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TREN天瑞能源为客户创造效益湖南石门特种水泥有限公司2500t/d水泥生产线高压风机变频改造技术方案编制单位：长沙天瑞能源科技有限公司联系人：聂勤俭18684697399马前喜18673119977李启云15073185618编制时间：二〇一二年十一月TREN天瑞能源为客户创造效益目录第一章概述.....................................................................................................................3第二章企业用能情况.....................................................................................................4第三章改造方案..............................................................................................................5第四章变频调速优点.....................................................................................................8第五章风机/水泵节能技术原理......................................................................................9第六章节能效果的计算.............................................................................................-11-第七章WIN-HV系列高压变频调速系统技术简介........................................................-13-第八章WIN-HV系列高压节电系统技术参数...............................................................-16-第九章WIN-HV系列高压节电系统设计标准..............................................................-17-第十章技术服务和售后服务的内容及措施................................................................-18-第十一章微能科技公司简介......................................................................................-19-TREN天瑞能源为客户创造效益第一章概述能源短缺和环境污染是人类当前共同面临的世纪性难题。据统计全球已探明石油储量只够使用30～50年。我国自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位，但我国人口众多，能源资源相对匮乏。随着工业化和城镇化进程的加快，石油需求将呈强劲增长态势。如不采取积极有效的措施，到2020年，我国对国际石油市场的依存度将达到50％左右。除石油资源外，一些重要矿产资源不足的矛盾日益突出，某些重要原材料长期需要进口。因此要解决资源战略问题，必须大力开展能源节约与资源综合利用。电力资源是资源战略问题中的重中之重，是国民经济和社会发展的重要基础。电力建设周期长，必须立足当前，着眼长远。电力项目建设对自然资源开发和生态环境影响较大。面对经济和社会发展巨大的电力需求，在加快开发和建设的同时，要抓好节约，提高效率，保护环境。当前，重点是要大力宣传、倡导企业、单位和居民采用先进的用电技术和节能、节水设备。通过技术进步，逐步提高电力利用效率，节省有限的自然资源，保护环境，实现可持续发展。“十一五”规划建设目标的一个重要特点是，从产出方面提出了目标要求，人均GDP翻一番，同时也提出另外一个约束性非常强的指标，单位GDP能耗要比“十五”期末降低20％。而实现单位GDP能耗下降20％的主要途径有三个，包括结构节能、推进技术节能及管理节能。可以看出节能已成为一项政府行为，也是十一五规划的工作重点之一。而作为我国在电力方面重点推广的节能技术之一的高压大功率变频调速技术，对于节能方面有着明显的效果。我国高压电动机总容量在1.5亿千瓦以上（不包括低压电动机），大部分为风机泵类负载，这些电动机大都由6kV/6KV驱动，它们大多工作在高能耗、低效率状态。覆盖电力、石油、化工、冶金、制造、环保、市政等行业，其耗电量占全国总用电量的25％左右。而风机和风机的一个特点是负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。如可根据所需的风量调节转速，就可获得很好的节电效果，一般可节电20％～50％。目前我国大型异步电动机应用变频调速刚刚起步，但国外已经广泛使用，而且随着电力电子器件的发展，高压变频装置的型式多种多样。通过他们长期的运行实践可以发现：应用高压大功率变频调速系统的经济效益良好、其可靠性也可以得到保证。变频调速以其优异的调速、起动和制动性能、高效率、高功率因数、良好的节电效果及广泛的适用范围等优点被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。TREN天瑞能源为客户创造效益第二章企业用能情况2.1企业用能概况湖南石门特种水泥有限公司为湖南省100家重点能耗企业之一。目前运行一条2500t/d的新型干法生产线，另一条12000t/d的干法回转窑生产线暂停产。