南川大兴煤化工业有限公司改造方案1.docx

南川大兴煤化工业有限公司

煤 气 系 统 变 频 器 改 造 方 案

重庆杰控电气自动化控制有限公司

　 关于南川大兴煤化工业有限公司
煤气系统变频器改造方案
一、 大兴煤化现状
　　　　原煤气输送系统采用155KW罗茨风机向煤气储存罐送气，由于风机采用50HZ，380V全速运行，不能根据实际出气量来决定风机运行转速，同时为了避免负压情况的发生造成事故，还要把煤气罐中的煤气回送到炼炉中，这样造成能源（煤气、电力）大量的损耗。
二、 解决方案
　　　　本着节约能源的目的，受博赛集团公司委托，经我公司人员的现场考察，通过对南川大兴煤化工业有限公司的超过37KW的电机功率场合（氨水泵、冷却塔的循环泵、压缩机、脱硫塔的贫液泵、加压站、一次供水、污水站、锅炉、气站、破碎机）进行了初步查看，决定最先对煤气输送系统155KW罗茨风机进行变频改造。原工作电机实测电流110A－120A。如果通过变频控制风机转速的方式，既可实现对输送煤气的自动控制，避免负压情况的发生，并同时能达到显著的节能效果。从工艺最理想情况是保证炼焦炉出口压力在80-90PA之间以保证整个送气系统工作在一个理想的状态。
三、 实现措施
我公司技术人员通过对威钢焦化厂和重钢焦化厂煤气输送系统考察，我们建议采用变频器控制风机转速来实现对送气的自动控制，以保证整个送气系统工作在一个理想状态。这是一种很成熟的控制方式，已在现有焦化厂成功运行（如威钢）。
1、 保持原有配电盘及控制系统；
2、 从三台焦炉出口采样压力，根据出口压力来实现风机转速自动控制。
（1） 当三台焦炉出口压力过高时，取压力高的来决定应增加风机转速，保证生产的煤气正常输送。
（2） 当三台焦炉出口压力过低时，取压力低的来决定应降低风机转速，减少煤气输送，维持出口压力。
（3） 当三台焦炉出口压力适当，应保持当前风机转速，使输出压力保持恒定。
3、根据焦炉出口压力，首先变频器启动一台风机，检测出口压力是否在规定工作范围内，若能满足要求，则仅一台风机工作；若不能满足要求，则把当前风机从变频工作方式切换到工频工作方式，同时由变频器启动第二台风机，以保证焦炉出口压力正常。反之，若两台风机工作时出口压力过高，应关闭一台风机，而保持一台风机变频工作。
4、由于是改造，我们保留原电控柜，当变频器出现故障时，可切换到原电控柜的降压起动方式。另外保留原出口风调节阀，增加三台出口风调节阀自动控制，原来为人工调节，通过A/D转换模块检测焦炉出口压力，经过PLC控制及运算，来自动的控制调节阀的开度。

四、 系统框图（见下页）：
五、 系统报价
名称
数量
单价
金额
变频器
2台
78500.00
157000.00
柜体
1套
3600.00
3600.00
空开（施耐德）
2只
2860.00
5720.00
接触器（施耐德）
9 只
2230.00
20070.00
可编程器控制单元
1台
4230.00
4230.00
A/D转换模块
1只
3300.00
3300.00
铜排或缆线
1批
2700.00
2700.00
其它辅材
1批
1200.00
. 1200.00
安装成套费

