变频改造节能降耗.pptx

2009年年4月月芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD变频改造 节能降耗小组名称小组名称小组名称小组名称动供工段小组动供工段小组动供工段小组动供工段小组活动课题活动课题变频改造变频改造 节能降耗节能降耗小组成立日期小组成立日期20082008年年7 7月月小组类型小组类型攻关型攻关型活动时间活动时间0808年年7 7月月0909年年3 3月月组长组长李青凯李青凯职务职务工段长工段长副组长副组长詹守国詹守国职务职务电气段长电气段长技术组织技术组织邱明邱明职职 务务能源主管能源主管人数人数7 7一、一、QC小组概况小组概况韩蕾韩蕾韩蕾韩蕾男男男男电工班长电工班长电工班长电工班长初中初中初中初中实施实施实施实施吴尚龙吴尚龙吴尚龙吴尚龙男男男男电工电工电工电工高中高中高中高中实施实施实施实施陈俊陈俊陈俊陈俊男男男男电工电工电工电工初中初中初中初中实施实施实施实施晋七英晋七英晋七英晋七英女女女女冲渣班长冲渣班长冲渣班长冲渣班长高中高中高中高中实施实施实施实施芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD经经 济济 效效 益益选选 题题生生 产产 现现 状状解决冲渣水能源浪费，降低电耗，解决冲渣水能源浪费，降低电耗，降低冲渣水运行成本降低冲渣水运行成本变频改造 节能降耗二、选题理由：二、选题理由：公司公司 要要 求求水泵运行方式及供求匹配不合理，水泵运行方式及供求匹配不合理，造成冲渣水电能浪费造成冲渣水电能浪费公司要求节能降耗，压缩成本公司要求节能降耗，压缩成本芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD高炉冲渣水工艺流程示意芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD三、现状调查三、现状调查1 1、高炉冲渣用水特点、高炉冲渣用水特点、高炉冲渣用水特点、高炉冲渣用水特点 高炉出渣时，要求水压高炉出渣时，要求水压高炉出渣时，要求水压高炉出渣时，要求水压0.25-0.30MPa0.25-0.30MPa，单次出渣，单次出渣，单次出渣，单次出渣约约约约1 1小时。出渣间隙，可停水，约小时。出渣间隙，可停水，约小时。出渣间隙，可停水，约小时。出渣间隙，可停水，约0.5h0.5h。日理论可停水时。日理论可停水时。日理论可停水时。日理论可停水时间间间间8 8小时。小时。小时。小时。2 2、目前配用冲渣水泵情况目前配用冲渣水泵情况目前配用冲渣水泵情况目前配用冲渣水泵情况 共计共计共计共计3 3台水泵，正常一台台水泵，正常一台台水泵，正常一台台水泵，正常一台2424小时连续运行，单台水泵小时连续运行，单台水泵小时连续运行，单台水泵小时连续运行，单台水泵功率为功率为功率为功率为160kw160kw，额定电流，额定电流，额定电流，额定电流249A249A，水泵扬程，水泵扬程，水泵扬程，水泵扬程49m49m。实际操。实际操。实际操。实际操作中根据用户压力需要，使用水泵出水阀门控制流量，降作中根据用户压力需要，使用水泵出水阀门控制流量，降作中根据用户压力需要，使用水泵出水阀门控制流量，降作中根据用户压力需要，使用水泵出水阀门控制流量，降低电流在低电流在低电流在低电流在210-230A210-230A左右。水泵日平均耗电左右。水泵日平均耗电左右。水泵日平均耗电左右。水泵日平均耗电3400kwh3400kwh。资料统计年耗电资料统计年耗电资料统计年耗电资料统计年耗电119119万万万万kwhkwh。3 3、存在问题、存在问题、存在问题、存在问题 水泵能力偏大，由于使用出水阀控制压力，局部水水泵能力偏大，由于使用出水阀控制压力，局部水水泵能力偏大，由于使用出水阀控制压力，局部水水泵能力偏大，由于使用出水阀控制压力，局部水头损失较大，设备及管道磨损严重。头损失较大，设备及管道磨损严重。头损失较大，设备及管道磨损严重。头损失较大，设备及管道磨损严重。出渣间歇时，水泵仍在运行，仅出铁间隙理论日浪出渣间歇时，水泵仍在运行，仅出铁间隙理论日浪出渣间歇时，水泵仍在运行，仅出铁间隙理论日浪出渣间歇时，水泵仍在运行，仅出铁间隙理论日浪费电量：费电量：费电量：费电量：3400kwh/24*8=1133kwh3400kwh/24*8=1133kwh。