曙光焦化除尘风机变频改造方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除山西曙光集团诚信焦化厂630KW高压风机及110kw低压风机系统节能改造规划报告 公司简介重庆堪文节能科技有限公司成立于2011年，是四川大学、重庆大学、重庆市科学技术研究院等高校和研究院所的资深专家为依托而创办的高新技术企业。主要从事石油化工、电力、资源、钢铁、造纸、化工、纺织、制药、机电等行业的动力和照明系统、脱盐水系统、循环水处理系统及污水处理系统的节能改造、工程设计、工程建设、系统运营的专业化系统节能服务公司。公司现有工作人员八十余人。其中具有教授、研究员等高级职称十人，中级职称十八人，具有专业的高级能源审计师、评估师六人。公司致力于节能减排的新装备、新材料、新技术、新工艺在生产生活实际中的应用开发和工程建设，有自主研发、生产的具有独立知识产权的水轮机、能效对标软件系统、水处理设备及药剂、绿色脱盐水工程技术为核心的拳头产品，还具有历经实践反复论证其节能效果的余热回收系统、节能水泵、变频器、智能照明等专业技术的团队服务，在业界独具特色和优势，尤其是对磁力水泵、磁力电机的研发处于国内领先水平。同时，在实践中锻炼了一支训练有素的工程技术队伍，整合了业内优势资源，建立了从研发、生产到工程建设的网络体系。公司本着“节约创造价值，创新成就未来!”的经营宗旨，以“诚信、快捷、专业、理性”的服务原则与广大的用户建立良好的合作关系。视客户的成功为己任，把优质、高效的服务作为自己立足之本，用户的满意与否才是衡量我们工作质量的唯一标准。目录第一章 综合说明21.1 项目背景21.2 项目周期21.3 风机现状分析3第二章 风机节能分析42.1 高压风机节电率分析42.1.1 高压风机现场技术参数42.1.2 节能计算:42.2 低压风机节电率分析52.2.1 低压风机现场技术参数52.2.2 节能计算52.3 节能数据汇总6第三章 高压风机改造实施方案及预算73.1 机械部分73.2 电气部分73.2.1 方案介绍73.2.2 高压变频器安装83.2.3 HD90与DCS接口123.2.4 散热方案143.2.5 变频器及自动旁路柜主要器件配置表153.3 自动控制系统173.4 改造预算19第四章 低压风机变频改造204.1 改造方案204.2 改造预算21第五章 施工周期23精品文档第一章 综合说明1.1 项目背景本方案建议书的编制是依据国务院办公厅关于进一步加大工作力度确保实现“十二五”节能减排目标的通知精神为指导，紧密结合山西曙光集团诚信焦化厂节能改造的实际需求，充分考虑山西曙光集团诚信焦化厂重点耗能高压风机改造和整体系统节能相结合的要求，经现场调研和贵单位提供的高压风机台账，最终确定了山西曙光集团诚信焦化厂高压风机节能改造及整体系统节能建设项目内容、实现目标、采用的主要技术路线及投资效益分析等。1.2 项目周期本项目的建设期为2个月，自2014年3月始，至2014年5月止。本项目的节能效益分享期的起始日为验收合格后开始 ,效益分享期：方案一：分享周期48个月，重庆堪文节能科技有限公司分得80%收益。方案二：分享周期60个月，重庆堪文节能科技有限公司分得70%收益。节能收益的核算以挂表计量方式为准，电价按0.5元/kwh计算。1.3 风机现状分析经过我公司技术人员与贵单位技术人员及现场操作人员在山西曙光集团诚信焦化厂的仔细调研和现场查勘，了解到山西曙光集团诚信焦化厂的高压风机属于间歇性负载，风机转速变化很大，需要依靠液耦来实现调速，大量的能源消耗在这些无用功上面。对于110kw低压风机而言，电机额定转速过高，导致风机流量严重超过需要值，需要用分流阀来排出，能量浪费巨大。企业节能主要体现在提高高压风机的使用效率。改造高压风机，选用先进、节能、高效的新型高压变频器，配合先进合理的ASMS自动化控制系统，保证高压风机运行在高效状态，使之达到较高节能效果。