【正文】 統(tǒng)的低效風 量 調節(jié)方式。 第三章 建設規(guī)模與資源 建設規(guī)模 此次進行節(jié)能改造的內蒙 XX 水泥廠，擁有 2021 噸 /日 1 條， 2500 噸 /日 2條（不含采礦和制成系統(tǒng)）， 4000 噸 /日 1 條（在建設中）和 15MW 火電廠 2 座。小時， 2021 年總產量 噸； 2生產線， 2021 年總耗電量 56145770 千瓦 小時， 2021 年總產量 噸；全年用電 75,801,605 人民幣。高壓大功率 電機及低壓篦冷風機類負載機，占全廠用電量的 80%左右，且風機仍停留在前風門擋板的控制方式。電費按 元 /度計算，則在保持原有年產量不變的情況下，年可節(jié)電費成本高達 8,160,234元。 建設資源評述 內蒙古 XX 水泥集團地處美麗的 XX 察布大草原中部，是悠遠的古察哈爾文化發(fā)祥地，成立于 1996 年，是國家 “ 八五 ” 重點建設項目，由 內蒙古電力（集團）公司控股，注冊資金 52303 萬元，總資產 18 億元，下設三個控股子公司，五個參股子公司，規(guī)模產量 300 萬噸，是自治區(qū) 60 家重點企業(yè)之一，同時也是內蒙古最大水泥企業(yè)。形成煤、電、熱、水泥、中水回用、灰渣、垃圾處理的產業(yè)鏈，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。 XX 水泥集團用戰(zhàn)略性的眼光把品牌與生態(tài)建設緊密結合起來，使現(xiàn)代化企業(yè)與草原自然景觀融為一體，建設成了具有草原特色的花園式企業(yè)。 近幾年， XX 水泥經(jīng)歷了艱難曲折的發(fā)展歷程，鍛煉了一支成熟的員工隊伍和培育了具有核心競爭力的骨干隊伍，并逐漸形成了 “ 永爭第一 ” 的企業(yè)精神和是在定向的發(fā)展理念，推動企業(yè)不斷發(fā)展和壯大。 第四章 項目主要技術方案 工藝分析 在水泥生產過程中，電能消耗非常大，電費在水泥生產成本中占了很大的比例。能控制好風機的電耗 ,特別是大型風機的電耗，對降低水泥生產成本 ,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益是十分可觀的。 目前， 風機風量的控制多采用調節(jié)進口閥門和調節(jié)液力偶合器方式。燃燒過后產生的熟料由窯的底部出口送出。由于生產過程中風的需求量取決于燃料質量，原材料質量。因此，在整個生產過程中，送入窯爐的通風量需要經(jīng)常調整。風 量 的調整是靠放風閥的開度進行的。窯爐需要的風 量越 小，能量浪費 越 嚴重。這種情況下，不需要的那 20%和 35%的風 量 就白白浪費掉了。 調節(jié)液力偶合器方式 液力偶合器是一種以液體 (多數(shù)是油 )為工作介質 ,利用液體傳遞能量的傳動裝置。 變頻調速技術 變頻調速技術是利用常用電源所供應的電力，變頻調速設備通過變換 電壓和頻率對電機進行供電，控制電機的轉速，節(jié)能是變頻調速設備的 主要優(yōu)點，根據(jù)電機的實際負載情況適應的控制電機的轉速，可使許多工藝過程得到優(yōu)化，改變電機速度來調整生產的節(jié)奏。目前，絕大部分企業(yè)都是電動機全壓運行，用擋板、閥門來控制介質流量。給料設備也消耗大量電能，很多企業(yè)安裝了滑差電機，解決了調節(jié)流量的作用，但增加了能耗。若采用變頻調速裝置，不但實現(xiàn)穩(wěn)流供料，而且沒有二次電阻耗電地問題，節(jié)電效果相當可觀，交流變頻調速技術地大量應用給工業(yè)生產自動化，對產量和質量地提高帶來 了極大地福音。 它們與轉速 N 之間的關系為： Q1/Q2=N1/N2 H1/H2=（ N1/N2） 2 P1/P2=（ N1/N2） 3 內蒙古 XX 水泥集團 水泥 生產系統(tǒng) 風機 變頻 節(jié)能項目可行性研究報告 16 圖 圖中曲線 1 為風機在恒速下壓力 H 和流量 Q 的特性曲線，曲線 2 是管網(wǎng)風阻特性（閥門開度為 100%）。 