一、案例名称
济南钢铁股份有限公司烧结厂主抽风机高压变频项目
二、案例业主
山东钢铁济钢集团有限公司1958年建厂,是特大型钢铁联合企业。拥有从原料、烧结、球团、炼铁、炼钢到轧钢完整的生产工艺系统,产品以中板、中厚板、热轧薄板、冷轧薄板为主,钢、钢材年产量超过1000万吨。济南钢铁集团新区炼铁厂位于济南市历城区郭店镇,目前拥有320㎡、400㎡两条烧结生产线。
三、项目实施单位
北京利德华福电气技术有限公司
四、案例内容
(一)原系统(设备)主要参数及用能情况
配套电机技术参数:
电动机类型 |
T5600-6/1730 |
额定电压(U0) |
10000V |
额定功率(kW) |
5600 kW |
额定电流(I0) |
371A |
转 速(n0) |
1000r/min |
额定频率(f0) |
50Hz |
励磁电压(U’0) |
66V |
励磁电流(I’0) |
383A |
功率因子(cosφ) |
0.9 |
|
|
传统形式的烧结主抽风系统为,主抽风机电机始终工作在工频电网下,对烧结生产中的风量、负压的调节仅通过改变风机挡板开度来实现,此种方式已沿用多年,并逐渐暴露出了其内在的不足:1、对风机挡板控制相对粗略,无法较准确地调整风机的风量等系统参数。2、风机始终工作在工频状态,无节能效果,提高了烧结矿成本。
(二)节能改造内容
系统为一拖一自动工/变频切换方案,1#、2#主抽风机分别采用一套变频调速装置驱动。其中QF表示高压开关、TF表示高压变频器、M表示电动机; QF10、QF15、QF16、M1、 QF20、QF25、QF26、M2为现场原有设备、QF14和QF24为激磁涌流抑制柜旁路高压开关。QF12和QF13之间、QF22和QF23之间均存在电气和逻辑双重互锁关系,防止变频器输出侧与10kV电源侧短路等严重事故。
该加热炉原混合煤气消耗指标为312.42 m³/t,由此计算出吨钢节约煤气26.24 m³/t,节能比例为9.3%。
据新冶钢提供的混合煤气成分,计算得到混合煤气低位发热量为1400大卡。2011年1至5月份,共节约煤气2198497.73 m³,折合成标准煤为439吨,减少二氧化碳排放1160吨。由此推算全年节约标准煤超过1000吨,减少二氧化碳排放近2500吨。
2011年1至5月份,节约煤气创造的经济效益超过40万元,预计全年此项节约成本100万元以上。
根据生产数据,预计炉筋改造所带来的其他方面全年收益为:增产收益300万元,减少氧化烧损收益150万元,减少轧辊损失以及节水节电收益45万元,则全年总收益近500万元。
五、商业模式
本项目采用合同能源管理效益分享型模式运作。项目实施单位提供炉筋管设备改造的技术支持并承担设备改造费用,除此之外,还提供生产用能服务,即组织专业节能工程师常驻现场,为炉筋设备的安全运行提供技术保证,并参与日常生产操作以及检修维护,为业主提供长期有效的节能技术服务。
在炉筋管节能改造完成且设备运行正常情况下,业主签署验收证明,正式进入为期三年的合同执行期。在此期间,不改变加热炉的能源种类以及计量方式,采用节约煤气产生的效益进行分享的方式回收投入成本。合同满三年,炉筋设备归业主方所有,节能服务公司仍无偿提供技术咨询服务。
六、融资渠道
本项目总投入为150万元,其中设备投入80万元,施工及运行维护费用25万元,后期运营成本预计投入45万元,由节能服务公司自有资金提供。
协调控制柜完成工变频的整体控制,包括现有工频回路的控制,变频回路的控制;变频到工频、工频到变频的异步投切。
主抽风机变频协调控制系统结构如下图所示。通过2台上位操作员站(协调系统操作站)实现系统的远程监控功能。
正常运行情况下,变频系统协调控制柜(简称:系统柜)接受操作员站发出的主抽风机启动指令,并根据运行方式选择自动顺控启动QF12(QF22)、QF11(QF21)、QF10(QF20),变频器自动控制QF14(QF24)合闸,系统自动操作合软启动柜旁路开关QF15(QF25)、投入励磁柜建立励磁,启动变频器运行。亦可通过手动操作高压开关依次合闸启动主抽风机变频运行。主抽风机变频改造后,保留主抽风机的入口挡板开度调节功能,运行人员根据烧结生产线的风量需求调节变频器转速控制风量,风机入口挡板开度控制在95%以上。工频运行时,恢复入口挡板开度调节。
(三)系统(设备)改造后用能情况
工频状态下耗电量
计量日期 |
计量时间 |
总耗电量 (kWh) |
主抽耗电量 (kWh) |
烧结矿产量 (吨) |
2010.12.9 |
24小时 |
246400 |
233000 |
10386 |
变频状态下耗电量
计量日期 |
计量时间 |
总耗电量 (kWh) |
主抽耗电量 (kWh) |
烧结矿产量 (吨) |
2010.12.11 |
24小时 |
192800 |
178471 |
10265 |