第二章 风机节能分析2.1 高压风机节电率分析2.1.1 高压风机现场技术参数电机参数风机参数运行参数功率电压额定电流功率因数效率额定流量额定压力额定转速实际转速实际电流运行时间6301045.870.860.95128160-3524396747-4979960高速旋转：841.9低速旋转：168.5满载 33.3A 空载 17.45A满载：15小时；空载：5小时2.1.2 节能计算:l 满载运行时：节能计算-满载名称标识填写与计算数据公式备注实际电压U10.4电机的实际电流IS33.3功率因数cos0.86电机效率(有效功）0.95电机输出功率P1490.05风机/水泵实际轴功率P2431.25P2=P1*0.95液耦实际转速NS(液耦实际转速）841.9液耦额定转速NE（液藕额定转速）960转速比K0.877K=NS/NE节电率0.1107节电功率N47.75N= *P2运行时间T(时间h）5475每天满载运行15小时电价F（电价kwh)0.5节电费用W(费用）130709W=N*T*Fl 空载运行时：节能计算-空载名称标识填写与计算数据公式备注实际电压U10.4电机的实际电流IS17.45功率因数cos0.86电机效率(有效功）0.95电机输出功率P1256.8风机/水泵实际轴功率P2225.99P2=P1*0.95液耦实际转速NS(液耦实际转速）168.5液耦额定转速NE（液藕额定转速）960转速比K0.176K=NS/NE节电率0.742节电功率N167.69N= *P2运行时间T(时间h）1825每天空载运行5小时电价F（电价kwh)0.5节电费用W(费用）153015.86W=N*T*F注：以上计算数据仅为参考数据，实际节能情况应根据现场具体研究。2.2 低压风机节电率分析2.2.1 低压风机现场技术参数电机参数运行参数功率电压额定电流功率因数效率挡板开度实际电流实际电压运行时间1103802200.860.9425%150A380v8760h2.2.2 节能计算名称标识填写与计算数据公式实际电压U0.38实际电流IS150功率因数cos0.86电机效率0.95电机输出功率P180.657508风机/水泵实际轴功率P279.04435784P2=P1*0.98风机/水泵实际转速QS（实际风机流量）6风机/水泵额定转速QE（额定风机流量）10转速比K0.6K=QS/QE节电率0.6节电功率N47.4266147N= *P2运行时间T(时间h）8760电价F（电价kwh)0.5节电费用W(费用）207728.5724W=N*T*F2.3 节能数据汇总数据负载工频有功功率（kw）变频节电率（相对有功功率）变频节电量（kw）变频年节电费（万元）备注高压风机满载49011.07%47.7513.07空载256.874.2%167.6915.3低压风机8060%47.4320.8合计49.17万元第三章 高压风机改造实施方案及预算3.1 机械部分传动轴代替液力偶合器的方法1、依据原液力偶合器尺寸，加工一根总长度为1390mm的传动轴。2、从原设备系统中拆除液力偶合器，并使用液压拉马，将液力偶合器的输入端半联轴器和输出端半联轴器及键取下，一起作为备用。拆下备用拆下备用3、将输入端半联轴器和输出端半联轴器连接，安装到已加工完毕的传动轴上，并用它们代替原设备系统中的液力偶合器。3.2 电气部分3.2.1 方案介绍根据第一章中客户项目情况，以及改造说明，重庆堪文节能科技有限公司为此项目自动一拖一旁路解决方案，此方案确保在变频系统故障的情况下，整套风机系统不停机，保障了生产安全及连续性。此方案的实施需采购自动旁路柜及对应连接组件，并和变频系统形成良好并联，由重庆堪文节能科技有限公司负责完成。系统图如下所示：说明：10kV电源经变频装置真空接触器KM2到高压变频调速装置，变频装置输出经出线真空接触器KM3送至电动机；10kV电源还可以经旁路真空接触器KM1(或开关)直接起动电动机。变频装置的输出真空接触器KM3和旁路真空接触器KM1互相闭锁，即KM3和KM1不能同时闭合。运行方式：变频运行时，断开KM1，闭合KM2和KM3；工频运行时，断开KM2和KM3，闭合KM1。切换说明：当变频装置出现故障或者工程检修时，变频器可以断开出线真空接触器KM3和进线真空接触器KM2，将变频装置隔离，闭合旁路真空接触器KM1，使运行风机机组在工频电源下正常运行。3.2.2 高压变频器安装1、变频器室布置根据勘查除尘风机旁电控室，变频器的合理摆放位置为：图1 变频器安装及走线2、变频器尺寸及安装型号尺寸(宽*深*高)(mm)包装后尺寸(宽*深*高)(mm)变压器柜重量（kg）功率柜重量（kg）整机重量（kg）HD90-J100/800-DN4550*1391*22824590*1471*2485220011733500电缆沟及变频器安放空间要求：图2 变频器安放空间（1）变频器周围预留空间，前面1.5米，后面1.0米，左右0.8米，顶部1.0米（风机到顶部），此预留空间为最小值。