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(fēng)機(jī)運(yùn)行兩年多來(lái)，液阻調(diào)速柜故障較頻繁，維護(hù)工作量大而且單機(jī)電耗與國(guó)內(nèi)同行業(yè)的先進(jìn)水平相比有一定差距，后來(lái)公司通過(guò)多方的論證，決定將其由液阻調(diào)速改為變頻調(diào)速，項(xiàng)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(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造。

1、改造原因

該風(fēng)機(jī)配用電動(dòng)機(jī)型號(hào)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(zhuǎn)速為993r/min，電動(dòng)機(jī)采用液體電阻降壓?jiǎn)?dòng)兼調(diào)速的控制方式?；I建時(shí)為減少設(shè)備投入成本，該風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)液阻調(diào)速柜采用集團(tuán)內(nèi)部兄弟廠的閑置設(shè)備，而且該設(shè)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(jì)，使用后，當(dāng)風(fēng)門(mén)在100%時(shí)，轉(zhuǎn)速控制在752~765r/min，常因液阻溫度高而報(bào)警，只能增加循環(huán)冷卻水流量及外排部分冷卻水；當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，水箱溫升更快，為滿足生產(chǎn)的要求，確保水箱的安全，風(fēng)機(jī)只能全速運(yùn)行，完全依靠調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)控制風(fēng)量，增大了能源的損耗。針對(duì)以上問(wèn)題，對(duì)液阻柜的循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了技改，尤其是為了解決水箱的散熱問(wèn)題，設(shè)備管理部門(mén)于2010年11月初再增加一臺(tái)22平方米

板式散熱器后，基本上解決了水箱的散熱問(wèn)題，能實(shí)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(fēng)機(jī)的單機(jī)電耗與同行業(yè)的先進(jìn)水平相比仍有一定的差距，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算，實(shí)施變頻改造后，節(jié)電率能達(dá)16%以上。

2、改造方案

本著盡量不影響生產(chǎn)，且投資費(fèi)用少、風(fēng)險(xiǎn)小的原則，公司技術(shù)部門(mén)在設(shè)備的選型及投資費(fèi)用方面制定出如下的改造方案：

1）設(shè)備選型方面。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查了解，目前繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速有轉(zhuǎn)子側(cè)變頻和定子側(cè)變頻兩種方式。經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)人員論證，認(rèn)為目前定子側(cè)大功率變頻技術(shù)國(guó)內(nèi)發(fā)展比較成熟而且成功應(yīng)用案例不少，且該方案可把電動(dòng)機(jī)碳刷拆下，轉(zhuǎn)子引出線用銅排短接，可節(jié)省對(duì)滑環(huán)的維護(hù)費(fèi)用及碳刷的消耗，因此決定選用定子側(cè)變頻器。

2）在原電氣室旁建一個(gè)高壓變頻器室，把相關(guān)設(shè)備及線路安裝完成后，再停機(jī)停電轉(zhuǎn)接；另外保留原有的液阻柜及高壓電容補(bǔ)償柜，以測(cè)試“能耗基準(zhǔn)”，并在變頻器萬(wàn)一出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)急使用。

3）費(fèi)用投資及合作方面。由于目前與3350kW電動(dòng)機(jī)配套的高壓變頻器的造價(jià)仍然比較高，從幾個(gè)廠家報(bào)價(jià)來(lái)看，價(jià)格在105～120萬(wàn)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(guò)招標(biāo)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(jìn)行本項(xiàng)目的節(jié)能改造，在相同的工況下分別測(cè)出變頻調(diào)速運(yùn)行和液阻調(diào)速運(yùn)行時(shí)單位時(shí)間的用電量，來(lái)計(jì)算節(jié)電率，而且效益分享期設(shè)為兩年，每年按6000h運(yùn)行，不足的時(shí)間在分享期結(jié)束時(shí)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(xiàng)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(quán)將無(wú)償歸我公司所有。

3、改造后的運(yùn)行狀況

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

1）由于改造前調(diào)節(jié)風(fēng)量是通過(guò)調(diào)節(jié)液阻及風(fēng)門(mén)擋板來(lái)實(shí)現(xiàn)，損耗較大，改用變頻調(diào)速后，正常運(yùn)行風(fēng)門(mén)可全開(kāi)，減少了風(fēng)門(mén)動(dòng)作次數(shù)，而且還省去了原來(lái)液阻循環(huán)冷卻泵的電耗。

2）使循環(huán)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)高效、連續(xù)、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)我公司的節(jié)能降耗工作起到了至關(guān)重要的作用。

