【正文】 態(tài)是用西門子 設(shè)計(jì)的，主要對(duì) 3除鱗泵運(yùn)行狀態(tài)、節(jié)電分析、故障診斷、高壓電力控制斷路器開關(guān)狀態(tài)、歷史運(yùn)行紀(jì)錄進(jìn)行監(jiān)控，新增一個(gè) S7300 cpu314 plc，作為原除鱗系統(tǒng) cpu317plc 的從站，采用 profibusdp 的通訊方式對(duì)主站以及高壓變頻器進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。 除鱗泵在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)分為：粗軋除鱗、 R R2 和精軋除鱗 4個(gè)階段 ,其中粗軋除鱗階段需要除鱗 2 次，各除鱗點(diǎn)需要工作的時(shí)間約為： 15s、 20s、 30s、 90s，生產(chǎn)周期約 3min。 根據(jù)以上工藝要求，通過除鱗泵電動(dòng)機(jī)加裝變頻器，可以實(shí)現(xiàn)如下能量調(diào)節(jié)控制： (1)在除鱗噴水狀態(tài)時(shí)，通過恒壓變流量控制使管網(wǎng)壓力達(dá)到 22mpa以上，滿足工藝要求并部分節(jié)能； (2)非除鱗狀態(tài)時(shí)，可關(guān)閉前端流量閥和最小流量閥，電動(dòng)機(jī)降速運(yùn)行，并在下一次除鱗噴水狀態(tài)前，變頻器響應(yīng)，使除鱗泵管網(wǎng)加速達(dá)到 22mpa 的以上，通過此變流量控制，可以節(jié)約大量電能。 表 42 基本參數(shù)表 序號(hào) 規(guī) 范 參 數(shù) 備 注 1 型式及型號(hào) 整體柜式 適配 3550kW 電機(jī) 2 安裝地點(diǎn) 室內(nèi) 3 技術(shù)方案 多級(jí)串聯(lián)，交直交、高高方式 4 調(diào)頻范圍 050Hz 根據(jù)工況調(diào)頻范圍在 3048Hz 間 5 對(duì)電動(dòng)機(jī)要求 普通鼠籠式異步電機(jī) 6 額定輸入電壓 /允許變化范圍 10kV177。10% 12 對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的敏感性 25%～ +15% 13 輸入側(cè)功率因數(shù) ＞ （＞ 20%負(fù)載） 14 整機(jī)效率 ＞ 15 控制方式 多級(jí)正弦 PWM 控制 16 控制電源（用戶提供） 一路 AC220VAC/50Hz 3KVA 風(fēng)機(jī)電源（用戶提供） 一路 AC380V/220VAC/50Hz 5KVA 17 UPS 型式 后備式 18 電網(wǎng)側(cè)變換器型式及元件 48 脈沖，二極管三相全橋， 19 電機(jī)側(cè)變換器型式及元件 IGBT 逆變橋 串連 20 電隔離部分 采用安捷倫光纖連接 21 冷卻方式 強(qiáng)迫風(fēng)冷 22 控制連接 硬連接 23 過程控制方式 4～ 20mA 24 操作界面 中文界面 序號(hào) 規(guī) 范 參 數(shù) 備 注 25 變頻裝置外形尺寸 26 防護(hù)等級(jí) IP31 27 柜體顏色 RLA7032 28 進(jìn)出線方式 下進(jìn)出線 變頻器性能 諧波失真率優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不需要輸入輸出濾波器，對(duì)敏感設(shè)備無干擾，諧波指標(biāo)＜ 2％； 無需因輸出諧波而降低電機(jī)的任何額定值。 1）過載保護(hù)電機(jī)額定電流的 120%時(shí) 60s， 150%時(shí) 5s， 200%則立即保護(hù)； 2）過壓保護(hù)檢測(cè)每個(gè)功率模塊的直流母線電壓，如果超過額定電壓的 115%時(shí)定時(shí)限特性保護(hù)； 3）欠壓保護(hù)檢測(cè)每個(gè)功率模塊的直流母線電壓，如果低于設(shè)定數(shù)值則自動(dòng)封鎖輸出； 4）過熱保護(hù)在主要的發(fā)熱元件，即整流變壓器和電力電子功率器件上設(shè)置溫度檢測(cè)，一旦超過極限溫度（變壓器 130℃ 、功率器件80℃ ）則保護(hù)； 5）缺相保護(hù)缺相保護(hù)設(shè)置在每個(gè)功率模塊上；當(dāng)節(jié)電設(shè)備輸入側(cè)掉相或功率模塊的保險(xiǎn)熔芯融化時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并保護(hù)； 6）接地保護(hù)節(jié) 電設(shè)備到電動(dòng)機(jī)線路發(fā)生接地故障時(shí)保護(hù)； 7）光纖故障保護(hù)當(dāng)控制器與功率模塊間的連接光纖故障時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并保護(hù)。 