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車間負壓風機_轉爐煉鋼除塵現狀及常見問題分析窯爐百科故障診斷
| 轉爐煉鋼除塵現狀及常見問題分析 |
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| 轉爐煉鋼除塵現狀及常見問題分析
轉爐除塵工藝直接決定著國家的節能減排政策能否很好的實施。下面簡單介紹我國轉爐除塵的現狀，國內常用工藝流程，重點是討論幾種除塵工藝的優缺點及改進建議。 一、煉鋼轉爐煙氣特點 在轉爐吹煉過程中，轉爐中產生約1450℃的高溫廢氣，主要成分是CO、O2、CO2、N2和SO2，CO含量可高達80%以上。含有大量的粉塵，含塵濃度可達150-200g／Nm3，噸鋼可產生10～30kg粉塵。所以轉爐煙氣具有高溫、有毒、易燃易爆、含塵量高等特點。同時轉爐煙氣又具有很高的利用價值，具有潛熱、顯熱等大量能量，煙氣中的粉塵也含有50%以上的全鐵，可以循環利用。 轉爐煉鋼是間歇式生產，所以轉爐煙氣的生產也是間斷的，使得煙氣處理控制系統變得更加復雜。 二、目前常見處理工藝 煉鋼轉爐煙氣除塵分為濕法和干法兩大類。最具代表性的是OG濕法除塵工藝和L―T干法除塵工藝。 (一)OG濕法除塵工藝 最具代表性的是“雙文程式”的工藝流程，簡稱OG法，目前世界上大部分轉爐都采用這種方法。該流程是：轉爐煙氣經罩裙、Ⅰ至Ⅳ段汽化冷卻煙道冷卻之后，由1600℃降至800℃左右，然后進一文、二文進一步降溫并除塵，再經誘引離心風機到三通切換閥，煤氣合格的進入回收系統，達不到煤氣回收要求的煙氣進入放散塔點火排放。 OG系統根據文氏管的原理知道文氏管是靠喉口處高速氣流使噴入的水二次霧化，以增大水滴的表面積，捕捉更多的粉塵，這種原理使文氏管阻損很大。因而系統存在著阻力大、用水量大、凈化效果不理想的問題，造成水、電浪費的現象比較嚴重。并且系統經常采用的折板式水霧分離器、絲網脫水器等脫水設備效果不理想、易堵塞，造成風機故障率高；粉塵排放率超標。 “OG”流程的優點是安全可靠，系統比較簡單，但存在諸多問題。主要有： 1、一文、二文需要的除塵水量很大。 2、蒸汽和濕粉塵粘結到引風機葉片，造成轉子不平衡，引起風機震動損壞，故障率高，影響系統正常穩定運行。 3、系統易結垢，導致除塵能力下降，集塵效果和凈化效果變差，爐口煙塵外溢、放散塔冒黃煙。 4、系統阻力大，耗電高。 5、污泥處理工序復雜且容易造成二次污染。 6、受文氏管效率影響，煙塵排放濃度偏高(為100mg／Nm3)。 (二)L―T干法除塵工藝 近年來發展起來的干法除塵工藝，是由西德魯奇、蒂森公司聯合推出的，簡稱LT法。工藝流程是：煙氣進入汽化冷卻煙道間接冷卻之后，再用蒸發冷卻器直接進行冷卻―向通過蒸發冷卻器內的煙氣噴入霧化水。噴入的水量，要準確地隨煉鋼生產過程中產生熱氣流的熱焓而定，將煙氣冷卻到150℃一200℃后，經由煤氣管道引入靜電除塵器進行精除塵。然后通過引風設備――軸流式鼓風機進入煤氣切換站，合格的煤氣經進一步冷卻之后進入回收系統，不合格的煤氣經放散塔點火放散。 L―T流程的優點是，不需廢水處理設備和污泥脫水設備等，因此干法除塵具有水耗低、無污水處理系統、電耗低、風機運行穩定、粉塵排放濃度低(為10mg／Nm3)等諸多優點。 存在一些問題主要是： 1、干法除塵造價高、自動控制連鎖多，要求自動化程度高。 2、采用的機械設備多，結構復雜，故障率高，維修時間長。 3、由于蒸發冷卻使煤氣中含有較高的水分，易形成結露，影響極間距離和運行電壓,大型屋頂風機，還影響輸灰系統設備運行壽命，為此對蒸發冷卻塔水量、水壓控制有嚴格要求。 4、蒸發冷卻器壁上結垢問題還沒有很好的解決。 5、泄爆頻繁，影響電除塵器內部件的壽命和除塵效果。 6、除塵后煤氣溫度高，還必須采用專門的冷系統進行冷卻后才能進煤氣柜。 (三)近年出現的新工藝 1、塔文流程 塔文流程是德國Luugi.Bischoff公司開發的技術。工藝流程為：轉爐煙氣經活動煙罩收集后，進入汽化冷卻系統冷卻，然后進入除塵塔(含RSW環縫清洗裝置)，也就是將洗滌塔與環縫文氏管組合在一起成為高效除塵塔，再到脫水器脫水，然后通過誘因風機進入切換系統，或回收或放散。 