3）設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用大大降低，采用變頻調(diào)速后，省去了主電動(dòng)機(jī)碳刷消耗及對(duì)電動(dòng)機(jī)滑環(huán)維護(hù)的工作量。

4）采用變頻調(diào)速后，在啟動(dòng)時(shí)沖擊小，這樣就避采用合同能源管理模式對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)施節(jié)能改造免了對(duì)電動(dòng)機(jī)本身造成的損害，可大大延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)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(yùn)行作備用設(shè)備。

4、節(jié)能測(cè)試

考慮到循環(huán)風(fēng)機(jī)的液阻調(diào)速柜技改前故障較多而且有相當(dāng)部分時(shí)間風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，不能真實(shí)反映液阻正常運(yùn)行的能耗情況，因此為了更好地確定“能耗基準(zhǔn)”，測(cè)量與驗(yàn)證此次技術(shù)改造的成效，并把測(cè)試獲得的數(shù)據(jù)作為效益分享的結(jié)算依據(jù)，制訂了如下測(cè)試方案：

1）測(cè)試方法

在相同的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、相同的出磨細(xì)度下，分別測(cè)試生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)液阻調(diào)速和變頻調(diào)速狀態(tài)下單位時(shí)間用電量；從一種調(diào)速方式轉(zhuǎn)入另一種調(diào)速方式時(shí)，應(yīng)進(jìn)行停機(jī)停電，確保人身和設(shè)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(yùn)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(cè)試在相對(duì)相同的工況下進(jìn)行，在測(cè)試期間采取如下相應(yīng)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(xì)度是生料磨效能決定性因素之一，在測(cè)試期間要求對(duì)出磨物料細(xì)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證出磨生料細(xì)度在控制范圍內(nèi)。

②保證磨內(nèi)壓差、選粉機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定相同的情況下，循環(huán)風(fēng)量基本相同，即循環(huán)風(fēng)機(jī)的負(fù)荷基本一致。因此在中控操作上要確保磨內(nèi)壓差、選粉機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定一致。

③保證生料磨的產(chǎn)量穩(wěn)定相同。在測(cè)試期間要求中控給定喂料量相同，保證配料秤計(jì)量穩(wěn)定，減少實(shí)時(shí)喂料量波動(dòng)。同時(shí)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(guò)回渣提升機(jī)和入庫(kù)提升機(jī)的電流反饋進(jìn)行控制。

3）測(cè)試時(shí)間

鑒于影響原料磨系統(tǒng)運(yùn)行工況變化的因素較多，

為保證測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、真實(shí)，每次測(cè)試時(shí)，兩種調(diào)速狀態(tài)下的正常運(yùn)行累計(jì)時(shí)間不得小于24h。

4）注意事項(xiàng)

①在進(jìn)行液阻調(diào)速測(cè)試前，應(yīng)將相關(guān)設(shè)備（電容補(bǔ)償和液阻調(diào)速柜）恢復(fù)到正常狀態(tài)。

②確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、累計(jì)產(chǎn)量、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、選粉機(jī)轉(zhuǎn)速和磨內(nèi)壓差等數(shù)據(jù)采用DCS系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，電量計(jì)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(yùn)行時(shí)的電流和用電量等選用10.5kV工頻側(cè)同一計(jì)量表的數(shù)據(jù)。

③在測(cè)試期間，如遇設(shè)備故障和料堆換堆等特殊情況，應(yīng)記錄清楚，測(cè)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(jìn)行了節(jié)能測(cè)試，測(cè)得數(shù)據(jù)記錄見(jiàn)表1。

表1 節(jié)能測(cè)試數(shù)據(jù)

由表1可知，節(jié)電率達(dá)17.31%，與技改前測(cè)算的節(jié)電率大于16%比較相近，達(dá)到了預(yù)期的效果。按雙方簽訂節(jié)能改造合同時(shí)確定的循環(huán)風(fēng)機(jī)年平均運(yùn)行6000h計(jì)算，年節(jié)電量=(2155-1782)×6000=2238000kWh，結(jié)算電價(jià)按0.63元/kWh計(jì)算，我公司年可減少140.99萬(wàn)元電費(fèi)支出，節(jié)能服務(wù)公司按效益的70%分享每年就能得到98.69萬(wàn)元，約1.1年就能收回投資費(fèi)用。同時(shí)，年實(shí)現(xiàn)節(jié)電223.8萬(wàn)kWh，就相當(dāng)于年節(jié)省標(biāo)煤約275t，減少2123t的二氧化碳排放，社會(huì)效益也非常顯著。