（2）电缆沟可根据实际线缆数量确定深度，必须具备防水、防尘、防鼠等功能。（3）设备基础使用12#槽钢预埋，外形见上图，安装平面必须平整，且露出地面5mm。（4）地缆沟内做好电缆支架。 （5）变频器直接焊接在基础预埋12#槽钢上，接地点与基础槽钢焊点结实，以保证变频器柜体与厂房大地连接可靠。l 安装场地不应有严重粉尘污染，不存在腐蚀和爆炸性气体。l 安装场地应有容量不小于15KVA，电压为AC380V10%的专用控制电源。l 应有为变频器提供的可靠接地极，接地电阻不大于4欧姆。l 为变频器提供的高压电源点已经采取了有效的防雷措施。l 变频器设备安装场地必须保留足够的操作、维护与散热空间。安装设备后的净空间满足现场条例要求，变频器与墙壁的距离不少于1米。图3 变频器主视图图4 电缆沟俯视图图5变频器安装侧视图图6 槽钢连接视图3、线缆布置变频器进线：（1）在控制室屋檐处安装桥架，长度至电缆沟上端，折下延至电缆沟，进入变频器室。（2）将电机进线拆卸，通过新安装的桥架及电缆沟，接入变频器输入端，作为变频器输入电源。变频器输出线缆：从变频器输出端，接线缆走电缆沟到电机室，作为电机输入。3.2.3 HD90与DCS接口1、硬线连接HD90系列高压变频器可以提供给客户使用的输入输出端子包含有：10路开关输入、16路开关输出、4路模拟量输入和5路模拟量输出端子，方便客户对变频器进行控制，其中一部分常用IO端子信息如下：序号DCS系统上传信号性质接线方式备注1高压合闸允许DO开关量端子排独立无源干按点2高压已合DO开关量端子排独立无源干按点3高压分闸DO开关量端子排独立无源干按点4变频器报警DO开关量端子排独立无源干按点5变频器故障DO开关量端子排独立无源干按点6变频运行DO开关量端子排独立无源干按点7变频停止DO开关量端子排独立无源干按点8变频启动准备就绪DO开关量端子排独立无源干按点序号DCS操作下传信号性质接线方式备注1变频启动DI单脉冲量端子排独立无源干按点2变频停止DI单脉冲量端子排独立无源干按点3故障复位DI单脉冲量端子排独立无源干按点4紧急停车DI单脉冲量端子排独立无源干按点序号模拟量输入信号性质接线方式备注1频率给定AI(420mA)端子排模拟信号2备用AI(420mA)端子排模拟信号序号模拟量输出信号性质接线方式备注1输出频率AO(420mA)端子排模拟信号2输出电流AO(420mA)端子排模拟信号序号用户定义信号性质接线方式备注1高压合闸允许DO开关量端子排独立无源干按点2高压分闸DO开关量端子排独立无源干按点3高压开关状态DO开关量端子排独立无源干按点如果客户有特殊需求，可提前与我公司联系，进行定制。2、通讯连接HD90高压变频器和DCS除了可以硬线连接，还可以通过通讯方式对变频器进行控制，我公司提供的通讯方式有：CAN、Modbus 、profibus-DP（配通讯卡） 等通讯接口，特殊可按用户定制。部分常用通讯接口如下图所示：整套节能系统和原厂DCS系统的连接需采购相应的线缆，并在DCS系统上进行组态设置。在此次节能项目中，重庆堪文节能科技有限公司为用户无偿提供100m通讯线缆，超出部分、线缆安装及组态设置，由山西曙光煤焦集团有限公司负责完成。3.2.4 散热方案高压变频器属于大型电子设备，对环境要求比较严格。统计多台设备的运行情况，由于现场环境温度过高而引起的设备故障比例较大，因此我们加装空调的散热方案，选型计算如下： （1） 空调的制冷量将高压变频调速器放置于一个比较封闭的房间内，然后在房间内安装空调，通过空调内部的循环将高压变频器产生的热量排到室外。变频器发热需要根据运行工况选择，考虑一定的裕量，最大发热量为变频器额定功率的4%，变频器发热量选择为实际输出平均功率的3.5%，如果长期运行频率低于40Hz，则发热量可按照变频器额定功率的2%进行估算。 按照房间实用面积计算空间单独空间制冷所需的空调容量，一般每平方米可以按照0.15KW计算（环境温度低于40可以忽略此项）。综上，空调总体的制冷量应为变频器的发热量加上空间制冷所需的制冷量。 =22.5（2）空调的匹数所谓的空调“匹”数，指输入功率的大小，包括压缩机、风扇电机及电控部分所消耗的能量，制冷量以输出功率的多少计算。所说的空调是多少匹，是根据空调消耗功率估算出空调的制冷量。 =8.82根据设计计算，需选用2台5匹柜式空调。