马钢烧结主抽风机变频节能改造

张 云，杨 进

（马鞍山钢铁股份有限公司设备部，安徽马鞍山 243000）

马钢烧结主抽风机变频节能改造

张 云，杨 进

（马鞍山钢铁股份有限公司设备部，安徽马鞍山 243000）

马钢烧结系统使用的抽风机耗电较高，为降低电耗，决定实施节能改造。在分析、研制的基础上，结合现代科技，采取了切实可行的措施，并成功地实施了改造，达到了节能降耗的效果，取得了明显的经济效益。

风机；变频系统；节能；电耗

1 概述

马钢股份公司第三炼铁总厂现有A、B两台烧结机，每台烧结机由2台主抽风机组成，每台主抽风机由一台功率为7800 kW的同步电机拖动运行，采用西门子变频软启动方式启动电机。每台烧结机月耗电量约600万kW·h左右，在烧结生产中耗电比重较高。为了降低烧结生产的电耗，我们在此方面进行了探索，将传统的大风机电机采用软启动方式启动，工频运行模式，改为既具有软启动功能，又具备调速功能的变频方式，从而有效地降低了烧结生产的用电成本，效果较好，值得推广。

2 改造前存在的主要问题

2.1 设备元器件老化，故障率较高，影响正常生产。马钢股份公司第三炼铁总厂A、B烧结机自2006年投产至今已有十多年，变频器等电气设备控制元器件老化，部分模块损坏，出现无法正常开机情况，对烧结生产影响较大。

2.2 通过对风机运行工况数据分析，烧结生产负荷的波动以及风门挡板的调节存在着较大的电量损耗。第三炼铁总厂A、B烧结机主抽风机共4台，均为工频运行和挡板调节风量，根据现场数据的统计，风机风门平均开度为74%，负压为15 kPa，因此，当生产负荷波动时，需要经常调节风门挡板，这期间存在着较大的电量损耗。

3 改造措施

利用变频控制技术，改风门调节风量为电机调速调节风量，降低电机电量的消耗，降低风门损耗，预计每台风机电机年总节电率达到20%左右。

3.1 改造内容

本次改造为A烧结机的1#、2#主抽风机和B烧结机的3#、4#主抽风机，分步进行，主要的工作内容包括：电气设备采购、土建施工、现场安装调试。其中电气设备包括新增高压变频成套设备、高压开关柜、励磁柜、控制屏、PLC柜，并配套空水冷却柜配电柜、杂用电配电柜、照明、检修及消防设备、电缆转接箱；土建施工包括新建变频器室、电缆沟、桥架及其电缆敷设；现场安装调试包括原设备的拆除，新设备的就位，设备低高压单机调试，设备低高压联调。

3.2 改造步骤

3.2.1 对主抽风机的一次电气系统进行改造

原主抽风机的电气系统见图1。

图1 主抽风机的电气一次图

说明：（1）采用双10 kV母线供电方式，每条母线带动两台电机，双母线之间带有母联柜。

（2）采用西门子软起设备启动电机，其中西门子软起设备采用的是二拖四的设计方案。电气连接与结构示意图见图2。

图2 电气连接与结构示意图

说明：其中虚线内的为整个烧结主抽风机的电气系统。包括的设备有10 kV进线开关柜、西门子软起设备、电机、风机、励磁柜、油站、低压配电柜、后台监控系统。

改造后的一次原理图见图3。

说明：

（1）整个高压开关柜都为新增，与原来的高压系统没有关联。

（2）主回路：采用每2台电机使用二拖二控制方式。正常情况下，每台变频器拖动1台烧结机带2台主抽风机电机生产，在其中1台变频器故障时，由另1台正常的变频器代替出故障的变频器拖动另1台烧结机带2台主抽风机电机生产，不会出现因其中1台变频器故障造成生产中断的情况。

（3）励磁柜：4台励磁柜也为新增，与原来的励磁没有任何关联。

（4）因为对原来的启动设备未做任何的改动，在施工及其调试过程中，完全不影响原先设备的运行。

3.2.2 控制系统的改造

新增2套后台控制系统（1#、2#主抽风机共用一套，3#、4#主抽风机共用一套），将原风机、电机、油站等信号接到该控制系统。该控制系统具备对新增的设备及原来的设备，如电机、风机、油站等进行时时监控，并将其信号相远传至DCS系统等功能。

3.2.3 对冷却系统进行改造

新建高压变频室采用高压变频器专用的冷却系统。针对如此大容量的变频设备，采用空水冷散热方式进行冷却。新建两套冷却系统，由空水冷却器、闭式冷却塔、增压水泵、冷却水水箱、后台控制系统及其阀门管道等设备组成。每2台变频器共用一个冷却系统。其原理是将变频器散发的热量经过空-水冷却柜进行冷却。

4 改造效果

4.1 经济效益

图3 改造方案实施后的原理接线示意图

马钢股份公司第三炼铁总厂A、B烧结主抽风机变频改造，采用能源合同管理模式，利用高炉定修机会，于2017年3月完成了改造。通过对改造后风机的运行情况现场检测，风量、压力、运行功率均达到了预期目标，电机电耗明显下降，4台电机平均每天节电约12万kW·h，若电价按0.616元/kW·h（以目前安徽省110 kV平段电价为参考依据）、全年运行330天计算：

每年节电效益为：330天×12万kW·h/天×0.616元/kW·h＝2439.36万元。

节电率为：30天×12万 kW·h/天÷1200万kW·h＝30%。

4.2 其他效果

通过变频改造，还带来了以下效果：

（1）改变了以前值班人员手动调节风机风门挡板，控制风量的现状，实现了系统的高度自动化。

（2）变频装置更新后，解决了原变频器控制元器件老化的情况，有利于烧结生产的正常进行。

（3）通过变频调速，使电机转速较以前明显下降，电机轴承等部件磨损较以前减轻，从而延长了该设备的运行寿命，降低了其设备的维修费用。

5 结束语

马钢股份公司第三炼铁总厂A、B烧结主抽风机变频改造取得了较好的效果，既改善了设备性能，降低了设备运行与维护费用，提高了系统运行的可靠性，又降低了烧结主抽风机电机能耗，取得了较好的经济效益。

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

张云（1966－），男，1988年毕业于沈阳大学工业电气自动化专业，高级工程师，现从事设备管理工作。