根據(jù)工藝要求，當風量需從 Q1 減少到 Q2（例如 70%）時，如采用調節(jié)閥門的方法相當于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到為曲線 3，系統(tǒng)由原來的工況 A 點變到新的工況 B 點運行，由圖中可以看出，風壓反而增加了，軸功率P2 與面積 BH20Q2 成正比，減少不多。 由流體力學可知，風量 Q 與轉速的一次方成正比，風壓 H 與轉速的平方成正比，軸功率 P 與轉速的立方成正比，當風量減少，風機轉速下降時，起功率下降很多。 因此在有風機、水泵的機械設備中，采用變頻調速的方式來調節(jié)風量和流內蒙古 XX 水泥集團 水泥 生產系統(tǒng) 風機 變頻 節(jié)能項目可行性研究報告 17 量，在節(jié)能上是一個最有效的方法。 由于液力偶合器在調節(jié)過程中要產生轉差功率損耗、容積損耗、機械損耗，這些損耗所產生的熱量需要大量冷卻介質來冷卻。從式（ 1） ~(4)可以看出 ,液力偶合器節(jié)能效果不太理想。 2)調速精度 低，速度響應慢，轉速不穩(wěn)定，滑差大，有時丟轉。 從上述的分析中，不難得出現(xiàn)有控制方式存在著非常大的節(jié)能空間。 技術改造前景 根據(jù)現(xiàn)場實測和數(shù)據(jù)分析計算，采用高效電機及變頻器控制風量的電機系統(tǒng)的節(jié)能改造，代替現(xiàn)有的低效電機及電動閥門和液 力 耦合器控制方式后，不同風機設備的節(jié)電率分別 在 15% 50%之間，綜合節(jié)電率可達到 20％左右。據(jù)統(tǒng)計，XX 水泥 3 條水泥生產線年耗電高達 190,480,，經(jīng)詳細計算，上述設備進行變頻控制改造后，年可節(jié)電約 19,429,。 節(jié)能減排效果 , （節(jié)能量 — 標準煤，減排 — 碳） 節(jié)能量和減排量的計算。同時，更換低效的電氣設備為高效節(jié)能電機和變頻器，更新的工廠設備，使生產裝置平穩(wěn)運行，提高生產率，延長機泵使用壽命，降低機泵的維修費用，杜絕 “ 滴、漏、跑、冒 ” 現(xiàn)象發(fā)生。 1）將上述列表中地風機電機采用交流變頻調速設備進行控制，總裝機容量為 16327KW。 改造后，原采用電動風門控制的風機將風門打開到 100％，介質流量完全采用變頻器控制電機的轉速進行控制；原采用液勵耦合器調速控制的分級系統(tǒng)，將液勵耦合器拆除，同樣介質流量完全采用變頻器控制電機的轉速進 行控制。變頻器故障時，電機自動切換到工頻運行，這時風機轉速會升高，風壓會發(fā)生很大變化，影響窯內物料的煅燒質量，故此時應及時在 DCS 上對高溫風機等的風門進行及時調節(jié)，降低風機輸出風量至工況要求值。 主要設備技術指標 SIMOVERT_MV高壓變頻器 主要技術特性 功率元件 二極管、 HVIGBT 電源電壓 對于額定電機電壓， , , , 6KV 電源電壓偏差 ＋ 10％ 10% 電網(wǎng)側變換器 12脈沖二極管整流其（標準型） 24脈沖二極管整流其（任選型） 有源前端（任選型） 電機側逆變器 3電平傳動變頻器（ PWM） 最高輸出頻率 150Hz 頻率調節(jié)范圍 1:1000 速度調節(jié)范圍 1:1000 內蒙古 XX 水泥集團 水泥 生產系統(tǒng) 風機 變頻 節(jié)能項目可行性研究報告 22 頻率穩(wěn)定精度 % 效率 在額定工作點 % 閉環(huán)控制 TRANSVEKTOR __ __ SIMADYN D (32)位全數(shù)字化 傳動象限 12脈沖 /24脈沖 雙向轉動、傳動以及采用可選的制動電阻式制動斬波器進行制動（ 2象限） AFE 雙向轉動、電動和制動（ 