2009年5月建成投產(chǎn)的4500t/d生產(chǎn)線生料粉磨工段SL6-2×39№30.5F循環(huán)風機運行兩年多來，液阻調(diào)速柜故障較頻繁，維護工作量大而且單機電耗與國內(nèi)同行業(yè)的先進水平相比有一定差距，后來公司通過多方的論證，決定將其由液阻調(diào)速改為變頻調(diào)速，項目納入公司十二五節(jié)能規(guī)劃中，并為了減輕企業(yè)的資金壓力采用節(jié)能效益分享的合同能源管理模式對本項目進行節(jié)能技術改造。

1、改造原因

該風機配用電動機型號為YRKK900-6、額定電壓為10.5kV、定子額定電流237A、額定功率為3350kW、額定轉速為993r/min，電動機采用液體電阻降壓啟動兼調(diào)速的控制方式?；I建時為減少設備投入成本，該風機的啟動液阻調(diào)速柜采用集團內(nèi)部兄弟廠的閑置設備，而且該設備閑置的原因是水箱容量、循環(huán)冷卻系統(tǒng)等配置均偏小，不能滿足兄弟廠的生產(chǎn)要求，而調(diào)至本公司使用。據(jù)統(tǒng)計，使用后，當風門在100%時，轉速控制在752~765r/min，常因液阻溫度高而報警，只能增加循環(huán)冷卻水流量及外排部分冷卻水；當環(huán)境溫度較高時，水箱溫升更快，為滿足生產(chǎn)的要求，確保水箱的安全，風機只能全速運行，完全依靠調(diào)節(jié)風機風門控制風量，增大了能源的損耗。針對以上問題，對液阻柜的循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行了技改，尤其是為了解決水箱的散熱問題，設備管理部門于2010年11月初再增加一臺22平方米

板式散熱器后，基本上解決了水箱的散熱問題，能實現(xiàn)調(diào)速控制，但該液阻柜的維修工作量仍然比較大，而且循環(huán)風機的單機電耗與同行業(yè)的先進水平相比仍有一定的差距，經(jīng)現(xiàn)場測算，實施變頻改造后，節(jié)電率能達16%以上。

2、改造方案

本著盡量不影響生產(chǎn)，且投資費用少、風險小的原則，公司技術部門在設備的選型及投資費用方面制定出如下的改造方案：

1）設備選型方面。通過市場調(diào)查了解，目前繞線式三相異步電動機的變頻調(diào)速有轉子側變頻和定子側變頻兩種方式。經(jīng)過相關技術人員論證，認為目前定子側大功率變頻技術國內(nèi)發(fā)展比較成熟而且成功應用案例不少，且該方案可把電動機碳刷拆下，轉子引出線用銅排短接，可節(jié)省對滑環(huán)的維護費用及碳刷的消耗，因此決定選用定子側變頻器。

2）在原電氣室旁建一個高壓變頻器室，把相關設備及線路安裝完成后，再停機停電轉接；另外保留原有的液阻柜及高壓電容補償柜，以測試“能耗基準”，并在變頻器萬一出現(xiàn)故障時應急使用。

3）費用投資及合作方面。由于目前與3350kW電動機配套的高壓變頻器的造價仍然比較高，從幾個廠家報價來看，價格在105～120萬元之間，因此為減輕企業(yè)的資金壓力選用節(jié)能效益分享的合同能源管理模式比較可行。通過招標形式，最后決定與北京利德華福節(jié)能投資有限公司合作進行本項目的節(jié)能改造，在相同的工況下分別測出變頻調(diào)速運行和液阻調(diào)速運行時單位時間的用電量，來計算節(jié)電率，而且效益分享期設為兩年，每年按6000h運行，不足的時間在分享期結束時順延。效益分享期內(nèi)，北京利德華福節(jié)能投資有限公司按70%的比例分享本項目的節(jié)能效益。合同順利履行完畢之后，變頻器系統(tǒng)的所有權將無償歸我公司所有。

3、改造后的運行狀況

本項目于2012年6月30日安裝調(diào)試完畢并投入運行，變頻控制的優(yōu)點得到了如下的體現(xiàn)：

1）由于改造前調(diào)節(jié)風量是通過調(diào)節(jié)液阻及風門擋板來實現(xiàn)，損耗較大，改用變頻調(diào)速后，正常運行風門可全開，減少了風門動作次數(shù)，而且還省去了原來液阻循環(huán)冷卻泵的電耗。