9500.00
9500.00

合计
207320.00

若空开及接触器采用国产的空开及接触器,这样控制柜成本可降低15000.00元 即总价为192320.00元

六、报价说明
1、原方案仅一台风机工作，因为有可能要采用两台工作，所以我们采
用一台变频器拖动两台风机的方式工作：启动时由于第一台风机已是全速工作，因此第二台风机属于带压起动，需要较大的启动力矩（罗茨风机本属于恒转矩型），因此，变频调速器选用恒转矩型变频器，即G型，原为P型。这样变频器造价要高一些。
2、原方案控制的仅为一台焦炉和一台风机，而新方案控制的焦炉三台
和风机二台以及增加三台出口风调节阀控制，其硬设备增加较多，造价也相应增加。(此报价为全自动控制方案)
3、富士变频器是最早在中国得到广泛应用，十几年来一直保持着中国
市场的领先地位。富士变频器曾一度占据着中国50%－70%的市场份额。2000年中国市场销售额达5亿元，市场占有率达到了19%。2002年的销售额在7亿元左右。富士电机的发展战略主要侧重于产品技术开发、质量保证及技术支持。其变频器的特点是在抗噪方面采用多项先进技术，对占领市场有绝对优势，所以我们采用富士变频器为此套项目改造。
系统框图
3＃焦炉
2＃焦炉
1＃焦炉

P
P
P

初冷器

变频器
1# 2#
控制柜

　　　　　　　　　　　　风机1　　　　　风机2　　　风机3

出口
附一、重钢焦化厂风机调速方案：
重钢共有五个焦化炉，由于输出功率太大，其风机采用液压偶合调速，其控制方式以距离最远的焦化炉出口压力为准。据其技术人员介绍，若能保持此焦化炉压力在一个合理的范围内，则其它近距离的焦化炉一般肯定可以满足出口压力。

附二、威钢焦化厂风机调速方案：
威钢新焦化厂有四个炉，并排在一起，其风机采用变频器调速，功率为280KW两台变频器配两台风机，平常工作时一用一备，其控制采用计算机DCS集成控制系统，造价较高，其工作方式是保持每个焦炉的出口压力在60～80PA之间（通过现场观察，其出口压力还是经常越出此范围之外）。同时，由计算机来控制焦炉的翻版系统。其控制点多，系统造价高（估计得近百万）。
附三、节能原理及节能分析报告
1． 电力部门所供给用户的电力，其输入电网电压总要比额定值高3%-5%，
目的是防止在用电高峰时电压降低到额定电压以下，同时用户的电力设备在设计上，为了能在用电量高峰时防止性能降低，也就采用较大的电机。这样电力过多导致了以热和振荡为形式的损失。
2． 风机类负载特性：
电机的转速正比于定子的供电频率，变频器就是通过改变定子的供电
频率来达到电机的调速 M

N

风机类机械所需功率与转速的立方成正比，即：P∝N3，水泵在一定范
围内调速，完全能实现极大程度的节能。在风机、水泵中，节电效果可达30%以上。
附四、变频控制系统在风机上的节能原理：
电网和电动设备在设计上都留有余量，而变频系统内部通过检测功率因数作为控制输入电压的信号，再由控制电压的变化来调节输入功率使其随负载变化而变化，这样，变频系统提供了最佳的功率因数，因而达到节能效果。
供气系统随着产生的变化，可以在保证压力的基础上适时的调整风机的转速但目前风机工作在工频状态下，是通过把煤气罐中把煤气回送到炼炉中保证压力。而变频控制系统可根据外界变化规律。通过高灵敏传感器（压力传感器）检测信号，经过CPU计算给变频后，控制风机的转速，从而达到高效节能的目的。
上述分析表明，变频控制系统的节能可行性及节能效果是非常好的。它不但具有显著的节能效果，并且变频器具有软起动功能，起动电流只有额定电流的50%-90%，使电机起动平衡，延长了电机使用寿命，也延长了电机的维修周期，减少了电机的维修费用，变频器的安装，可使电机噪音明显降低，进而改善了工作环境。
附五、节能效益分析：
1． 直接效益：
以贵厂所用供水机组(155KW一台)计算:以实测电流
以一半负荷计算,每度电0.5元计算,则:
全年耗电量
75KW*24小时*30天*12个月 *0.5元 == 324000元
从现场运行上知,出气量有一定的变化，全年平均节电保守按30%计算,
则一年节电费达到:
67932元 * 30% == 97200.00元
2、间接效益：安装了变频控制系统后，不仅仅节约了电能，同时也节约了煤气能源。因为提高了功率因数，使无功功率减到最低。它对电网干扰小，延长了电机寿命及维修周期，改善了工作环境，减少了现场人员的管理维护，虽然初次投入一笔资金，但可以很快从每月节约的电费中收回，带来的经济效益是长期可观的。