9）能夠聯(lián)跳輸入側(cè)甲方（用戶）的 10kV 進(jìn)線開關(guān)。 變頻器控制接口 表 43 變頻器提供的數(shù)字量輸出 序號(hào) 輸出開關(guān)量 說 明 1 運(yùn)行信號(hào) 變頻運(yùn)行時(shí)觸點(diǎn)閉合（常開觸點(diǎn)），正在運(yùn)行 2 待機(jī)信號(hào) 變頻就緒后常開觸點(diǎn)閉合，可以啟動(dòng) 3 重故障信號(hào) 變頻器重故障切斷輸出時(shí)觸點(diǎn)閉合（常開點(diǎn)） 4 輕故障信號(hào) 變頻器輕故障報(bào)警時(shí)觸點(diǎn)閉合（常開點(diǎn)） 5 遠(yuǎn)控狀態(tài)信號(hào) 變頻器處于遠(yuǎn)程控制狀態(tài)，觸點(diǎn)閉合時(shí)為遠(yuǎn)程 以上所有數(shù)字量采用無源接點(diǎn)輸出，接點(diǎn)容量均為 DC220V/5A，供現(xiàn)場(chǎng)使用。 表 45 變頻器所需求的數(shù)字量輸入 序號(hào) 用戶提供開關(guān)量 說 明 1 遠(yuǎn)方啟動(dòng)信號(hào) 常開接點(diǎn)， 3秒脈沖閉合時(shí)有效，啟動(dòng)命令 2 遠(yuǎn)方停止信號(hào) 常開接點(diǎn)， 3秒脈沖閉合時(shí)有效，停止命令 3 遠(yuǎn)方復(fù)位信號(hào) 常開接點(diǎn)， 3秒脈沖閉合時(shí)有效，故障復(fù)位命令 4 緊急停止信號(hào) 緊急停機(jī)時(shí)有效，帶閉鎖 5 用戶高壓就緒信號(hào) 常開接點(diǎn)，用戶高壓合閘就緒后閉合 以上控制信號(hào)點(diǎn)由甲方現(xiàn)場(chǎng)提供，要求提供的信號(hào)點(diǎn)為干接點(diǎn)。 表 47 變頻器與其它電氣設(shè)備接口 序號(hào) 變頻器與其它設(shè)備接口 說 明 1 高壓合閘允許 變頻器自檢通過或系統(tǒng)處于工頻狀態(tài)時(shí)觸點(diǎn)閉合，具備高壓合閘條件 2 高壓緊急分?jǐn)? 變頻器重故障時(shí)自動(dòng)分?jǐn)喔邏洪_關(guān)，常開觸點(diǎn) 以上數(shù)字量采用無源接點(diǎn)輸出，定義為接點(diǎn)閉合時(shí)有效。 主要電氣設(shè)備及電纜選型 10kV 高壓變頻器選用國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。 直流電源裝置選用 DC220V、 50Ah 鉛酸免維護(hù)蓄電池高頻開關(guān)直流裝置。 高壓電纜選用 ZRAYJV10KV 型。 控制電纜選用 ZRAKVV或 ZRAKVVP型。新建高壓變頻器室安放 3 套變頻成套裝置。 完善除鱗系統(tǒng)新增低壓用電設(shè)備的供配電及電氣控制設(shè)計(jì) ，盡可能利用現(xiàn)有設(shè)施。機(jī)旁控制箱通過硬線連線到變頻器，控制電機(jī)的起、停，面板設(shè)置起、停、遠(yuǎn)方、本地及速度設(shè)定等選擇開 關(guān)，并有頻率指示。 原由高壓柜出線至電機(jī)間敷設(shè)的電纜保留使用，按施工圖要求重新接線。進(jìn)出電氣室等建筑物的電纜通道在電纜敷設(shè)完成后須采用防火堵料密封。 接地 新增變頻器柜體、機(jī)旁箱箱體、橋架、金屬穿線管、電纜金屬外包等正常情況下不帶電的物品均須可靠接地，接地電阻不大于 4 歐姆。 照明電壓等級(jí)：一般場(chǎng)合采用 AC220V， 特殊場(chǎng)合采用 AC24V。 第五章 自動(dòng)化 第一節(jié) 概述 概述 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 相關(guān)專業(yè)提供的設(shè)計(jì)資料。 設(shè)計(jì)范圍 本次設(shè)計(jì)為熱連軋廠高壓水除鱗泵組系統(tǒng)節(jié)能改造工程，主要內(nèi)容：對(duì)新增 3 套智能型變頻成套控制柜、 4 臺(tái) 10m3蓄能器、 1 臺(tái) 8m3緩沖水罐及 1 臺(tái)高壓空壓機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制設(shè)計(jì)。高壓空氣壓縮機(jī)自帶控制系統(tǒng)，具備現(xiàn)場(chǎng)控制及操作室遠(yuǎn)程啟停功能。軟件部分需對(duì)原控制程序及組態(tài)畫面做相應(yīng)修改。高壓空氣壓縮機(jī)與蓄能器的氣體壓力、水位進(jìn)行聯(lián)鎖控制，自動(dòng)對(duì)蓄能器補(bǔ)氣。 