2）使循環(huán)風機實現(xiàn)高效、連續(xù)、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，對我公司的節(jié)能降耗工作起到了至關重要的作用。

3）設備的運行和維護費用大大降低，采用變頻調(diào)速后，省去了主電動機碳刷消耗及對電動機滑環(huán)維護的工作量。

4）采用變頻調(diào)速后，在啟動時沖擊小，這樣就避采用合同能源管理模式對風機實施節(jié)能改造免了對電動機本身造成的損害，可大大延長電動機的使用壽命。

5）采用變頻調(diào)速后可大大提高功率因數(shù)，而且原有的高壓電容柜退出運行作備用設備。

4、節(jié)能測試

考慮到循環(huán)風機的液阻調(diào)速柜技改前故障較多而且有相當部分時間風機全速運行，不能真實反映液阻正常運行的能耗情況，因此為了更好地確定“能耗基準”，測量與驗證此次技術改造的成效，并把測試獲得的數(shù)據(jù)作為效益分享的結算依據(jù)，制訂了如下測試方案：

1）測試方法

在相同的臺時產(chǎn)量、相同的出磨細度下，分別測試生料磨循環(huán)風機液阻調(diào)速和變頻調(diào)速狀態(tài)下單位時間用電量；從一種調(diào)速方式轉入另一種調(diào)速方式時，應進行停機停電，確保人身和設備的安全。

2）確保工況穩(wěn)定和相同的措施

影響生料磨系統(tǒng)運行工況變化的因素較多，為保證兩種調(diào)速狀態(tài)的能耗測試在相對相同的工況下進行，在測試期間采取如下相應措施。

①物料方面：原材料方面，盡量選用品質(zhì)相同的同一堆石灰石；生料出磨細度是生料磨效能決定性因素之一，在測試期間要求對出磨物料細度進行嚴格控制，保證出磨生料細度在控制范圍內(nèi)。

②保證磨內(nèi)壓差、選粉機轉速穩(wěn)定相同的情況下，循環(huán)風量基本相同，即循環(huán)風機的負荷基本一致。因此在中控操作上要確保磨內(nèi)壓差、選粉機轉速穩(wěn)定一致。

③保證生料磨的產(chǎn)量穩(wěn)定相同。在測試期間要求中控給定喂料量相同，保證配料秤計量穩(wěn)定，減少實時喂料量波動。同時盡可能在中控操作上，確?；卦考俺隽狭糠€(wěn)定一致?；卦亢统隽狭孔鳛楫a(chǎn)量穩(wěn)定的參考數(shù)據(jù)，可通過回渣提升機和入庫提升機的電流反饋進行控制。

3）測試時間

鑒于影響原料磨系統(tǒng)運行工況變化的因素較多，

為保證測試數(shù)據(jù)準確、真實，每次測試時，兩種調(diào)速狀態(tài)下的正常運行累計時間不得小于24h。

4）注意事項

①在進行液阻調(diào)速測試前，應將相關設備（電容補償和液阻調(diào)速柜）恢復到正常狀態(tài)。

②確保數(shù)據(jù)準確、完整，臺時產(chǎn)量、累計產(chǎn)量、風機轉速、選粉機轉速和磨內(nèi)壓差等數(shù)據(jù)采用DCS系統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，電量計量選用智能抄表系統(tǒng)數(shù)據(jù)，而且為了方便比較，液阻調(diào)速和變頻調(diào)速運行時的電流和用電量等選用10.5kV工頻側同一計量表的數(shù)據(jù)。

③在測試期間，如遇設備故障和料堆換堆等特殊情況，應記錄清楚，測試數(shù)據(jù)可作為參考數(shù)據(jù)。

5、數(shù)據(jù)比較

雙方監(jiān)督下于2012年10月28～31日進行了節(jié)能測試，測得數(shù)據(jù)記錄見表1。

表1 節(jié)能測試數(shù)據(jù)

由表1可知，節(jié)電率達17.31%，與技改前測算的節(jié)電率大于16%比較相近，達到了預期的效果。按雙方簽訂節(jié)能改造合同時確定的循環(huán)風機年平均運行6000h計算，年節(jié)電量=(2155-1782)×6000=2238000kWh，結算電價按0.63元/kWh計算，我公司年可減少140.99萬元電費支出，節(jié)能服務公司按效益的70%分享每年就能得到98.69萬元，約1.1年就能收回投資費用。同時，年實現(xiàn)節(jié)電223.8萬kWh，就相當于年節(jié)省標煤約275t，減少2123t的二氧化碳排放，社會效益也非常顯著。