四、目四、目标值标值确定确定 小组经过以上调查和分析研究，确定本次活小组经过以上调查和分析研究，确定本次活动的动的目标值（见下图表）目标值（见下图表）：日节电按1200kwh，年运行按350天计，年节电：1100kw.h*350天=38.5万kwh。芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD原年耗电与压缩后目标年耗电对比图表下降下降38.538.5万万kwhkwhWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）小组经过讨论，将造成电量浪费的因素从小组经过讨论，将造成电量浪费的因素从 四个方面表述如下图所示：四个方面表述如下图所示：五、原因分析五、原因分析人人、机机、料料、法法芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD冲冲渣渣水水泵泵能能源源浪浪费费料人法出渣间歇能源浪费岗位工操作技能芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD渣水含渣量大 水泵能力过剩机结论：结论：非要因非要因 岗位工上岗前都经过岗位培训，在水泵运行时，操作人岗位工上岗前都经过岗位培训，在水泵运行时，操作人员都能根据高炉冲渣水压力需要及时调节水泵运行电流，出员都能根据高炉冲渣水压力需要及时调节水泵运行电流，出渣时电流控制渣时电流控制230A左右，出渣间隙电流控制左右，出渣间隙电流控制210A左右。左右。芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD要因确认一要因确认一末端因素：末端因素：岗位工操作技能岗位工操作技能确认方法：确认方法：现场确认现场确认标准要求：标准要求：对水泵电流随时进行调节，以节电对水泵电流随时进行调节，以节电 末端因素：末端因素：水泵能力过剩水泵能力过剩确认方法：确认方法：现场确认和理论分析现场确认和理论分析标准要求：标准要求：设备按照需求合理匹配设备按照需求合理匹配 现配用的水泵出水压力可达到现配用的水泵出水压力可达到0.49MPa，实际冲渣时，实际冲渣时水压仅需水压仅需0.25-0.3MPa即可，运行时通过水泵出水阀调节即可，运行时通过水泵出水阀调节总管水压，降低水泵电流，但控制能力有限，且造成局部总管水压，降低水泵电流，但控制能力有限，且造成局部水头损失较大，部分做功浪费。水头损失较大，部分做功浪费。芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD要因确认二要因确认二结论：结论：要因要因末端因素：末端因素：水泵运行方式水泵运行方式确认方法：确认方法：现场考察分析研究现场考察分析研究标准要求：标准要求：按照用户需要进行供应按照用户需要进行供应 单台水泵单台水泵24小时连续运行，高炉出渣间隙不需用水时小时连续运行，高炉出渣间隙不需用水时水泵仍在运行，电能白白浪费。水泵仍在运行，电能白白浪费。结论：结论：要因要因芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD要因确认三要因确认三末端因素：末端因素：渣水含渣量大渣水含渣量大确认方法：确认方法：现场考察现场考察标准要求：标准要求：不含渣不含渣 冲渣池滤渣定期清理，滤渣效果较好。渣水几乎冲渣池滤渣定期清理，滤渣效果较好。渣水几乎不含渣，符合标准要求。不含渣，符合标准要求。结论：结论：非要因非要因芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD要因确认四要因确认四1.水泵能力过剩水泵能力过剩2.冲渣水泵连续运行方式不合理冲渣水泵连续运行方式不合理芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD要因：要因：从以上确认中，得出造成冲渣从以上确认中，得出造成冲渣水能源浪费的主要原因有水能源浪费的主要原因有2个：个：针对以上两个要因，小组经过不断分析尝试，共进行针对以上两个要因，小组经过不断分析尝试，共进行了两次试验，即：了两次试验，即：第一次：通过启、停水泵节电，节电效果不明显，且带第一次：通过启、停水泵节电，节电效果不明显，且带来许多负面影响，试验失败。来许多负面影响，试验失败。第二次：通过变频调速改造水泵，获得成功。第二次：通过变频调速改造水泵，获得成功。