控制方案 高壓水除鱗泵組控制系統(tǒng)通過 ProfibusDP 總線接收變頻控制柜頻率指示及遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率，傳輸介質(zhì)采用光纖；變頻器運(yùn)行狀態(tài)與遠(yuǎn)程控制點(diǎn)通過控制電纜接入高壓水除鱗泵組控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)有硬件設(shè)備滿足此次改造要求。 管線敷設(shè) DP 通訊電纜利用新建及已有橋架從新建電氣室敷設(shè)至高壓水除 鱗泵組控制室 PLC 柜。 主要設(shè)計(jì)依據(jù) 《 民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 (GB507362021) 《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB500192021) 電氣專業(yè)委托資料 第二節(jié) 設(shè)計(jì)方案 根據(jù)熱連軋廠對(duì)類似變頻器通風(fēng)降溫措施考察的情況，結(jié)合電氣專業(yè)提供的變頻器散熱量 110KW，為了保證高壓變頻器正常工作溫、濕度要求，一方面通過變頻器設(shè)備自帶排氣管路排至室外；另外一方面在其電氣室內(nèi)設(shè)置 2 臺(tái) L64（制冷量為 ）水冷柜式空調(diào)降溫處理。 第七章 土建工程 第一節(jié) 概述 依據(jù)本院動(dòng)力專業(yè)和工藝設(shè)備專業(yè)提供的相關(guān)資料， 1580 熱軋工程高壓水除鱗系統(tǒng)改造項(xiàng)目土建方案。 第二節(jié) 建筑與結(jié)構(gòu) 本工程項(xiàng)目按本院 動(dòng)力專業(yè)和工藝設(shè)備專業(yè)提供的相關(guān)資料及其要求進(jìn)行。 高壓變頻器室為單層框架結(jié)構(gòu)，層高 米。由于高壓變頻器室所處位置回填土較深，故基礎(chǔ)底應(yīng)素土夯實(shí)回填 1000 厚級(jí)配碎石壓實(shí)系數(shù)大于。鋼筋混凝土柱截面為 350mmX400mm 。屋面為 110 厚鋼筋混凝土不上人保溫屋面。外墻面用 1： 2水泥砂漿 20 厚抹面，內(nèi)墻面和頂棚用 1： 1： 6 水泥石灰砂漿打底 16厚，刮仿瓷二遍刷白色涂料。窗戶為 1500mmX2400mm 鋁合金窗（共 12 扇）。溝深約 1 米，總長(zhǎng)約 48 米。 電纜溝溝壁和溝底用 200 厚的 C20 混凝土澆筑，單面配鋼筋∮12200。溝內(nèi)電纜架用角鋼 75 焊接成，間距 1 米一個(gè)。將熱軋廠主軋線精軋區(qū)地下室底板 3 米 X3 米的放置高壓蓄能器（氣水灌）基礎(chǔ)區(qū)域的底板鑿毛，鑿毛深度約 20mm。再按設(shè)備要求每臺(tái)高壓蓄能器（氣水灌）布置 12 個(gè)直徑 36 的螺栓，直徑 36 的螺栓采用鉆孔植筋方法固定。鋼筋網(wǎng)與膨脹螺栓焊接。熱軋廠主軋線精軋區(qū)地下室底板和頂板均不能現(xiàn)場(chǎng)開孔，設(shè)備安裝時(shí)應(yīng)考慮周全。將空壓機(jī)螺栓予埋件按植筋方式固定后，用 C35 混凝土澆筑 150 厚鋼筋混凝土底板。管道支架約 50 個(gè)。 XX熱軋廠位于 XX 三期技改 3地西南側(cè)，北面為創(chuàng)佳路，南面為創(chuàng)先路，該道路為 XX 公司主要道路，道路運(yùn)輸方便。 第二節(jié) 總平面布置 布置原則 結(jié)合現(xiàn)有的自然條件，總平面布置是在滿足生產(chǎn)、安全等要求前提下，利用現(xiàn)有場(chǎng)地。 第三節(jié) 豎向布置 場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì) 高壓水除鱗泵組系統(tǒng)配電室內(nèi)標(biāo)高與板加區(qū)電氣室室內(nèi)標(biāo)高一致設(shè)計(jì)為 米。 第四節(jié) 其他 擬建高壓水除鱗泵組系統(tǒng)配電室場(chǎng)地范圍內(nèi)有 3 根水管需要保護(hù)處理。 第二節(jié) 主要耗能設(shè)備 主要耗能設(shè)備 高壓除鱗泵電動(dòng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)消耗的電能。 第三節(jié) 主要節(jié)能措施 本工程根據(jù)軋制工況的變化，在充分滿足生產(chǎn)工藝的前提下，采用先進(jìn)可靠的變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)及完善高壓水系統(tǒng)蓄能器裝置，為合理利用能源，節(jié)約用能提供了有利條件。 