龙门钢铁炼钢厂除尘泵改造方案Word格式.docx
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风机、水泵等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输出功率大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。
由于风机、水泵类大多为平方转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机、水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大，最有效的节能措施就是采用永磁调速器来调节流量、风量，应用永磁调速器节电率为20％～50％，而且通常在设计中，用户水泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，效率低下，造成电能的大量浪费。
因此推广永磁调速装置效益显著。
采用永磁调速器驱动具有很高的节能空间。
一、项目节能改造分析
1.1现场实际工矿
电机
除尘泵
铭牌数据
型号
Y315L1-4
-
额定转速
1485rpm
轴功率
额定功率
160kW
额定流量
280m3/h
额定电流
289A
额定扬程
129m
额定压力
380V
实际参数
实际电流
210A
阀门开度
80-90%
实际工作流量
≥260m3/h
实际工作压力
0.8MPa
年运行时间
8400h
功率
126KW
1.2永磁调速器节能分析
根据风机、水泵系统设计原则，为了保证负荷最大时风机或水泵系统满足输出要求，通常需要按系统的最大输出能力配备风机、水泵系统。
而真正实用中，绝大多数情况下并非需要系统在满负荷下使用，而是根据负载的实际需要，通过流量控制元件如阀门或风门挡板等实现流量或压力的调节，以满足生产过程的需要。
最典型的控制流量或压力的方法是使用阀门或风门挡板。
此时，风机或水泵系统的效率＝电机效率×
调节流量或转速或压力控制原件的效率×
风机或水泵效率×
输送管道的效率。
如果其它效率恒定的情况下，系统效率取决于调节流量或转速或压力控制设备的效率。
由于阀门或风门挡板是通过调节开度来实现输出流量或压力的调节，电机和负载的转速并未发生变化，根据相似定律，输入功率并不会因为阀门开度变化而变化。
当阀门或风门挡板开度<
100%或调节器非直通型，流体经过阀门或风门挡板都会造成非常大的能量损失，同时在阀门或风门挡板两端产生很大的压差，特别是在风机的输出端的压力增高，使得风机的运转点偏离最佳效率点，因此，阀门开度减小时，电机输入功率不会显着减小，很多能量因此浪费掉。
从流体力学的原理得知，使用感应电机驱动的离心式负载，轴功率P与流量Q，压力H的关系为：
图1离心式负载特性曲线
其中：
Horsepower：
轴功率曲线、Speed：
转速及流量曲线、Torque：
压力曲线如图所示：
当电机的转速由n1变化到n2时,Q、H、P与转速的关系如下:
（1）
（2）
=
（3）
可见流量Q和电机的转速n是成正比关系的，而风压与转速的二次方成正比，所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。
所以当需要80％的额定流量时，通过调节电机的转速至额定转速的80％，此时系统的压力仅为原来的64%，此时所需功率将仅为原来的51.2％，即：
表2离心式负载调速性能表
转速（%）
流量（%）
压力（%）
轴功率（%）
节电率（%）
备注
100
在实际运行中，由于转速下降会引起其机泵系统效率下降，加上调速装置效率的影响，实际节电率小于表中所列数值。
90
81
72.9
27.1
80
64
51.2
48.8
70
49
34.4
65.6
60
36
21.6
78.4
50
25
12.5
87.5
从风机的运行曲线来分析采用永磁调速后的节能效果：
图2离心式负载的运行曲线