已利用2500t/d的新型干法生产线余热发电，安装3MW机组一台，吨产品可发电25～26WH，已对低压风机做过变频改造。2.2企业耗能工序及设备情况贵公司2011年年度平均每月总耗能电量为300万KWH，电价0.678元/KWH，2011年度的电费总支出为3530万元。电费开支约占年度总成本的比例为62%。吨水泥综合能耗100.56Kgce/t,吨水泥综合电耗98.26Kwh/t,低于国家限额108Kwh/t。贵公司主要产品为中、低热硅盐水泥，道路水泥，抗硫酸盐水泥，油井水泥，核电水泥，超细灌浆水泥，P.ｌ及P.11硅酸盐水泥，普通水泥，复合水泥等。主要生产设备表2-1。序号设备名称数量型号备注1煤磨电机1YRRK500-8400KW6KV电能2立磨排风机1YRRK560-41400KW6KV电能3高温风机1YRRK560-41120KW6KV电能4立式辊磨电机1YRRK6304-61250KW6KV电能58#变压器1S9-M-1600/10，6KV/0.4KV电能69#变压器1S9-M-2000/10，6KV/0.4KV电能71#水泥磨电机1YR800-8/1180电能82#水泥磨电机1YR800-8/1180电能93#水泥磨电机1YR1250-8/1430电能101#变压器1S7-630/6.3电能113#变压器1S7-630/6.3电能127#变压器1S7-500/6.3电能13新型干法回转窑12500T/D煤炭14SO2风机1JS15-2900KW电能153#高温风机1YRRK400-4400KW电能表2-1主要生产设备表2.3现有问题及技术改造方案2.3.1现有问题经现场调查，发现贵厂设备陈旧，能源消耗极高，有比较大的节能空间，具体问题如下：TREN天瑞能源为客户创造效益1）高压电机未做变频改造；2）烟气排放未做脱硝处理。第三章改造方案根据发现的问题，我们初步提出以下高压风机变频节能改造方案3.1因水泥生产工艺位置磨机一般不进行变频改造，因为磨机作为纯机械输出装置若进行变频改造会对磨机出力有影响。排风机与高温风机则视实际生产工况来确定相应节能效益。可考虑对高压风机进行变频改造。可改造设备见表3-1。序号设备名称数量电机功率变频器型号1立磨排风机11400KW6KVWIN-HV-173T602高温风机11120KW6KVWIN-HV-154T6033#高温风机1400KWWIN-HV-048T60表3-1可改造设备表3.2系统电气改装方案3.2.1原系统方案原系统6KV高压开关柜至电机，电机与风机直接连接，手动调整阀门来调节压力、风量。3.2.2改造后系统方案风机电机和高压开关柜线路之间直接串联高压变频装置，加装旁路柜进行工、变频转换。3.2.3手动切换方式如按手动切换方式改造，改造后变频装置与电动机的连接方式见图3－2。手动旁路柜系统高压母线负载电动机开关柜高压开关K2K1MWIN-HV图3－2手动切换方式一次接线图6KV电源经变频装置刀闸K1到高压变频装置，变频装置输出经刀闸K2送至电动机；6KV电源还可经刀闸K2切换至工频侧直接起动电动机。一旦变频装置出现故障，即可马上断开输入侧6KV开关及刀闸K1，将变频装置隔离，切换刀闸K2至工频侧，在工频电源下起动电机运行。刀闸K1、K2之间具有闭锁和防止误操作功能。3.3系统控制方案3.3.1本地控制：利用系统控制器上的键盘、控制柜上的按钮、电位器旋钮等就地控制。3.3.2远方控制：系统提供数字和模拟输入接口，由DCS或上位机实现控制。TREN天瑞能源为客户创造效益3.4远程控制方案3.4.1变频调速装置可以提供的数字量输出报警及故障信号2路（至控制系统，如DCS）：轻故障综合报警。包括：变压器轻度过热、单元柜风机故障、控制电源掉电、功率单元旁路、模拟信号断线、柜门非法打开等。变频器重故障综合报警。包括：变压器超温、变频器过流、系统故障等。调速装置的状态信号5路（至控制系统，如DCS）：待机状态、变频运行、停机状态、工频旁路/变频状态、就地/远方控制状态高压开关控制信号输出2路（至高压开关柜）：高压合闸允许、高压开关紧急分断。其中“高压开关紧急分断”除了提供给控制系统外，还直接提供给现场高压开关柜，直接实现跳闸保护。3.4.2变频调速装置可以提供的模拟量输出2路（至控制系统，如DCS）调速装置可以提供2路4～20mA/0～10V（可选）模拟输出，带负载能力均为400Ω。一路代表变频装置输出频率或电机转速，4～20mA对应0～50Hz或0～额定转速，呈线性关系。一路代表变频装置输出电流，4～20mA对应0～电机额定电流，呈线性关系。3.4.3变频调速装置需要的数字量输入5路：远程控制信号（来自控制系统，如DCS）：变频器启动、变频器停机、紧急停机、远程复归。（说明：调速装置的“远程控制”和“本地控制”由调速装置选择，当给定远程控制时，调速装置的控制权交给控制系统）高压开关位置辅助接点（来自高压开关柜）：高压开关位置辅助接点，该接点为常闭接点（跳分闸位置时闭合），用于工频旁路柜刀闸的操作闭锁。3.4.4变频调速装置需要的输入模拟量1路远程控制时由现场给定：该给定值可以为4～20mA的电流源信号（带负载能力必须大于250Ω），也可以为0～10V的电压源信号（负载能力必须大于10mA）。该给定值在远程控制时，作为调速装置的转速给定值，4mA～20mA或0V～10V对应0Hz～50Hz或0～电机额定转速，呈线性关系。本系统的外部的开关量输入接点要求全部为无源干接点；开关量输出的内部接点全部为无源干接点，接点容量均为AC220V/5A；模拟量信号全部为4～20mA。3.5变频调速系统设备由于高压变频调速系统体积大、对运行环境要求高，在项目建设或行业改造过程中，对TREN天瑞能源为客户创造效益现场空间及布局有一定要求，请按安装图纸安排放置场地。下图为LS-HV系列高压变频调速系统整体示意图（手动旁路）：WINNER控制柜功率柜变压器柜旁路柜图3－3WIN-HV系列高压变频调速系统整体示意图（手动旁路）TREN天瑞能源为客户创造效益第四章变频调速优点变频器改造后，对整个控制工艺有较大改善，对生产成本也有一定的降低，综合考虑，变频改造具有以下几