第十章 環(huán)境保護(hù) 第一節(jié) 概述 為了響應(yīng)國(guó)家有關(guān)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)政策，改善能源結(jié)構(gòu)，提高能源轉(zhuǎn)換效率，對(duì) XX 熱連軋廠正在運(yùn)行的高壓水除鱗泵組進(jìn)行變頻節(jié)能系統(tǒng)改造。 消耗的能源介質(zhì)有：電力、水、壓縮空氣等，工序能源消耗見能源章節(jié)。 主要防治措施 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲，設(shè)計(jì)除選擇低噪聲設(shè)備外，對(duì)部分設(shè)備本體進(jìn)行隔聲，擬設(shè)置隔音墻等裝置；盡可能減少室外噪聲強(qiáng)度，以免影響廠界噪聲。 第五節(jié) 廠區(qū)綠化 本工程在原廠區(qū)內(nèi)建設(shè)，維持現(xiàn)有綠化。 XX 公司安環(huán)處以及熱連軋廠已設(shè)置有相應(yīng)環(huán)保管理機(jī)構(gòu)，本工程為熱連軋廠內(nèi)部改造，環(huán)保員按原有配置。工程采用先進(jìn)、實(shí)用、可靠的工藝技術(shù)，充分提高資源、能源的利用率，盡可能減少污染物發(fā)生量，對(duì)必須排放的污染物采取必要的治理措施，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放，使本工程環(huán)境影響最小化。在設(shè)計(jì)中貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家及行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范、規(guī)程，設(shè)計(jì)上采取了一系列行之有效的安全與工業(yè)衛(wèi)生措施，對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的塵、噪聲以及可能出現(xiàn)的機(jī)械傷害、觸電事故、高溫燙傷等均都采取了相應(yīng)的防范措施。 第十二章 消防設(shè)施 第一節(jié) 設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)依據(jù) 國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)的設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。 消防給水 改造設(shè)施區(qū)域有室外消防給水管網(wǎng)，消防管道布置呈環(huán)狀，消防用水量滿足規(guī)范規(guī)定。 電氣、電訊 采用了阻燃電纜。新建變頻器室裝設(shè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置，納入熱連軋廠原有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。 工程投資（單位：萬元）： 投資組成如下（單位：萬元）： 建筑費(fèi)： 安裝費(fèi)： 設(shè)備費(fèi)： 工程建設(shè)其他費(fèi)： 不可預(yù)見費(fèi)： 第二節(jié) 編制原則 建安費(fèi) 主要依據(jù) XX 類似工程概算指標(biāo)。 不可預(yù)見費(fèi) 不可預(yù)見費(fèi)按 5％計(jì)列 有關(guān)說明 本工程概算包括地基處理費(fèi)用。 效益測(cè)算基本依據(jù) 電能價(jià)格按 XX 公司實(shí)際價(jià)格計(jì)算： 電： 元 / 固定資產(chǎn)折舊按直線法計(jì)算，殘值率為 5%。 年新增修理費(fèi)按新增固定資產(chǎn)折舊費(fèi)的 30%計(jì)算。 新增收益 市電運(yùn)行時(shí)功耗： P1= 10 180 = 高速運(yùn)行時(shí)功耗： P2=3550 179。/ 節(jié)電率（計(jì)算依據(jù)：按正常生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行曲線，除鱗高速運(yùn)行時(shí)間占 75%，低速時(shí)間占 25%） K=[p1 （ p2*+p3*)]/p1=()/ 100%=% 節(jié)電前年耗電量： *6100=15213888kwh 改造后年節(jié)約電量： 15213888 %=4037766kwh 改造后單臺(tái)除鱗泵年節(jié)約電費(fèi)： 4037766 =2624548元 年節(jié)省電費(fèi)為： 2624548*3=7873644元 綜上計(jì)算，通過對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造后，年產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益