該系統具有凈化效率高，系統阻力小、風機能耗低、系統簡單等特點。但是也存在投資高、除塵水用水量偏大、塔文結構復雜、檢修清理不便的問題。 2、高效噴霧洗滌塔加環縫文氏管的工藝流程(稱為新OG系統) 國內自行研制的一種新工藝，已經用于近20座100噸以上轉爐，將干法除塵的一些技術移植到濕法除塵系統，對濕法除塵的一些關鍵設備進行了突破性的改進，形成了新的濕法除塵工藝，工藝流程為煙氣通過汽化冷卻煙道冷卻之后，溫度由1450度左右，降至800度左右，然后經過高溫非金屬膨脹節進入高效噴霧洗滌塔進行精除塵，再進入上行式環縫文氏管進行精除塵，然后進入漩流脫水器進行精脫水，然后通過管道進入風機加壓，回收或者外排。 該流程具有以下特點： 工藝流程簡化； 與傳統的濕法工藝比較節省水量、降低阻力、降低電耗； 從根本上消除了除塵水排除時易裹帶煤氣的安全隱患； 降低了工人勞動強度； 降低了設備故障率，提高了風機運行壽命。 3、高效噴霧洗滌塔加新型RD文氏管的流程 用新型RD文氏管取代4.3所述流程中的上行式環縫文氏管，其他不變，在保證排放效果的前提下，可以使成本進一步降低。 新型文氏管具有以下優點： (1)取消了原R-D文氏管雙側水箱、噴孔、氮氣捅針，使結構更加簡單、制作成本更低。 (2)采用逆向霧化噴嘴，解決了原R-D文氏管噴孔堵塞、氮氣捅針故障率高、維修量大，職工勞動強度高的問題。 (3)解決了原R-D文氏管雙側外噴，噴入的水成柱狀，靠高速氣流沖擊二次霧化，導致阻力增大，并且水的霧化效果不好，凈化效率較低的問題。 (4)解決了原R-D文氏管部分噴水孔堵了之后，造成噴水不均勻，一部分煙氣不能與水接觸，影響凈化效果的問題。 (5)解決了原R-D文氏管雙側噴水一側在收縮段，一側在擴張段，收縮段一側噴水凈化效果好，擴張段一側噴水的凈化效果差的問題。提高了凈化效果排放濃度在50-80mg／m3。解決了風機易積灰，影響使用壽命的問題 (6)解決了原R-D文氏管閥板易結垢卡死的問題。 (7)解決了原R-D文氏管閥板控制系統失靈后風機喘震的問題及因為閥板控制失靈或誤操作關閉二文喉口導致的風機入口管道抽癟的問題。 4、因為新型R-D文氏管直接噴入霧化水，提高了除塵水的利用率，可以節省除塵用水20% 新型R-D文氏管直接噴入霧化水，可以降低高速氣流沖擊水幕造成的阻力，降低阻力20% 新型R-D文氏管不用在非吹煉期自動清掃噴孔，所以不用氮氣做動力源，也簡化了自動控制系統，使系統更簡單。新型文氏管應用于轉爐除塵系統，提高煙氣的凈化效率，延長設備使用壽命，降低系統故障率，起到一定的節水節電作用，還節省了氮氣，降低了運行費用；并且制作費用低、節省了氮氣管道的投資費用；故障率低，降低了工人的勞動強度。在節能減排方面有著積極地作用。 綜上所述，新的轉爐濕法除塵工藝在很長的一段時間內具有推廣應用的前景，尤其是現在各鋼廠小型轉爐紛紛擴容，除塵系統能力明顯不足，一般均對系統進行徹底改造，投資大，工期長，并且污水處理也要做相應改造。如果采用半干法除塵(新OG系統)，阻力可降低3-5Kpa，可節水1／3，就可大大減少改造費用，也可降低改造工期，而不用增大風機，也不用增加除塵水供水及污水處理系統的能力。這樣可以大大減少改造成本，縮短改造時間。 現在國家在節能減排和環境保護方面的工作力度不斷加大，我公司轉爐除塵的達標排放是目前環保工作的重點，尤其是舊區的紅煙治理更是工作的難點。采用先進的“新OG”系統，不僅能夠解決舊區轉爐除塵效果不好的現狀，而且由于其系統本身耗能少，運行成本低，維護簡單，因此可以考慮在新建的轉爐除塵系統上加以應用。 |
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收錄時間:2011年03月31日 02:56:33 來源:未知 作者: |
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風機概況：屬單軸兩級壓縮、增速機傳動、外帶耦合器的聯接方式，風機進出口管道均沒有膨脹節。機組的傳動示意圖見圖1。
