自損較大，一般丟轉較多且需要專門的油冷卻系統來進行冷卻。同時設備改造前風機啟動方式相對落后，啟動時電流對電網沖擊很大。原有風機在工作時只能進行簡單的電氣保護，不能完全保證安全運行，增加了設備維護量;原有風機工作時噪音較大，對現場工作人員影響較大，嚴重影響了設備壽命。

(2)技改措施。

改造措施主要是針對三臺設備每臺安裝一套2500kW高壓變頻器，全部采用一拖一控制模式通過變頻器調節風機電機轉速，將風機閥門全部打開，通過調節電機轉速達到工藝要求。變頻器同樣設定兩地調速，一點在配電室內變頻器柜上，另一調速點設于工人操作臺上，極大方便操作工的操作，降低工人的勞動強度。風機變頻采取聲光報警，提示位于高壓變頻操作室內操作人員，操作人員可以手動切換至工頻運行。

3.項目實施情況

節能服務公司分別針對該企業煉鋼廠全部都是2500kW的1號、2號二次除塵風機及混鐵爐除塵風機進行節電改造。項目開工時間2013年1月15日，竣工時間2013年5月5日，項目目前運行良好。

四、項目年節能量及節能效益

1.年節能量

(1)改造前后系統(設備)用能情況及主要參數。

二臺設備技改前后主要耗能參數如下，工頻代表技改前不加變頻器運行時耗電情況，變頻代表技改后加變頻器運行時耗電情況。

三臺設備技改前后主要參數情況

(2)節能量計算方法。

工頻小時耗電量減去變頻小時耗電量得數為設備小時節能量，項目年節能量按照設備年運行8000小時計算，節能量即為設備小時節能量x8000。

(3)項目年節能量。

項目改造后三臺設備每小時節電量為1546.6kW·h，按照年運行8000小時計算，共節約電量1237.28萬kW·h，折合標準煤為4083.024噸。

2.年節能效益

陜西龍門鋼鐵(集團)有限公司位于陜西省韓城市，當地電價為0.55元/kW:h，三臺設備每年節約電費為680.504萬元。

五、商業模式

該項日采用合同能源管理方式運作，即節能服務公司與業主簽訂節能服務合同，為業主提供改造的可行性報告、設備設計、選擇及采購、施工、安裝和調試，為業主單位的操作和維修人員提供相關培訓、已經建成項目后的維護和保養等服務。

節能服務公司負責解決該項目所需的資金，并與業主共同對項目所產生的節能效益進行分享合同期為4年。在合同期內，項目的所有權屬于節能服務公司:合同期滿且付清所有合同款項后節能服務公司向業主轉移項目所有權，將設備無償贈予業主，之后的節能收益為業主所有。

六、融資渠道

該項目總投資為178萬元(包括工程建設費用及后期運行維護費用等)。全部由節能服務公司自籌資金。