六、解决方案六、解决方案芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD 经过小组分析研究，决定改变水泵运行方式：经过小组分析研究，决定改变水泵运行方式：在高炉出渣在高炉出渣时，启泵向高炉供水。在不出渣时停泵。时，启泵向高炉供水。在不出渣时停泵。经过一周试运行，效果如下：经过一周试运行，效果如下：1 1、日、日节电节电700kwh左右，节电效果不明显左右，节电效果不明显.2 2、岗位工劳动强度增大，原一周启、停泵一次，现日启岗位工劳动强度增大，原一周启、停泵一次，现日启停泵停泵15次左右。次左右。3 3、水泵故障率明显升高，设备维护费用增加。、水泵故障率明显升高，设备维护费用增加。4 4、设备及管道磨损严重依然没有解决。、设备及管道磨损严重依然没有解决。芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD试验一试验一结果：结果：方案失败方案失败小组对试验一失败主要原因进行了分析总结：小组对试验一失败主要原因进行了分析总结：1 1、由于水泵启动时，瞬间电流高达额定电流的由于水泵启动时，瞬间电流高达额定电流的4-7倍，增加电耗。再者，为保正生产安全，出渣前后，倍，增加电耗。再者，为保正生产安全，出渣前后，需提前启泵，延后停泵，实际日停泵时间仅需提前启泵，延后停泵，实际日停泵时间仅5h。导致。导致了节电效果不明显。了节电效果不明显。2、水泵水头浪费并未解决，部分做功浪费依然存水泵水头浪费并未解决，部分做功浪费依然存在。在。3、频繁启、停水泵导致水泵故障率明显升高，维频繁启、停水泵导致水泵故障率明显升高，维护费用增加。护费用增加。芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD试验二试验二针对以上分析，需解决：针对以上分析，需解决：第一、避免频繁停水泵，减少由于阀门控制压力第一、避免频繁停水泵，减少由于阀门控制压力导致的局部水头损失过大水泵做功浪费。导致的局部水头损失过大水泵做功浪费。第二、最大限度挖掘出渣间隙时节电潜力，即延第二、最大限度挖掘出渣间隙时节电潜力，即延长水泵在出渣间隙时低负荷运行时间。长水泵在出渣间隙时低负荷运行时间。最终，小组确定，使用变频调速系统对水泵最终，小组确定，使用变频调速系统对水泵进行变频控制。即：出渣时，控制水泵高频运行。进行变频控制。即：出渣时，控制水泵高频运行。出渣间隙，控制水泵低频运行出渣间隙，控制水泵低频运行。1、节能效果显著、节能效果显著 因为水泵的流量因为水泵的流量Q，扬程，扬程H，功率，功率P分别与水泵分别与水泵转速转速n成一次方，二次方和三次方关系。因此，变成一次方，二次方和三次方关系。因此，变频控制水泵转速下降，轴功率明显下降，因而具有频控制水泵转速下降，轴功率明显下降，因而具有显著的节能效果。显著的节能效果。2、充分满足生产要求、充分满足生产要求 水量与转速一次方成正比，水量大小可控，扬水量与转速一次方成正比，水量大小可控，扬程大小可控，可以充分满足生产所需，节约用水，程大小可控，可以充分满足生产所需，节约用水，减少浪费。减少浪费。芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD变频优点分析：变频优点分析：3、水泵效率提高、水泵效率提高 水泵的工作效率：水泵的工作效率：P=C1（Q/n）-C2（Q/n）（式中（式中Q为水量，为水量，n为转速，为转速，C1 C2 为常数）为常数）通过阀门控制水量时，因转速通过阀门控制水量时，因转速n不变，不变，而流量而流量Q下降，故效率下降，故效率P下降。而通过转速控制下降。而通过转速控制水量时，水量与转速成正比，比值（水量时，水量与转速成正比，比值（Q/n）不变，）不变，故效率始终保持最佳状态。故效率始终保持最佳状态。4、出渣时，可通过对水泵高频进行设定，控制整、出渣时，可通过对水泵高频进行设定，控制整个水系统压力，代替使用阀门控制压力而导致的个水系统压力，代替使用阀门控制压力而导致的局部水头浪费现象，且可降低设备、管道磨损。局部水头浪费现象，且可降低设备、管道磨损。变频节电预测：变频节电预测：变频节电预测：变频节电预测：水泵以高速运行水泵以高速运行40HZ40HZ，低速运行，低速运行30HZ30HZ为例，其工为例，其工作时高速转速为额定转速的作时高速转速为额定转速的80%80%，低速转速为额定转，低速转速为额定转速的速的60%60%。因水泵。