4象限） 環(huán)境溫度 運行時， 0－ 40oC，如超過 40oC,需降額使用 防護等級 IP20 冷卻方式 強制空氣冷卻 標準于規(guī)程 IEC, EN, NEMA, UL, IEEE MasterDrive低壓 變頻器的主要技術特性 額定電壓 電網(wǎng)電壓 Vsupply 3 AC 380V(15%)～ 480V(+10%) 直流母線電壓 VD DC 510V(15%)～ 650V(+10%) 輸出電壓（變頻器） 3 AC 0V～電網(wǎng)電壓 逆變器 3 AC 0V～ VD 額定頻率（電網(wǎng)頻率） 50/60Hz(177。 以下為上海西門子工業(yè)自動化有限公司的簡介 ： 上海西門子工業(yè)自動化有限公司 Siemens Industrial Automation Ltd., Shanghai (簡稱 SIAS)是西門子 (中國 )有限公司 (SLC)于 1994 年組建的企業(yè)， 也內蒙古 XX 水泥集團 水泥 生產系統(tǒng) 風機 變頻 節(jié)能項目可行性研究報告 23 是上海市外商投資先進技術企業(yè)，并已獲得 ISO9001 質量體系認證。 SIAS 擁有高素質且具有豐富經(jīng)驗的工程技術及銷售人員。 基于這些產品和系統(tǒng)平臺，我們致力于為您提供工業(yè)自動化及電氣領域從產品到完整解決方案的靈活多樣的服務。 工程服務 包括向國內外客戶提供工程項目咨詢、實施與管理，包括工程設計，軟件編程，控制柜及系統(tǒng)測試，現(xiàn)場儀表及系統(tǒng)安裝，調試及開車，用戶培訓，售后服務等一系列個性化客戶服務。 SIAS 能夠給用戶提供技術支持和工程服務。 一期項目的詳細項目名稱、時間安排及資源分配情況，見下表： 內蒙古 XX 水泥集團 水泥 生產系統(tǒng) 風機 變頻 節(jié)能項目可行性研究報告 24 第六章 項目投資預算、資金籌措及來源渠道 項目投資預算 項目投資成本，包括項目竣工能夠形成固定資產所發(fā)生的成本費用。 第七章 效益與預期結果分析 從上述的分析中，可以看出， 該項目的工程總投資為 3600 萬人民幣， 企業(yè)自籌 1000 萬人民幣，用于基本建設設施的改造（如電力室、控制柜、線路改造等 ） 通過該節(jié)能改造后， 年 可節(jié)電費成本 8,160,234 元 ， 如下 現(xiàn)金流量表，由表可知其靜態(tài)投資回收期僅 年。國家并且規(guī)定，對于大容量 電機采用變頻器調速進行節(jié)能改造 ， 是 國家發(fā)展改革委啟 動規(guī)劃提出的十大重點節(jié)能工程 之一 。 技術風險 由于 siemens 電機及變頻器在全球已經(jīng)有了大量的使用案例， 這 項 技術對 企業(yè)及生產廠家 來說 ，從應用到開發(fā)都 是完全成熟的，不存在任何特殊的技術風險。 管理風險 大量使用高科技產品，可能在開始階段，對企業(yè) 的技術管理能力是一種考驗。 財務風險 本項目投資的數(shù)額不大 ，且分成三期進行，并采外部融資的模式 ，資金投入后建設周期 只有幾個月 ， 每期都可以 從第三年開始就有回報，分五年償還投資方的全部本息。考慮到本 項目的電費僅按每度電 元計算。特別是隨著今后缺電的擴大，電費會趨向每度電 ~ 元這內蒙古 XX 水泥集團 水泥 生產系統(tǒng) 風機 變頻 節(jié)能項目可行性研究報告 27 個平均值，因而其風險是比較小的?？赡艿娘L險來之于設備的偶然的故障。因此，本項目風險十分低。 第九章 可行性研究結論與建議 風機、泵類等設備采用變頻調速技術實現(xiàn)節(jié)能運行是我國節(jié)能的一項重 點推廣技術，受到國家政府的普遍重視，《中華人民共和國節(jié)約能源法》第 39 條就把它列為通用技術加以推廣。既提高了設備效率，又滿足了生產工藝要求，并且因此而大大減少了設備維護、維修費用，還降低了停產周期。