当所需流量从Q1减小到Q2时，如果采用调节阀门的办法，管网阻力将会增加，管网特性曲线上移，系统的运行工况点从A点变到新的运行工况点B运行，所需轴功率P2与面积H2×
Q2成正比；
如果采用调速控制方式，风机转速由n1下降到n2，其管网特性并不发生改变，但风机的特性曲线将下移，因此其运行工况点由A点移至C点。
此时所需轴功率P3与面积HB×
Q2成正比。
从理论上分析，所节约的轴功率Delt（P）与（H2-HB）×
（C-B）的面积成正比。
在实际运行中，系统能够调节的空间通常是在考虑流量满足的同时还必须考虑系统的压力能不能满足要求。
通过实践的统计，离心式风机类负载通过调速控制可节能20％～50％。
1.3永磁调速器节能计算
1.3.1改造前电能年消耗量
K1——改造前总耗电量，kW.h；
T——全年平均运行时间，h；
P1——单一负荷下工频运行功率，kW；
——这种负荷下的全年运行时间比例；
P额——电机额定功率，kW；
I额——电机额定电流，A；
I实——电机额定电流，A。
表3改造前电机实际使用功率和总耗电量
负载
实际电流I实
实际功率P1
年运行时间T
总耗电量K1
116.3kW
976609kW.h
1.3.2改造后电能年消耗量
K2——改造前总耗电量，kW.h；
P2——改造后功率，kW；
Q——负载流量，m3/h；
H——负载压力，MPa；
——为转速比；
——为系统效率。
表4改造前后使用参数比
改造后压力H2
改造后前流量比
改造后前压力比
前后效率比
0.93
0.62
表5改造后电机使用功率
改造后功率P2
节电率％
改后年耗电量K2
80.5kW
30.8％
675975.8kW.h
1.3.3改造后年节电费
（976609KW/h-675975.8KW/h）x0.55元=16.53万元
电费单价：
0.55元
注：
以上节电率的计算值为理论值，实际工况中还会有一些其他损耗，因此实际节电率的保守值估计为25%左右。
二、永磁调速概述
永磁调速器是透过气隙传递转矩的革命性传动设备,电机与负载设备转轴之间无需机械连结,电机旋转时带动导磁盘在装有强力稀土磁铁的磁盘所产生的强磁场中切割磁力线，因而在导磁盘中产生涡电流（Eddy
Current）,该涡电流在导磁盘上产生反感磁场，拉动导磁盘与磁盘的相对运动，从而实现了电机与负载之间的转矩传输。
永磁转子:
镶有永磁体（强力稀土磁铁）的铝盘,与负载轴连接
。
导磁转子：
导磁体盘（铜或铝）,
与电机轴连接。
气隙执行机构:
调整磁盘与导磁盘之间气隙的机构
转轴连接壳与紧缩盘:
以专利紧缩盘装置与电机及负载轴连结。
2.2、永磁调速工作原理
电机与负载之间的扭矩传输，不同于常规的硬机械连接方式，是通过气隙连接的，它不仅可以通过调整气隙实现转速调整。
安装于系统中，永磁调速器PMD可响应于过程信号。
压力、流量、液位、或其它过程控制信号被控制系统接收和处理，然后提供到PMD的执行器。
该执行器调整气隙，从而调整负载速度以满足控制要求。
流量/压力/温度传感器检测负载受控制量。
通过逻辑控制器PLC将检测量通过PID调节，变成4～20mA信号驱动角度执行机构，推动PMD的气隙调节动作
人机界面用于客户设定负载输出量的界面
整个控制系统为全自动，当自动系统故障时，可通过执行器手动调节气隙。
也可通过人机界面和/或PLC实现远程遥控。
或直接由中央控制系统（DCS）进行远程遥控。
（系统图）
1.
调节范围:
永磁调速可在0~98%的范围内对负载进行无级调速。
2.
可实现过程控制，响应速度快PMD永磁调速接收标准4~20mA信号，根据输入信号调节负载转速，满足系统需求，响应速度快。
3.
空载启动，启动电流冲击小PMD在启动时，将气隙调节到最大，实现空载启动，可极大的降低电机启电流所需时间。
4.
减少振动：
由于PMD永磁调速是非机械连接的调速装置，泵和电机没有机械硬连接，完全是通过气
隙传递扭矩的，这样的好处是隔离了振动的传递，减低振动。
消除振动能力最高可达80%。
5.
可靠性高，维护少:
设备结构简单，故障率底，维护成本低。
6.
使用寿命长:
PMD永磁调速的使用寿命可达30年
7.
