陕西龙门钢铁(集团)有限责任公司炼钢厂除尘风机高压变频改造项目

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一、案例名称

陕西龙门钢铁(集团)有限责任公司炼钢厂除尘风机高压变频改造项目

二、案例业主

陕西龙门钢铁(集团)有限责任公司是陕西省重点发展和扶持的大型钢铁企业集团。公司现有员工10000余人，占地4600余亩，总资产120亿元，拥有龙钢公司、大西沟矿业公司等8个控股子公司、3个参股子公司，形成从采矿、烧结到炼铁、炼钢、轧钢为一体的完整产业链，构成了以西安钢材加工、销售和物流配送为中心，以韩城为钢铁生产基地、以陕南大西沟为原料基地的战略格局，是西北三大钢铁集团之一，中国西部最大的精品建材生产基地。公司主要产品为钢铁及窄中板等产品，年产量460万吨钢、铁及钢材。公司有四座高炉、四座转炉以及各种生产线。主要用能设备为各种型号风机、水泵，企业年生产用电超过15亿千瓦时。

三、案例内容

1.技术原理及适用领域

风机是各行各业中普遍使用的设备，在实际的使用过程中，因工艺的需要经常调节水泵的流量、压力、温度等。目前大多数风机、水泵采用传统的阀门进行调节，即在需要降低流量时以增加阻力的方式部分关闭阀门，使大量能量消耗在阀门上。采用变频调速技术后可以随工艺的要求实现动态调节，大幅减少能耗，达到节电的效果。

许多用风机的场合都需在维持恒压的情况下改变给风量(流量Q)，从下图可知:当流量Q,降至Q,若不改变风机转速，压力将升至B工作点，其功率可用H,xQ,来计算，对应面积BH,0Q,。原A工作点功率Q,xH-图上面积AHT0Q,，两者所耗功率变化不大，如果我们降低转速至(2)即可节能Q,xH,-Q,xH-=Q，(H,-H-)，图DBH,H-的面积即是节能值。再如风量变至Q,若仍以额定转速运行，所需功率Q,xH,，浪费能量为FCH,H。风机电机输出功率正比于转速三次方关系，用变频器进行调速，风量下降，可保持恒压H;若转速下降至额定转速的80%，轴功率下降至额定功率的51.2%，风量下降至Q，;若使风压恒定，可使转速下降到额定转速的70%，此时轴功率是额定值的34.3%，节能达65.7%。

高压变频调速系统可广泛应用于火力发电厂、水泥厂、污水处理厂以及石油、化工、自来水矿山、制冷及冶金等众多行业高压电机调速、节能、软启动及智能化控制。

2.节能改造具体内容

(1)设备运行现状。

采用高压变频调速系统对陕西龙门钢铁(集团)有限责任公司炼钢厂1号、2号二次除尘风机及混铁炉除尘风机进行改造。

转炉冶炼每个周期一般分为八步:加废钢一兑铁水→降枪吹炼→测温取样→出渣→出钢→溅渣一再出渣。整个炼钢过程中，烟尘量较大的几个过程为，兑铁、吹氧阶段此时段反应剧烈，烟气排放较大，需要较大的风量来进行抽尘处理，其他阶段烟尘量较小，风机中速或低速运行即可满足要求。

次风机，混铁炉风机作为炼钢生产过程中重要的设备，在吹氧阶段起重要的作用;厂方设备改造前靠液力耦合器进行调速，由于液力耦合器属于机械性调速，在调速范围和调速响应上都有缺陷，因此设备改造前无调速动作指令，基本维持一个风速。就调速效率上，不如变频器从电能本身来改变转速的效率高;而且液力耦合器本身自损较大，一般丢转较多且需要专门的油冷却系统来进行冷却。同时设备改造前风机启动方式相对落后，启动时电流对电网冲击很大。原有风机在工作时只能进行简单的电气保护，不能完全保证安全运行，增加了设备维护量;原有风机工作时噪音较大，对现场工作人员影响较大，严重影响了设备寿命。

(2)技改措施。

改造措施主要是针对三台设备每台安装一套2500kW高压变频器，全部采用一拖一控制模式通过变频器调节风机电机转速，将风机阀门全部打开，通过调节电机转速达到工艺要求。变频器同样设定两地调速，一点在配电室内变频器柜上，另一调速点设于工人操作台上，极大方便操作工的操作，降低工人的劳动强度。风机变频采取声光报警，提示位于高压变频操作室内操作人员，操作人员可以手动切换至工频运行。

3.项目实施情况

节能服务公司分别针对该企业炼钢厂全部都是2500kW的1号、2号二次除尘风机及混铁炉除尘风机进行节电改造。项目开工时间2013年1月15日，竣工时间2013年5月5日，项目目前运行良好。

四、项目年节能量及节能效益

1.年节能量

(1)改造前后系统(设备)用能情况及主要参数。

二台设备技改前后主要耗能参数如下，工频代表技改前不加变频器运行时耗电情况，变频代表技改后加变频器运行时耗电情况。

三台设备技改前后主要参数情况

(2)节能量计算方法。

工频小时耗电量减去变频小时耗电量得数为设备小时节能量，项目年节能量按照设备年运行8000小时计算，节能量即为设备小时节能量x8000。

(3)项目年节能量。

项目改造后三台设备每小时节电量为1546.6kW·h，按照年运行8000小时计算，共节约电量1237.28万kW·h，折合标准煤为4083.024吨。

2.年节能效益

陕西龙门钢铁(集团)有限公司位于陕西省韩城市，当地电价为0.55元/kW:h，三台设备每年节约电费为680.504万元。

五、商业模式

该项日采用合同能源管理方式运作，即节能服务公司与业主签订节能服务合同，为业主提供改造的可行性报告、设备设计、选择及采购、施工、安装和调试，为业主单位的操作和维修人员提供相关培训、已经建成项目后的维护和保养等服务。

节能服务公司负责解决该项目所需的资金，并与业主共同对项目所产生的节能效益进行分享合同期为4年。在合同期内，项目的所有权属于节能服务公司:合同期满且付清所有合同款项后节能服务公司向业主转移项目所有权，将设备无偿赠予业主，之后的节能收益为业主所有。

六、融资渠道

该项目总投资为178万元(包括工程建设费用及后期运行维护费用等)。全部由节能服务公司自筹资金。