馬鋼燒結主抽風機變頻節能改造

張 云，楊 進

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司設備部，安徽馬鞍山 243000）

馬鋼燒結主抽風機變頻節能改造

張 云，楊 進

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司設備部，安徽馬鞍山 243000）

馬鋼燒結系統使用的抽風機耗電較高，為降低電耗，決定實施節能改造。在分析、研制的基礎上，結合現代科技，采取了切實可行的措施，并成功地實施了改造，達到了節能降耗的效果，取得了明顯的經濟效益。

風機；變頻系統；節能；電耗

1 概述

馬鋼股份公司第三煉鐵總廠現有A、B兩臺燒結機，每臺燒結機由2臺主抽風機組成，每臺主抽風機由一臺功率為7800 kW的同步電機拖動運行，采用西門子變頻軟啟動方式啟動電機。每臺燒結機月耗電量約600萬kW·h左右，在燒結生產中耗電比重較高。為了降低燒結生產的電耗，我們在此方面進行了探索，將傳統的大風機電機采用軟啟動方式啟動，工頻運行模式，改為既具有軟啟動功能，又具備調速功能的變頻方式，從而有效地降低了燒結生產的用電成本，效果較好，值得推廣。

2 改造前存在的主要問題

2.1 設備元器件老化，故障率較高，影響正常生產。馬鋼股份公司第三煉鐵總廠A、B燒結機自2006年投產至今已有十多年，變頻器等電氣設備控制元器件老化，部分模塊損壞，出現無法正常開機情況，對燒結生產影響較大。

2.2 通過對風機運行工況數據分析，燒結生產負荷的波動以及風門擋板的調節存在著較大的電量損耗。第三煉鐵總廠A、B燒結機主抽風機共4臺，均為工頻運行和擋板調節風量，根據現場數據的統計，風機風門平均開度為74%，負壓為15 kPa，因此，當生產負荷波動時，需要經常調節風門擋板，這期間存在著較大的電量損耗。

3 改造措施

利用變頻控制技術，改風門調節風量為電機調速調節風量，降低電機電量的消耗，降低風門損耗，預計每臺風機電機年總節電率達到20%左右。

3.1 改造內容

本次改造為A燒結機的1#、2#主抽風機和B燒結機的3#、4#主抽風機，分步進行，主要的工作內容包括：電氣設備采購、土建施工、現場安裝調試。其中電氣設備包括新增高壓變頻成套設備、高壓開關柜、勵磁柜、控制屏、PLC柜，并配套空水冷卻柜配電柜、雜用電配電柜、照明、檢修及消防設備、電纜轉接箱；土建施工包括新建變頻器室、電纜溝、橋架及其電纜敷設；現場安裝調試包括原設備的拆除，新設備的就位，設備低高壓單機調試，設備低高壓聯調。

3.2 改造步驟

3.2.1 對主抽風機的一次電氣系統進行改造

原主抽風機的電氣系統見圖1。

圖1 主抽風機的電氣一次圖

說明：（1）采用雙10 kV母線供電方式，每條母線帶動兩臺電機，雙母線之間帶有母聯柜。

（2）采用西門子軟起設備啟動電機，其中西門子軟起設備采用的是二拖四的設計方案。電氣連接與結構示意圖見圖2。

圖2 電氣連接與結構示意圖

說明：其中虛線內的為整個燒結主抽風機的電氣系統。包括的設備有10 kV進線開關柜、西門子軟起設備、電機、風機、勵磁柜、油站、低壓配電柜、后臺監控系統。

改造后的一次原理圖見圖3。

說明：

（1）整個高壓開關柜都為新增，與原來的高壓系統沒有關聯。

（2）主回路：采用每2臺電機使用二拖二控制方式。正常情況下，每臺變頻器拖動1臺燒結機帶2臺主抽風機電機生產，在其中1臺變頻器故障時，由另1臺正常的變頻器代替出故障的變頻器拖動另1臺燒結機帶2臺主抽風機電機生產，不會出現因其中1臺變頻器故障造成生產中斷的情況。

（3）勵磁柜：4臺勵磁柜也為新增，與原來的勵磁沒有任何關聯。

（4）因為對原來的啟動設備未做任何的改動，在施工及其調試過程中，完全不影響原先設備的運行。

3.2.2 控制系統的改造

新增2套后臺控制系統（1#、2#主抽風機共用一套，3#、4#主抽風機共用一套），將原風機、電機、油站等信號接到該控制系統。該控制系統具備對新增的設備及原來的設備，如電機、風機、油站等進行時時監控，并將其信號相遠傳至DCS系統等功能。

3.2.3 對冷卻系統進行改造

新建高壓變頻室采用高壓變頻器專用的冷卻系統。針對如此大容量的變頻設備，采用空水冷散熱方式進行冷卻。新建兩套冷卻系統，由空水冷卻器、閉式冷卻塔、增壓水泵、冷卻水水箱、后臺控制系統及其閥門管道等設備組成。每2臺變頻器共用一個冷卻系統。其原理是將變頻器散發的熱量經過空-水冷卻柜進行冷卻。

4 改造效果

4.1 經濟效益

圖3 改造方案實施后的原理接線示意圖

馬鋼股份公司第三煉鐵總廠A、B燒結主抽風機變頻改造，采用能源合同管理模式，利用高爐定修機會，于2017年3月完成了改造。通過對改造后風機的運行情況現場檢測，風量、壓力、運行功率均達到了預期目標，電機電耗明顯下降，4臺電機平均每天節電約12萬kW·h，若電價按0.616元/kW·h（以目前安徽省110 kV平段電價為參考依據）、全年運行330天計算：

每年節電效益為：330天×12萬kW·h/天×0.616元/kW·h＝2439.36萬元。

節電率為：30天×12萬 kW·h/天÷1200萬kW·h＝30%。

4.2 其他效果

通過變頻改造，還帶來了以下效果：

（1）改變了以前值班人員手動調節風機風門擋板，控制風量的現狀，實現了系統的高度自動化。

（2）變頻裝置更新后，解決了原變頻器控制元器件老化的情況，有利于燒結生產的正常進行。

（3）通過變頻調速，使電機轉速較以前明顯下降，電機軸承等部件磨損較以前減輕，從而延長了該設備的運行壽命，降低了其設備的維修費用。

5 結束語

馬鋼股份公司第三煉鐵總廠A、B燒結主抽風機變頻改造取得了較好的效果，既改善了設備性能，降低了設備運行與維護費用，提高了系統運行的可靠性，又降低了燒結主抽風機電機能耗，取得了較好的經濟效益。

Frequency-changing Energy Saving Transformation of the Main Exhaust Blower of MaSteel’s Sinter System

ZHANG Yun，YANG Jin
(Equipment Department of Maanshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Maanshan,Anhui 243000,China)

The exhaust blower of MaSteel’s sinter system had high power consump tion,so it was decided to carry out an energy saving transformation to reduce power consumption.On the basis of analysis and research and combined with modern science,practical measures were taken and the transformation was successfully carried out,which has achieved the effect of energy saving and produced significant economic benefit.

blower,frequency changing system,energy saving,power consumption

TM34

B

1006-6764(2018)01-0017-03

2017－09－05

張云（1966－），男，1988年畢業于沈陽大學工業電氣自動化專業，高級工程師，現從事設備管理工作。