圖1 風機傳動結構示意圖
機組的布置方式：主機布置在二樓的5m層，潤滑油站在一樓0m層側邊布置，整個基礎沒有打樁基，1#、2#機組共用一個混凝土墊層。
因2#機振動相對更大，主要論述2#機的情況。
２ 故障現象
自2006年12月投產運行以來，2#風機振動就一直偏大，在機組四周5m平臺可感覺到基礎的振動，距機組20m左右的操作室也能明顯感覺到振動，機組其他參數正常，風機兩個軸承均設有振動檢測，每個軸承有兩個測振點，呈90°角布置，設置的振動報警值為70μm，振動停機值為90μm，振動信號引入DCS系統顯示。初次運行DCS顯示振動值便達到130μm，機組被迫停機，之后對轉子進行了動平衡校正，但機組仍然運行不了幾天。風機、電機、增速機等各個系統均有較大的振動，同時風機軸承、電機軸承及耦合器等交替出現故障，其中一次電機軸承振動最大達到281μm，通過便攜式測振儀進行頻譜圖分析發現電機軸承出現故障。拆開發現電機前后軸承均已損壞，更換檢修，但只是振動有所減小，機組其他各組件經過幾次維修或更換備件，風機系統振動仍然很大，風機在投運之后的320天中只勉強運行了19天。
2007年10月用便攜式測振儀對機組各部位進行了振動檢測，風機因振動高不能提速，轉速只有1764r/min，電機轉速2985r/min，測點布置見圖2。其中001、002、003、004為軸承位，005、006、007、008、009、010分別為電機和風機地腳螺栓測點。
地腳螺栓按圖3測量。綜合以上數據及頻譜圖分析，機組振動具有以下特征：
�。�1）風機徑向振動值較大，軸向振動也偏大；
�。�2）風機轉頻f10=1764/60=29.4，從風機垂直、水平方向的頻譜圖來看，振動具有倍頻特征，其中1倍頻和2倍頻諧波具有較大峰值，其他高頻成分較少；
�。�3）電機轉頻f20=2985/60=49.75，從頻譜圖看，電機軸承振動也呈倍頻特征，但有很多高頻成分，2倍頻所占比重也大；
�。�4）電機地腳螺栓測點007、008的振動值明顯高于測點005、006的振動值,濕簾空調，振動從螺栓頂部P1往基礎方向P3有逐漸增大之勢，而且在底座與基礎之間（P2與P3）出現了振動突然加大的情況；
�。�5）風機地腳螺栓振動值比較均勻，且明顯小于電機地腳螺栓振動值；
（6）從運行情況來看，機組振動隨轉速的升高而加大。
３ 振動原因分析
從風機軸承振動頻譜圖上看，雖然1倍頻和2倍頻分量較重，但其他高頻成分較少，而且軸承溫度均衡，故判斷風機軸承沒有故障；通過風機地腳螺栓振動數據分析看，風機地腳螺栓沒有松動或接觸不良等故障。
通過以上現象及特征進行分析，可以判斷機組振動有以下原因。
（1）風機轉子不平衡是振動原因之一。風機軸承振動在徑向方向反映最大，且振動值隨轉速的升高而加大，頻譜分析發現1倍頻分量較重，這是明顯的風機轉子不平衡造成的[1] 。而風機轉子不平衡主要是因為輸送的介質是焦化煤氣，含焦油成分比較多，在停機狀態下，盡管對轉子進行了盤車，但蒸汽對葉輪上焦油的沖刷形成的液滴不均勻，導致了轉子不平衡，可是在這之前的檢修也曾經對風機轉子做過動平衡校正，卻只降低了振動，而沒有從根本上解決機組振動問題，因此風機轉子動不平衡只是振動原因之一。
�。�2）系統的對中不良也是引起整個系統振動的主要原因之一。從整個風機系統來看，風機、耦合器和電機交替或同時頻繁出現故障，而且風機和電機頻譜圖上2倍頻分量均較大，故不容忽視，這是整個系統對中不良引起的。
�。�3）電機剛性底座下的墊鐵有松動或接觸不良現象也是引起振動的主要原因。尤其是靠測點007和008邊的墊鐵安裝不密實，有松動。
4 處理措施
�。�1）對風機轉子和電機轉子分別進行了動平衡校正。校正時發現風機轉子初始不平衡量達29538g·mm（標準是1076g·mm），電機不平衡量偏移較小，這與前面的判斷相符，校正后不平衡量均在要求范圍內。
�。�2）重新澆注耦合器和電機的二次灌漿層。在打掉原始二次灌漿層后發現電機鋼底座下的墊鐵各層接觸不良，墊鐵之間有縫隙，接觸面也不平，以測點007、008邊的墊鐵為甚，驗證了前面的分析，對各組墊鐵進行打磨處理，并重新調整，保證每組墊鐵與墊鐵之間、墊鐵與底座之間都處在緊密接觸狀態。在澆灌二次層時確保澆灌密實，不允許有漏漿現象。
