焦化除尘风机变频改造方案.docx
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焦化除尘风机变频改造方案
焦化厂
630KW高压风机及110kw低压风机系统节能改造规划报告
第一章综合说明
1.1项目背景
本方案建议书的编制是依据国务院办公厅《关于进一步加大工作力度确保实现“十二五”节能减排目标的通知》精神为指导，紧密结合山西曙光集团诚信焦化厂节能改造的实际需求，充分考虑山西曙光集团诚信焦化厂重点耗能高压风机改造和整体系统节能相结合的要求，经现场调研和贵单位提供的高压风机台账，最终确定了山西曙光集团诚信焦化厂高压风机节能改造及整体系统节能建设项目内容、实现目标、采用的主要技术路线及投资效益分析等。
1.2项目周期
本项目的建设期为2个月，自2014年3月始，至2014年5月止。
本项目的节能效益分享期的起始日为验收合格后开始,效益分享期：
方案一：
分享周期48个月，重庆堪文节能科技有限公司分得80%收益。
方案二：
分享周期60个月，重庆堪文节能科技有限公司分得70%收益。
节能收益的核算以挂表计量方式为准，电价按0.5元/kwh计算。
1.3风机现状分析
经过我公司技术人员与贵单位技术人员及现场操作人员在山西曙光集团诚信焦化厂的仔细调研和现场查勘，了解到山西曙光集团诚信焦化厂的高压风机属于间歇性负载，风机转速变化很大，需要依靠液耦来实现调速，大量的能源消耗在这些无用功上面。
对于110kw低压风机而言，电机额定转速过高，导致风机流量严重超过需要值，需要用分流阀来排出，能量浪费巨大。
企业节能主要体现在提高高压风机的使用效率。
改造高压风机，选用先进、节能、高效的新型高压变频器，配合先进合理的ASMS自动化控制系统，保证高压风机运行在高效状态，使之达到较高节能效果。
第二章风机节能分析
2.1高压风机节电率分析
2.1.1高压风机现场技术参数
电机参数
风机参数
运行参数
功率
电压
额定电流
功率因数
效率
额定流量
额定压力
额定转速
实际转速
实际电流
运行时间
630
10
45.87
0.86
0.95
128160-
352439
6747-
4979
960
高速旋转：
841.9
低速旋转：
168.5
满载33.3A空载17.45A
满载：
15小时；
空载：
5小时
2.1.2节能计算:
●满载运行时：
节能计算-满载
名称
标识
填写与计算数据
公式
备注
实际电压
U
10.4
电机的
实际电流
IS
33.3
功率因数
cosФ
0.86
电机效率
η（有效功）
0.95
电机输出功率
P1
490.05
风机/水泵实际轴功率
P2
431.25
P2=P1*0.95
液耦实际转速
NS（液耦实际转速）
841.9
液耦额定转速
NE（液藕额定转速）
960
转速比
K
0.877
K=NS/NE
节电率
0.1107
节电功率
△N
47.75
△N=*P2
运行时间
T（时间h）
5475
每天满载运行15小时
电价
F（电价kwh）
0.5
节电费用
W（费用）
130709
W=△N*T*F
●空载运行时：
节能计算-空载
名称
标识
填写与计算数据
公式
备注
实际电压
U
10.4
电机的
实际电流
IS
17.45
功率因数
cosФ
0.86
电机效率
η（有效功）
0.95
电机输出功率
P1
256.8
风机/水泵实际轴功率
P2
225.99
P2=P1*0.95
液耦实际转速
NS（液耦实际转速）
168.5
液耦额定转速
NE（液藕额定转速）
960
转速比
K
0.176
K=NS/NE
节电率
0.742
节电功率
△N
167.69
△N=*P2
运行时间
T（时间h）
1825
每天空载运行5小时
电价
F（电价kwh）
0.5
节电费用
W（费用）
153015.86
W=△N*T*F
注：
以上计算数据仅为参考数据，实际节能情况应根据现场具体研究。
2.2低压风机节电率分析
2.2.1低压风机现场技术参数
电机参数
运行参数
功率
电压
额定电流
功率因数
效率
挡板开度
实际电流
实际电压
运行时间
110
380
220
0.86
0.94
25%
150A
380v
8760h
2.2.2节能计算
名称
标识
填写与计算数据
公式
实际电压
U
0.38
实际电流
IS
150
功率因数
cosФ
0.86
电机效率
η
0.95
电机输出功率
P1
80.657508
风机/水泵实际轴功率
P2
79.04435784
P2=P1*0.98
风机/水泵实际转速
QS（实际风机流量）
6
风机/水泵额定转速
QE（额定风机流量）
10
转速比
K
0.6
K=QS/QE
节电率
0.6
节电功率
△N
47.4266147
△N=*P2
运行时间
T（时间h）
8760
电价
F（电价kwh）
0.5
节电费用
W（费用）
207728.5724
W=△N*T*F
2.3节能数据汇总
数据
负载
工频有功功率（kw）
变频节电率（相对有功功率）
变频节电量（kw）