3.2.5 变频器及自动旁路柜主要器件配置表HD90-J100/800-DN变频器名称型号品牌产地数量主控板TMS320F28335PGFATI美国1FPGAEP4CE30F23C8ALTERA美国1ARMSTM32F103ZC-LQFP144ST美国1高速ADAD7606BSTZ -RL ADI 美国1光电接收器HFBR-2528ZAvago美国48光电发送器HFBR-1528ZAvago美国48光纤HFBR-EUS100AGLENT美国12继电器MKS2XTIN-11OMRON日本14空气开关GV2-ME32C施耐德德国4接触器LC1-D12施耐德德国8热继电器LRD08C施耐德德国2霍尔传感器CSNS200M-002SHoneywell美国1IGBT模块FF200R17KE3Infineon德国48IGBT驱动PC929Infineon德国48整流桥MDD95-18N1BIXYS德国24CPLDEPM570ALTERA德国24储能电容CD138 400V 12000UFJH日本216熔断器NT15 40A/690VACBUSSMANN美国47均压电阻300W/6KR/RXG30-300W 2KO3 GEAGTOP美国24吸收电容MKPH-S4742000VP_23CDE美国48单元驱动板EPM240I汇川中国24冷却风机R4D 500-AT03 -01EBM德国2变压器ZTSFGN-560/10新华都中国1真空接触器JCZ5-12/400AJoslyn Clark美国3隔离开关GN19-12/400A克莱斯通美国2继电器DRH275024LT 魏德米勒 德国12继电器底座SPW ECO 3CO魏德米勒 德国12多功能连接器EA9X316施耐德德国5MicroSDHC存储卡SDSDAA-008G SanDisk美国1端子台ZPE 6魏德米勒德国6旁路柜序号名称规格型号厂家1柜体钣金2mm重庆堪文2铜排15*3mm2重庆堪文3真空接触器JCZ-12/160A无锡蓝虹4高压传感器CG10镇江亨通5闭锁带电显示器DXN上海安科瑞3.3 ASMS自动化控制系统本自动控制软件旨在实现风机跟随工艺的需要，进行自动加减速。现场工艺图如下：根据工艺要求，我司设计了如下控制过程：1、通过变频器DI、DO口对变频器的进行启停控制与故障识别。2、在焦化炉出焦时，利用设置的传感器或者DCS反馈信号进行出焦动作采集，把控制信号通过845工业协议或USS协议进行传输，传递给系统控制器。3、系统控制器根据控制信号，通过控制变频器，提高输出的电压和频率，使带动除尘设备的电动机提高转速，达到额定功率，使除尘设备随着出焦的动作正常运转。4、随着出焦动作的结束，可根据设置的时间延迟信号或者传感器、DCS发出的结束信号，系统控制器根据结束控制信号，通过控制变频器，降低输出的电压和频率，使带动除尘设备的电动机的转速，降低到维持运转的最低转速。达到节能降耗的目的。5、随着出焦周期的循环，软件系统通过控制变频器，除尘设备的电动机的转速也一起交替循环，形成一个自动控制的闭环过程。根据上述控制过程，需要做以下工作：首先，变频器的启动或停止需要进行控制，故需要增加2个DO点，即1块DO卡件；然后，变频器调节需要DCS输出一个420mA信号给变频器，故需要增加1个AO点，即1块AO卡件；最后，因变频器的电流和反馈需要进入DCS，故需要增加2个AI点，即1块AI卡件。另外，因变频器信号属变化的磁场，会对其它信号产生电磁干扰，故需要增加隔离器2个，即1个AI隔离器和1个AO隔离器。如需要将变频器的状态引入DCS，需要再增加1块DI卡件。3.4 改造预算序号内容规格型号数量厂家单价合计高压变频器（由重庆堪文节能科技有限公司提供）1.40米95方三相铠装电缆95方YJV22-10KV40m天津电缆总厂300120002.5匹柜式空调KFR-120LW/N3-22奥克斯190000380003.变频器HD90-J100/800-DN1国电四维/汇川5205005205004.控制线缆1.5方 KVVP300m安徽百斯特1030005.自动旁路柜XGN-101国电四维/汇川80000800006.安装调试费用29700297007.电缆桥架QJNT-01A020A20m22545008.其它辅料58005800机械部分（由重庆堪文节能科技有限公司提供）1.液耦拆除500050002.传动轴坯料及加工1390mm28000280003.传动轴安装50005000自动控制系统（由重庆堪文节能科技有限公司提供）1.ASMS自动化控制系统ASMS-10KV-630KW1重庆堪文338000338000合计小写：1069500 大写：壹佰零陆拾玖万伍仟元整土建（由山西曙光集团