（3）重新調整機組各部件之間的對中。在調整時發現每個部件的對中情況都不好，風機機殼和轉子均處于軸向傾斜狀態，傾斜量達0.70mm，風機與增速機之間同心度偏移量達0.20mm。耦合器與增速機之間、耦合器與電機之間的同心偏移量也不同程度超過規定值2.5倍以上，對此，均重新進行了調整。
�。�4）檢查各部軸承均未發現損壞情況，這與前面的振動特性分析相符，對各部軸承只作簡單的拋光和研點處理，各軸承間隙也都在要求范圍內。
5 運行效果
機組經過以上處理后，于2007年10月15日進行系統試車，站在風機四周明顯感覺到振動大大減小，從DCS控制系統上看風機振動位移值穩定在18～22μm之間，機組進入喘振區時，振動值也只有25μm，當轉速穩定在3715r/min時，在原來的測點處用便攜式測振儀進行測量，各振動值見表3和表4。
表3 檢修后機組軸承振動值
測點
垂直向/μm
徑向/μm
軸向/μm
001
11.76
21.25
13.36
002
7.15
15.35
7.31
003
31.20
11.55
22.61
004
此測點因有風扇外殼罩，不便測量，故無數據
注：軸承位測點布置在軸承外殼上
表4 檢修后地腳螺栓各部位振動值
測點
P1/μm
P2/μm
P3/μm
005
24.04
23.28
22.63
006
23.54
22.99
22.06
007
27.62
27.56
28.05
008
26.83
26.69
27.21
009
5.210
5.681
6.985
010
5.832
7.485
8.790
從以上數據看出機組振動已大大減少，其中風機軸承振動比檢修前降低了42%，電機基礎振動比檢修前降低了29%。
之后一直保持連續運行，機組未出現異常，至此，一起因振動導致機組頻繁故障的隱患已解除。
6 經驗與教訓
對1#風機也進行了調整和處理，但風機端同心度偏差很大，受風機導向鍵的限制，在目前的基礎上很難調整，風機與增速機的同心度偏移量仍有0.16mm，而且風機4個機腳存在不平現象，至于導致此種現象是風機機殼變形還是管道安裝應力引起的目前尚不清楚，1#風機因為以上的原因目前振動值在0.40～0.55μm，狀況遠不及2#風機。
從這兩起風機振動的分析與處理來看，對于鼓風機來講，初次安裝非常重要，除保證機組的各項參數在標準值以內外，還要保證管道拼裝時不能強行對接，盡量使管道與管道之間、管道與機組之間采用自然對接，以消除應力；對于隱蔽項目，比如墊鐵的安裝千萬不能輕視，如果中間有哪一個環節未做好，都會影響風機的運行，而且對分析問題帶來難度。
機組的振動是復雜的，其原因也是各種各樣的，在分析問題的時候不能單純地從測量數據進行，要結合設備的性能和特征從多方面考慮，在進行數據分析時要結合振動頻譜特征進行分析，同時對機組的振動檢測需要有連續性，不能單憑一次數據而加以判斷，還要根據趨勢的變化進行判斷[2] 。
設備故障診斷技術的應用可以及時發現設備故障的早期征兆，據此判斷故障可能的發展過程，預防和減少惡性事故的出現，消除故障隱患，變被動維修為主動維修。通過此技術的應用可以查明故障根源，進行一切基于可靠性的精確維修，從而減少盲目和剩余維修[3]。目前我公司設備故障診斷技術的應用尚處于初級階段，僅靠儀器的檢測數據來判定設備故障是片面的，要加上平常對設備的了解等經驗積累，才能對設備故障有一個比較合理的診斷，設備故障診斷技術還有待進一步提高。
我國的電動機用電量占全國發電量的60％～70％，風機、水泵設備年耗電量占全國電力消耗的1/3。造成這種狀況的主要原因是：風機、水泵等設備傳統的調速方法是通過調節入口或出口的擋板、閥門開度來調節給風量和給水量，其輸出功率大量的能源消耗在擋板、閥門地截流過程中。由于風機、水泵類大多為平方轉矩負載，軸功率與轉速成立方關系，所以當風機、水泵轉速下降時，消耗的功率也大大下降，因此節能潛力非常大，最有效的節能措施就是采用變頻調速器來調節流量、風量，應用變頻器節電率為20％～50％，而且通常在設計中，用戶水泵電機設計的容量比實際需要高出很多，存在"大馬拉小車"的現象，效率低下，造成電能的大量浪費。因此推廣交流變頻調速裝置效益顯著。