变频年节电费（万元）
备注
高压风机
满载
490
11.07%
47.75
13.07
空载
256.8
74.2%
167.69
15.3
低压风机
80
60%
47.43
20.8
合计
49.17万元
第三章高压风机改造实施方案及预算
3.1机械部分
传动轴代替液力偶合器的方法
1、依据原液力偶合器尺寸，加工一根总长度为1390mm的传动轴。
2、从原设备系统中拆除液力偶合器，并使用液压拉马，将液力偶合器的输入端半联轴器和输出端半联轴器及键取下，一起作为备用。
3、将输入端半联轴器和输出端半联轴器连接，安装到已加工完毕的传动轴上，并用它们代替原设备系统中的液力偶合器。
3.2电气部分
3.2.1方案介绍
根据第一章中客户项目情况，以及改造说明，重庆堪文节能科技有限公司为此项目自动一拖一旁路解决方案，此方案确保在变频系统故障的情况下，整套风机系统不停机，保障了生产安全及连续性。
此方案的实施需采购自动旁路柜及对应连接组件，并和变频系统形成良好并联，由重庆堪文节能科技有限公司负责完成。
系统图如下所示：
说明：
10kV电源经变频装置真空接触器KM2到高压变频调速装置，变频装置输出经出线真空接触器KM3送至电动机；
10kV电源还可以经旁路真空接触器KM1（或开关）直接起动电动机。
变频装置的输出真空接触器KM3和旁路真空接触器KM1互相闭锁，即KM3和KM1不能同时闭合。
运行方式：
变频运行时，断开KM1，闭合KM2和KM3；工频运行时，断开KM2和KM3，闭合KM1。
切换说明：
当变频装置出现故障或者工程检修时，变频器可以断开出线真空接触器KM3和进线真空接触器KM2，将变频装置隔离，闭合旁路真空接触器KM1，使运行风机机组在工频电源下正常运行。
3.2.2高压变频器安装
1、变频器室布置
根据勘查除尘风机旁电控室，变频器的合理摆放位置为：
图1变频器安装及走线
2、变频器尺寸及安装
型号
尺寸（宽*深*高）（mm）
包装后尺寸（宽*深*高）（mm）
变压器柜重量（kg）
功率柜重量（kg）
整机重量（kg）
HD90-J100/800-DN
4550*1391*2282
4590*1471*2485
2200
1173
3500
电缆沟及变频器安放空间要求：
图2变频器安放空间
（1）变频器周围预留空间，前面1.5米，后面1.0米，左右0.8米，顶部1.0米（风机到顶部），此预留空间为最小值。
（2）电缆沟可根据实际线缆数量确定深度，必须具备防水、防尘、防鼠等功能。
（3）设备基础使用12#槽钢预埋，外形见上图，安装平面必须平整，且露出地面5mm。
（4）地缆沟内做好电缆支架。
（5）变频器直接焊接在基础预埋12#槽钢上，接地点与基础槽钢焊点结实，以保证变频器柜体与厂房大地连接可靠。
●安装场地不应有严重粉尘污染，不存在腐蚀和爆炸性气体。
●安装场地应有容量不小于15KVA，电压为AC380V±10%的专用控制电源。
●应有为变频器提供的可靠接地极，接地电阻不大于4欧姆。
●为变频器提供的高压电源点已经采取了有效的防雷措施。
●变频器设备安装场地必须保留足够的操作、维护与散热空间。
安装设备后的净空间满足现场条例要求，变频器与墙壁的距离不少于1米。
图3变频器主视图
图4电缆沟俯视图
图5变频器安装侧视图
图6槽钢连接视图
3、线缆布置
变频器进线：
（1）在控制室屋檐处安装桥架，长度至电缆沟上端，折下延至电缆沟，进入变频器室。
（2）将电机进线拆卸，通过新安装的桥架及电缆沟，接入变频器输入端，作为变频器输入电源。
变频器输出线缆：
从变频器输出端，接线缆走电缆沟到电机室，作为电机输入。
3.2.3HD90与DCS接口
1、硬线连接
HD90系列高压变频器可以提供给客户使用的输入输出端子包含有：
10路开关输入、16路开关输出、4路模拟量输入和5路模拟量输出端子，方便客户对变频器进行控制，其中一部分常用IO端子信息如下：
序号
DCS系统上传信号
性质
接线方式
备注
1
高压合闸允许
DO开关量
端子排
独立无源干按点
2
高压已合
DO开关量
端子排
独立无源干按点
3
高压分闸
DO开关量
端子排
独立无源干按点
4
变频器报警
DO开关量
端子排
独立无源干按点
5
变频器故障
DO开关量
端子排
独立无源干按点
6
变频运行
DO开关量
端子排
独立无源干按点
7
变频停止
DO开关量
端子排
独立无源干按点
8
变频启动准备就绪
DO开关量
端子排
独立无源干按点
序号
DCS操作下传信号
性质
接线方式
备注
1
变频启动
DI单脉冲量
端子排
独立无源干按点
2
变频停止
DI单脉冲量
端子排
独立无源干按点
3
故障复位
DI单脉冲量
端子排
独立无源干按点
4
紧急停车
DI单脉冲量
端子排
独立无源干按点
序号
模拟量输入信号
性质
接线方式
备注
1
频率给定
AI（4～20mA）
端子排
模拟信号
2
备用
AI（4～20mA）
端子排
模拟信号
序号
模拟量输出信号
性质
接线方式
备注
1
输出频率
AO（4～20mA）
端子排
模拟信号
2
升级会员 