节能:
通过调节负载转速，提高效率，减少管路损失，减低电机负荷，节能效果明显。
8.
适应于各种严酷工作环境
电网电压波动较大，谐波含量较高，易燃、易爆，潮湿，粉尘含量高，高温、低温等场所。
9.
无谐波干扰:
非接触性的机械联结，不产生谐波干扰。
三、永磁调速改造方案
3.1设备选型
以负载轴功率和转速为主要选型依据，自冷型永磁调速器传递功率满足现场需求，自冷永磁调速器具体参数见表6。
设备设计寿命为30年。
表6设备选型表
设备型号
ALT570S
设备类型
风冷
最大转速/rpm
1500rpm
传递功率/kW
220kW
峰值转矩/N.m
1680N.m
最小轴端距/mm
580mm
中心高/mm
410mm
3.2详细改造方案
为了更好地满足现场运行和节能的需要，将电机和负载之间的联轴器改为由我公司生产的永磁调速器，通过DCS或者PLC实现自动控制。
3.2.1机务部分
涉及到机务的主要是设备外形、设备安装和现场基础。
我公司根据选型和现场情况分别绘制了设备外形图和现场基础图，分别见图3和图4。
图3永磁调速器外形图
图4设备安装基础图
3.2.2电气控制部分
永磁调速器除按我公司提供的安装图和安装要求安装外，还要在DCS或者PLC系统中对控制系统作相应的程序设计和设置。
要求如下：
1、监测位置和监测点
由3个轴承的温度的监测、显示、告警和停机。
每个轴承有一个监测点，共3个轴承温度监测点。
2、各监测点的设置值
表7温度在DCS或者PLC中设置值
检测位置
高报值
高高报值
一号轴承温度
75℃
95℃
二号轴承温度
三号轴承温度
3、详细要求
（1）一号轴承温度：
监测点温度达到75℃时DCS或者PLC控制蜂鸣器蜂鸣报警，现场检查并排除故障，当超过95℃时DCS或者PLC控制蜂鸣器报警，同时告警灯闪烁，立即停机检查。
（2）二号轴承温度：
（3）三号轴承温度：
4、每台永磁调速器对应控制有关的物料明细
表8电气控制相关的物料明细
项目
信号类型
数量
推荐使用电缆型号
主要参数
智能一体化电动执行机构
输入4-20mA
1台
电源电缆：
普通电缆ZRC-KVVP/四芯
电源380V/AC，输入/出信号模拟量4-20mA，角行程90
输出4-20mA
信号电缆：
一号轴
承测温
热电阻
1套
普通电缆ZRC-KVVP/三芯
分度号PT100
二号轴
三号轴
上表中智能一体化电动执行机构1台、测温探头3个。
我公司提供，各仪表的功能及设置要求详见说明书。
增加就地接线箱一台，DCS或者PLC的所有线连接到接线箱相应位置。
3.2.3热控部分
增加3个轴承温度元件各1支，共3支，相应的电气控制接线。
3.2.4基础改造及施工
1、基础改造目的
●电机和负载轴之间最小轴间距尺寸为：
580mm。
●永磁调速器中心高410mm，保证电机与负载中间安装永磁调速器段基础与我公司永磁调速器设备中心高尺寸一致，以满足最终安装要求。
2、基础施工方案
根据基础图与安装图，施工步骤如下：
准备工作
1拆除联轴器连接螺栓，拆除电机、水泵联轴器。
2拆除电机基座连接螺栓。
3按电机说明书吊装电机至安全区域。
安装步骤
1将电机部分原二次灌浆去除干净。
2按基础图中“割开处”火工切开原电机钢质基座，拆除地脚螺栓连接螺母，吊装电机钢质基座至安全区域。
3按改造基础图制作新基础。
4吊装新制电机基座，并将永磁调速器吊装至电机基座上，粗对中。
5二次灌浆。
6安装水泵端联轴器
7精对中永磁调速器，螺栓组连接固定，确保安全、牢靠。
8吊装电机至新制基座，按永磁调速器出厂说明书与永磁调速器对中，螺栓固定，确保安全、牢靠。
3.3改造及施工参考的技术规范