采用變頻器驅動具有很高的節能空間。目前許多國家均已指定流量壓力控制必須采用變頻調速裝置取代傳統方式，中國國家能源法第29條第二款也明確規定風機泵類負載應該采用電力電子調速。
變頻調速節能裝置的節能原理
1、變頻節能
由流體力學可知，P（功率）=Q（流量）╳H（壓力），流量Q與轉速N的一次方成正比，壓力H與轉速N的平方成正比，功率P與轉速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，當要求調節流量下降時，轉速N可成比例的下降，而此時軸輸出功率P成立方關系下降。即水泵電機的耗電功率與轉速近似成立方比的關系。例如：一臺水泵電機功率為55KW，當轉速下降到原轉速的4/5時，其耗電量為28.16KW，省電48.8％，當轉速下降到原轉速的1/2時，其耗電量為6.875KW，省電87.5％。
2、功率因數補償節能
無功功率不但增加線損和設備的發熱，更主要的是功率因數的降低導致電網有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當中，設備使用效率低下，浪費嚴重，由公式P=S╳COSФ，Q=S╳SINФ，其中S－視在功率，P－有功功率，Q－無功功率，COSФ－功率因數，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵電機的功率因數在0,玻璃鋼屋頂風機.6-0.7之間，使用變頻調速裝置后，由于變頻器內部濾波電容的作用，COSФ≈1，從而減少了無功損耗，增加了電網的有功功率。
3、軟啟動節能
由于電機為直接啟動或Y/D啟動，啟動電流等于（４-7）倍額定電流，這樣會對機電設備和供電電網造成嚴重的沖擊，而且還會對電網容量要求過高，啟動時產生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命。節省了設備的維護費用。
1.上海機電設備招標公司（以下簡稱：招標機構）受上海氯堿化工股份有限公司以下簡稱：招標人）委托，對其下述貨物和服務采購進行國內公開招標�，F邀請合格投標人就氯化聚氯乙烯（CPVC）項目的下列貨物和服務提交密封投標：尾氣引風機2臺。
（1）技術要求：見本招標文件第八章貨物一覽表及技術規格
（3）交貨時間和地點：2010年12月31日，上海市龍吳路4747號
2.本次招標的合格投標人應滿足的資格要求：符合國家法律法規的獨立法人單位。具有CPVC行業業績。
3.有意愿的潛在投標人可在招標機構得到進一步的信息和查閱招標文件。
4.有意愿的潛在投標人可自即日起每日（節假日除外）至2010年11月8日16：30時止（北京時間），在上海市長壽路285號19樓招標六處（購買招標文件地點）購買招標文件。本招標文件每套售價：300.00元人民幣，如需郵購另加郵資50.00元人民幣，標書售出后不退。
5.所有潛在投標人的投標文件應于2010年11月22日13：30時（北京時間）之前遞交到上海市長壽路285號19樓招標六處（投標文件送達地點），招標機構恕不接收遲于上述投標截止時間遞交的投標文件。
6.本次招標定于2010年11月22日13：30時（北京時間），在上海市長壽路285號19樓招標六處進行公開開標。屆時請投標人的法定代表人或其授權代表出席開標會，并攜帶出席人的身份證和法定代表人授權委托書。
如上述日程安排發生變更，以招標機構發出的書面變更通知為準。
招標人名稱：上海氯堿化工股份有限公司
招標人地址：上海市龍吳路4747號
郵編：200241
電話：021-64340000
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招標機構名稱：上海機電設備招標公司
招標機構地址：上海市長壽路285號19樓
郵編：200060
聯系人：錢應文、張帆
電話：62273607、13818767693