因水泵功率功率P与水泵转速与水泵转速n成三次方关系，成三次方关系，计算：计算：水泵转速高速时水泵消耗功率为水泵转速高速时水泵消耗功率为Pz=0.8Pz=0.8 Pn=0.512PnPn=0.512Pn，低速时水泵消耗功率为，低速时水泵消耗功率为Pz=0.6Pz=0.6 Pn=0.216PnPn=0.216Pn，日高速运行，日高速运行1818小时，低速运行小时，低速运行6 6个小时，考虑各种损耗以高速节电个小时，考虑各种损耗以高速节电30%30%，低速节电节，低速节电节电电60%60%。计算日节电：。计算日节电：W=3400KWh/24W=3400KWh/24（180.4+6*0.7180.4+6*0.7）=1275KWh=1275KWh经过以上分析，小组决定对水泵进行变频改造，改造经过以上分析，小组决定对水泵进行变频改造，改造步骤如下：步骤如下：步骤一、投入变频控制器一台，将步骤一、投入变频控制器一台，将2#、3#、4#水泵改造为变频水泵改造为变频控制。再者，为保安全，使用开关控制实现变频与工频切换功能。控制。再者，为保安全，使用开关控制实现变频与工频切换功能。WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD七、实施步骤七、实施步骤芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）步骤二、对变频高低速频率根据现场实际水压需要进步骤二、对变频高低速频率根据现场实际水压需要进行确定，高频以确保正常冲渣水压需要为依据。低频以确行确定，高频以确保正常冲渣水压需要为依据。低频以确保水泵及电机安全运行为依据。经过反复试运行，最终确保水泵及电机安全运行为依据。经过反复试运行，最终确定冲渣时水泵高频运行频率为定冲渣时水泵高频运行频率为41HZ,低频运行频率为低频运行频率为30HZ。步骤三、为对水泵高低速控制及时，高低频控制按钮步骤三、为对水泵高低速控制及时，高低频控制按钮由高炉冲渣工现场负责。水泵倒换及相应设备操作由水泵由高炉冲渣工现场负责。水泵倒换及相应设备操作由水泵房岗位工负责。房岗位工负责。步骤四、由于水泵操作方式改变，制定步骤四、由于水泵操作方式改变，制定变频操作相变频操作相关规程关规程及及冲渣水高低速控制要求冲渣水高低速控制要求等规定，下发水泵等规定，下发水泵岗位工及高炉冲渣工，并组织培训，以确保生产的正常运岗位工及高炉冲渣工，并组织培训，以确保生产的正常运行及节电的效果。行及节电的效果。WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）运行电流运行电流水泵编号水泵编号改造前（改造前（A A）改造后（改造后（A A）高频（高频（A A）低频（低频（A A）2#2#210-230210-2301601608585八、效果验证八、效果验证1 1、改造后，水泵运行电流比对（以实测、改造后，水泵运行电流比对（以实测、改造后，水泵运行电流比对（以实测、改造后，水泵运行电流比对（以实测2#2#泵为例）：泵为例）：泵为例）：泵为例）：2 2、实施前后日平均耗电比对：、实施前后日平均耗电比对：、实施前后日平均耗电比对：、实施前后日平均耗电比对：日节电日节电1400kwh1400kwhWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）九、取得的经济效益九、取得的经济效益 芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD 实际运行效果：日均节电实际运行效果：日均节电1400kw.h，年节电：，年节电：49万万kwh，高于小组目标节电，高于小组目标节电38.5万万kwh。可节。可节约电费约电费24.5万元。变频投资万元。变频投资12万元，回收周期万元，回收周期6个月。个月。十、下一步打算十、下一步打算 根据根据3#高炉冲渣水泵变频成功高炉冲渣水泵变频成功QC攻关攻关实例，计划陆续将实例，计划陆续将1#、2#高炉冲渣水泵进行高炉冲渣水泵进行变频改造。变频改造。芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）芜湖新兴铸管有限责任公司（动力能源部）WUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTDWUHU XINXING DUCTILE IRON PIPES CO.,LTD