工程施工过程及验收时应严格遵循合同规定的标准、国家和行业颁布的现行规范和标准，见下表9（不限于下表内容）。
表9工程施工引用技术规范
序号
名称
标准号
1
焊接工艺评定规程
DL/T868-2004
2
设备及管道绝热效果的测试与评价
GB/T8174
3
管道支吊架
GB/T17116
4
《钢筋混凝土结构设计规范》
TJ10-74
5
《普通混凝土配合比设计规程》
JGJ55-2000
同时设备运输、安装、维护与使用必须严格安照我公司提供的使用说明书及安装使用说明书执行。
我公司所引用的技术文件如下：
GB11820-88电站电气部分集中控制装置通用技术条件
GB4720-84低压电器电控设备
IEC44低压开关和控制设备的外壳防护等级
NEMA-ICS4工业控制设备及系统的端子板
NEMA-ICS6工业控制设备及系统的外壳
GBJ232-80电气装置安装工程施工及验收规范
GA/T75-84安全防范工程程序和要求
GB22820-88电站电气部分集中控制装置通用技术条件
B/T8218-1888工业过程测量和控制系统用电动执行机构
四、设备材料及报价
4.1永磁调速器供货一览表
设备名称
单位
永磁调速器
ALT490
台
永磁调速器底座
套
永磁调速器防护罩
FHZ490
7
联轴器
胀套
6
法兰
智能电动执行机构
SND-QTJ100
8
电动执行机构底座
9
测温探头
支
10
接线箱
11
附件（各底座地脚螺栓、设备间链接螺栓及连杆组件）
12
电缆（用于接线箱与设备间）
米
待定
4.2设备报价
名称
规格型号
单位数量
估计费用（万元）
永磁调速装置
33.8
控制电缆（用于接线箱与设备间）
合计
33.8万
风冷调速器价格
a）不包括基础改建、现场施工费用和运费。
但包括现场安装指导费用、标配仪表和标配电动执行机构（非标配另外计费）。
b）对于立式系统、加支撑的系统、防爆环境，价格增加5%，价格不累加。
c）风冷系统PLC控制系统1万。
五、工程施工周期
供货时间，合同生效后30天。
现场安装调试5天。
表11改造施工进度表
计划名称
主要内容
所需时间
技术准备
设计资料整理与准备
5天
生产准备
4天
外协采购与零件生产
10天
装配
设备组装
1天
跑合实验、厂内验货
实验台跑合实验
发货
装箱发货
3天
买方安装调试
买方现场安装与调试
评审验收
30天
六、现场安装及售后服务
6.1现场安装
产品现场安装调试由西科节能技术服务有限公司现场指导。
6.2售后服务
本公司郑重承诺：
1年质保，终身维护。
6.2.1售后服务体系
西科节能技术服务有限公司的售后服务体系完全按照ISO9001质量管理体系进行管理。
西科节能技术服务有限公司设立工程部为独立的售后服务部门，其主要职责是及时准确的完成售后服务任务，其售后服务流程简述如下：
（1）来自客户的所有信息均由销售部门收集，这样可以保证所有信息的完整性。
无论公司的任何部门、任何人员接到售后服务的要求，立即转入客户部负责售后服务的专职经理，并进行统一管理。
（2）来自客户的售后服务要求将在西科节能节能技术有限公司客户部进行分类，区分售后服务性质，客户部同时下达售后服务指令。
区分售后服务的性质主要是为了区分故障产生的原因，便于公司对一个阶段产生的售后服务内容进行统计和进一步寻找改进的方法。
（3）售后服务部门接到要求售后服务的指令后，立即开始研究制定方案并准备相关技术资料和需要的材料、元件。
售后服务部门的准备不受销售部区分售后服务性质的约束，即无论售后服务是常规性质，还是由于用户原因产生的损坏，售后服务部门均将同样对待。
售后服务部门将在最短时间内接到售后服务指令，并不受任何约束的进行售后服务准备，保证用户在最短时间得到优质的售后服务。