傳真：62271442
郵箱：qian_yw@163.com
開戶銀行：開戶銀行：建行市分行營業部
帳號：帳號：31001550400055646341
進口軸承定期檢修的6點注意事項
1.滾道面、擋邊、滾動體有顯著卡傷的。
2.保持架的磨損嚴重或鉚釘松動厲害的。
3.滾道面、滾動體生銹和有傷痕的。
4.滾動面、滾動體上有顯著壓痕和打痕的。
5.內圈內徑面或外圈外徑上有蠕變的。
6.內外圈、滾動體其中任何一個有剝離的。
???? 上海亞洲首座海上風力發電工程--東海風電場34座風力發電機全部安裝完畢并網發電。該風機鐵芯部件全部采用寶鋼優質高等級無取向硅鋼，這是寶鋼為國家新能源產業以及低碳經濟發展做出的又一突出貢獻。 節能環保已經成為當今世界經濟結構調整的普遍話題。近年來，水電、風電等一批新能源的開發利用逐步興起，特別是海上風電的投入正呈現上升態勢，發展潛力巨大。 東海風電場發電示范工程為上海市重大工程，位于東海大橋一側，項目總投資達23.65億元，是我國第一個由國家發改委正式核準，并列為示范項目的大型海上風電項目，也是亞洲首座海上風力發電場。風電場由34臺國內最大單機容量的風電機組組成，總裝機容量100兆瓦，已于去年五一前投運。 風機是海上風電的核心裝備。由于海上環境復雜，且維護頻率低，要求無取向硅鋼有較好的耐鹽霧腐蝕性和良好的涂層性能，且鐵損低、磁感好。 去年，東海風電場先期試用了三臺采用寶鋼硅鋼的風機。試用結果表明，各項功能指標穩定。因此，用戶決定批量采購寶鋼產品，用于全部風機的組裝。 相關閱讀:
我廠粉針車間空調風機使用Y180L-4 22KW電機和Y180M-4 18.5KW電機各一臺。為保證室內空氣潔凈度的要求，天天24中時運行，周六、周日仍正常運行。造成了風機在不生產期間仍在工況下運行，浪費嚴重。又因風機容量較大，在正常生產情況下電機運行電流僅為24A，實測負荷率為50%，風機機組效率為37%，運行效率低，進一步加大了浪費。 近段時期粉針車間開工較足，這一題目日益突出，為解決這一題目并從長運考慮，決定選用 變頻器 改造現有 設備 。只所以選用 變頻器 是由于： 1、變頻用具有節電效果明顯，調速平穩，易于實現控制等優點; 2、為了突出節能效果，在粉針車間放工后，將風機轉速調低，可進一步節能(一般情況下風量降低為80%，節能達50%)，但仍保證生產車間各室符合工藝要求，如壓力，潔凈度等，這一數據須在設備安裝后進行測試，假如用有級調速很難實現風機在晚間運行在最佳狀態。而變頻器由于在低速情況下有很好的轉矩特性，又可實現無級調速，易于實現上述要求。 一、變頻器容量的選擇： 粉針車間空調風機在正常情況下運行電流為24A，負載率為50%，而變頻器在驅動風機、水泵類等減轉矩負荷時可以用較小容量變頻器驅動大容量電機 ，這時只須保證電機額定電流小于變頻器在變轉矩情況下輸出的額定電流。(變頻器實際輸出容量小于變頻器容量) 現以22KW送風機為例進行計算： (一)實際運行情況： I=24A(實測) U=0.38KV 查<異步電動機最佳運行參數表> I=24.733A COSφ=0.7312 In=42.5A P1=√3UICOSφ =*0.38*24.733*0.7312 =11.90K 正常情況下電機實際輸出功率為11.90KW。 (二)變頻器裝置的容量 PVD=KPn(N/Nn)3 <風機水泵調速節能手冊> N：實際轉速 <變頻調速器在微機控制鍋 爐補水系統中的應用> Pn：電機實際輸出容量 K：裝置容量綜合系數 1.15 PVD：變頻器容量 PVDMAX=1.15*11.90*1=13.865KW (三)變頻器選型： 現今變頻器以國外進口為多。如日立、丹佛斯、倫茨、ABB等，性能高但價格高。國產變頻器價格低，性能稍差。日立J300變頻器在同類進口變頻器中價格較低，采用無速度傳感器矢量控制，具有高起動轉矩，且具有適合風機、水泵的自動節能運行。較為合適。 型號為：日立J300-150HFE 變轉矩時：UN=380V IN=44A PN變=15KW 由以上計算可知：IN變頻器>IN電機 PN變>PNDMAX 因此選用J300-150HFE 15 KW變頻器可滿足要求。 (四)回風機18.5KW 選用J300-150HFE 也可滿足要求，計算略。 二、節能效果： (一)22KW送風機： 1、正常運行情況下電機所需容量：P1=11.90KW 2、改造后：(設電機輸出功率保持不變) COSφ=0.95 U=0.38KV P1=11.90KW I2=P/(√3U COSφ) =11.90/(√3*0.38*0.95) =19.0366A 3、在保持輸出功率不變的情況下電流由24.733A降為19.037A，所節省電能為： P節=√3U(I1-I2)COSφ =√3*0.38*(24.733-19.037)*0.95 =3.5614KW (二)18.5KW回風機： 1、現行情況： I=24.2A U=0.38KV ，查<異步電動機最佳運行參數>，I3=24.692A COSφ=0.777 P3=√3UI3COSφ3 =√3*0.8*24.692*0.777 =12.628KW 2、改造后： COSφ=0.95 U =0.38KV P3=12.628KW I4= P3/(√3U COSφ) =12.628/(√3*0.38*0.95) =20.196A 3、在保持輸出功率不變情況下電流由24.2A降為20.196A所節省電能為： P節=√3U(I3-I4)COSφ =√3*0.38*(24.2-20.196)*0.95 =2.504KW (三)非生產情況下節能分析： 放工后，可將風機轉速降低，這時只需保持室內壓力及潔凈度即可。一般情況下轉速下降到20%時，最高運行效率幾乎不變，但節能效果卻非常明顯。 P=(K3*PN)/η 1)K=N/NN N:實際轉速 NN：額定轉速 ∵N∝f ∴K∝f 2)η：效率 3) P：電機所需功率 1、22KW送風機節能情況 頻率50494847 P輸出11.9011.2010.529.884 P節00.6991.3722.016 頻率46454443 P輸出9.2668.6758.1107.569 P節2.6343.2253.7904.331 頻率424140 P輸出7.0536.5616.093 P節4.8475.3395.807 2、18.5KW回風機節能情況 頻率50494847 P輸出12.62811.8911.1710.49 P節00.7431.462.14 頻率46454443 P輸出9.839.218.618.03 P節2.793.424.024.60 頻率424140 P輸出7.496.966.47 P節5.145.676.16 (四)節能效果計算： 1、工作時間節電量：(設工作時間為8小時，全年305天) (3.5614+2.504)*8*305=14799.58KWh 2、非工作時間節電量：f=45HZ (3.225+3.42)*16*305+(3.225+3.42)*24*60=41996.4KWh 3、全年節電量： 14799.58+41996.4=56795.98KWh 4、節約用度: 工作時間：14799.58*(0.5583*1.5+0.037+0.01)*0.5+14799.58*(0.5583+0.037+0.01)*0.5=6544.74+4479.09=11023.83元 非工作時間：41996.4*0.25*(0.5583*1.5+0.037+0.01)+41996.4*0.75*(0.5583*0.5+0.037+0.01)=19558.77元 5、全年節約用度： 11023.83+19558.77=30582.6元 6、投資用度:日立J300-150HFE 每臺售價為16000元(包含配電柜及其它附件)，調試用度為2400元，共須資金36800.00元。 7、投資回收期為：由上計算知，節約用度為30582.60元，投資用度為36800.00元，則投資回收期為： N=(36800/30582.6)*12=14.44月 三、留意事項： 1、變頻器固然具有很好的節能效果，但初投資大，回收周期長; 2、轉速不能過低，避免電機過熱; 3、在變頻過程中應避免與設備產生共振 4、諧波損耗較大，電磁波干擾，必要加裝濾波裝置。 我廠粉針車間空調風機使用Y180L-4 22KW電機和Y180M-4 18.5KW電機各一臺。為保證室內空氣潔凈度的要求，天天24中時運行，周六、周日仍正常運行。造成了風機在不生產期間仍在工況下運行，浪費嚴重。又因風機容量較大，在正常生產情況下電機運行電流僅為24A，實測負荷率為50%，風機機組效率為37%，運行效率低，進一步加大了浪費。 近段時期粉針車間開工較足，這一題目日益突出，為解決這一題目并從長運考慮，決定選用變頻器改造現有設備。只所以選用變頻器是由于： 1、變頻用具有節電效果明顯，調速平穩，易于實現控制等優點; 2、為了突出節能效果，在粉針車間放工后，將風機轉速調低，可進一步節能(一般情況下風量降低為80%，節能達50%)，但仍保證生產車間各室符合工藝要求，如壓力，潔凈度等，這一數據須在設備安裝后進行測試，假如用有級調速很難實現風機在晚間運行在最佳狀態。而變頻器由于在低速情況下有很好的轉矩特性，又可實現無級調速，易于實現上述要求。 一、變頻器容量的選擇： 粉針車間空調風機在正常情況下運行電流為24A，負載率為50%，而變頻器在驅動風機、水泵類等減轉矩負荷時可以用較小容量變頻器驅動大容量電機 ，這時只須保證電機額定電流小于變頻器在變轉矩情況下輸出的額定電流。(變頻器實際輸出容量小于變頻器容量) 現以22KW送風機為例進行計算： (一)實際運行情況： I=24A(實測) U=0.38KV 查<異步電動機最佳運行參數表> I=24.733A COSφ=0.7312 In=42.5A P1=√3UICOSφ =*0.38*24.733*0.7312 =11.90K 正常情況下電機實際輸出功率為11.90KW。 (二)變頻器裝置的容量 PVD=KPn(N/Nn)3 <風機水泵調速節能手冊> N：實際轉速 <變頻調速器在微機控制鍋 爐補水系統中的應用> Pn：電機實際輸出容量 K：裝置容量綜合系數 1.15 PVD：變頻器容量 PVDMAX=1.15*11.90*1=13.865KW (三)變頻器選型： 現今變頻器以國外進口為多。如日立、丹佛斯、倫茨、ABB等，性能高但價格高。國產變頻器價格低，性能稍差。日立J300變頻器在同類進口變頻器中價格較低，采用無速度傳感器矢量控制，具有高起動轉矩，且具有適合風機、水泵的自動節能運行。較為合適。 型號為：日立J300-150HFE 變轉矩時：UN=380V IN=44A PN變=15KW 由以上計算可知：IN變頻器>IN電機 PN變>PNDMAX 因此選用J300-150HFE 15 KW變頻器可滿足要求。 (四)回風機18.5KW 選用J300-150HFE 也可滿足要求，計算略。 二、節能效果： (一)22KW送風機： 1、正常運行情況下電機所需容量：P1=11.90KW 2、改造后：(設電機輸出功率保持不變) COSφ=0.95 U=0.38KV P1=11.90KW I2=P/(√3U COSφ) =11.90/(√3*0.38*0.95) =19.0366A 3、在保持輸出功率不變的情況下電流由24.733A降為19.037A，所節省電能為： P節=√3U(I1-I2)COSφ =√3*0.38*(24.733-19.037)*0.95 =3.5614KW (二)18.5KW回風機： 1、現行情況： I=24.2A U=0.38KV ，查<異步電動機最佳運行參數>，I3=24.692A COSφ=0.777 P3=√3UI3COSφ3 =√3*0.8*24.692*0.777 =12.628KW 2、改造后： COSφ=0.95 U =0.38KV P3=12.628KW I4= P3/(√3U COSφ) =12.628/(√3*0.38*0.95) =20.196A 3、在保持輸出功率不變情況下電流由24.2A降為20.196A所節省電能為： P節=√3U(I3-I4)COSφ =√3*0.38*(24.2-20.196)*0.95 =2.504KW
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