（4）售后服务人员在作好技术资料和相关元件与材料、工具等。
（5）准备工作后，将以最快的时间赶到现场投入工作。
负责公司供货项目的售后服务工作，以保证用户可以得到及时、高效的售后服务。
西科节能质量保证期内免费提供服务，一年内若期间属于正常损害，本公司只收取元件费：
如为用户在操作、使用等过程中因错误操作产生的设备故障，将适当收取材料费。
质量保证期外，将适当收取材料费和服务费。
所有的售后服务费将通过正式报价的方式和用户进行协商。
在协商过程中，售后服务同时进行。
6.2.2保障能力
体系保障：
详见上述售后服务体系的描述。
人员保障：
我公司有售后服务工程师6余名，均为多年从事售后服务工作专业人员，全部经专业培训。
在售后服务过程中负责在设备安装现场指导技术工人执行售后服务，并解决售后服务过程中出现的技术问题。
6.2.3售后服务内容
（1）我方提供的设备质量保证期为货到现场18个月或者投运后12个月。
（2）在质量保证期内，由于设备本身的质量原因造成的任何损失，我方负责免费更换。
（3）质量保证期满后，我方协助买方对所提供的设备进行定期的检验和保养并负责终身有偿维护。
（4）售后服务的方式为现场服务和电话答疑。
设备安装、调试直至投运期间，我方将派驻一名有三年以上工作经验的工程师到现场进行跟踪服务，确保现场工作的顺利进行。
设备投运后，用户可随时打电话到本公司客户部进行咨询，本公司售后服务人员将会以认真负责、谦虚礼貌的态度给与热情对待。
（5）售后服务内容为：
①现场运行、现场配合开箱验收。
②指导安装，进行模拟调试，配合送电，设备正常运行后定期进行检验和保养。
③进行厂内理论培训和现场操作培训。
培训内容：
了解零件的常用技术参数、产品工艺结构及掌握设备操作方法。
设备出厂的检验标准及检验项目的结构以及设备的运输、装卸要求及注意事项。
重点掌握设备的质量及相关的要求和要点、机械、电气性能及试验方法与常见故障及突发事件的处理方法，提供以下服务：
1按期、按质交货；
2免费指导安装调试；
3免费现场运行检查维护；
4质保期内免费保修；
5终身有偿保修；
6免费代培操作人员。
七、公司简介
7.1公司简介
西安西科节能技术服务有限公司隶属于西安科技大学高新学院，成立于2007年，注册资金1000万元，位于西安高新产业开发区，是行业领先的节能技术服务商，是首批国家发改委节能服务公司备案单位、节能服务产业协会会员，通过了ISO9001：
2008国际质理管理体系认证、拥有多项节能技术专利。
公司依托西安科技大学先进的技术力量，拥有博士、资深专家组成的高水平节能技术服务团队。
根据客户的实际情况，拟定最优节能方案，采用“EMC合同能源管理”及“BEPC总承包”等商业投资模式，有效地降低客户能源运营成本。
西科节能技术服务有限公司专业致力于余热回收利用、水轮机节能改造、地（水）源热泵、煤层气利用、除尘、脱硫脱硝技术、调速节能技术、LED高效照明和工业、建筑能源管理系统等节能技术的咨询服务、技术推广研究及应用。
在石化、冶金、煤矿、水泥等行业为客户提供节能项目设计、施工、调试；
能源效率诊断、能源审计、节能评估、节能技术咨询、培训；
投、融资等全方位服务，满足工矿、企事业单位、公共建筑等不同领域的节能服务需求。
在国家发展和改革委员会、节能服务产业协会、西安科技大学高新学院的大力支持下，西安西科节能技术服务有限公司作为总的运营平台，真正做到高效节能的公司化、专业化。
以国内外节能产品制造商为技术依托，联合商业投资机构，为企业和公共机构提供优质的节能服务。
7.2公司组织架构
7.3资质证书
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