2010QC高壓風機變頻節(jié)能改造成果匯總

1、QC 成果報告書課題名稱：高壓風機變頻節(jié)能改造小組名稱： 電氣車間辦公室 QC 小組2011 年 2 月 20 日高壓風機變頻節(jié)能改造主題摘要：動力事業(yè)部擔負公司城區(qū)化工、化肥、 JV裝置動力供應任務，高壓風 機作為我部重要生產設備，同時也是我部用能“大戶”。如何確保安全生產的同時，將 能耗降低到最低點，成為我部長久發(fā)展的關鍵。一、計劃階段（P）P-1、選題理由：隨著社會的進步，經濟的發(fā)展，節(jié)能已經成為每一個企業(yè)長久發(fā)展的必然選擇。而 我廠目前擁有高壓風機16臺，怎么將此能耗“大戶”變成能耗“小戶”，成為我部長 期發(fā)展的必經之路。為解決這一問題，特選定此題。P-2、小組概況：為確保本活動取得預

2、期成果，小組特動員組織了較為強大的高壓風機變頻節(jié)能改造“QC攻關小組，將事業(yè)部絕大多數從事電氣設備管理的工程技術人員集中，所有成 員均有較強的從事QC攻關的理論實際經驗。成員組成如表一所示：表一：QC攻關”活動小組成員組成表序號姓名性別年齡職稱職務1吳宙林男26助工組長2孫華男41高級工程師主任3喻亦平女41高級經濟師書記4周紅云男41高級工程師副主任5夏艷梅男41高級工程師專工6楊愛群男36工程師技術員P-3、現狀分析:動力事業(yè)部高壓風機共有16臺，其中引風機8臺，送風機8臺。引風機是火電廠 重要的輔助設備之一，它將鍋爐燃燒產生的高溫煙氣經除塵裝置后排向煙道，用來調整 鍋爐爐膛負壓。而送風機

3、的作用是向爐膛內提供燃燒所需的二次風及磨煤機所需的干燥 用風。它們的耗電量在廠用電的30 %左右，其運行調節(jié)方式通常是通過調節(jié)風門擋板 開度來調節(jié)風量，其驅動電機的輸出功率不隨機組負荷變化進行調節(jié)，大量電能消耗在節(jié)流損失中P-3-2設備分析:小組成員從16臺高壓風機中選取運行狀況最好的兩臺風機進行分析。分別是 #3爐 甲引風機和#3爐乙送風機。其中引風機為YKK45 6型電機(額定功率500KV額定電流 57A);送風機為YKK400- 4型電機(額定功率400KW額定電流45A) , 97年10月投產。#3鍋爐甲引風機驅動電機主要參數電機型號額定功率(KW)額定電壓(V)額定電流(A)額定轉

4、速(r/mi n)功率因 數電機效率工頻運行實際電流(A)YKK450-65006000579890.850.9633#3鍋爐乙送風機驅動電機主要參數電機型號額定功率(KW)額定電壓(V)額定電流(A)額定轉速(r/mi n)功率因 數電機效率工頻運行實際電流(A)YKK400-440060004514890.850.9634P-3-2統(tǒng)計分析:小組查找統(tǒng)計分析2008年事業(yè)部#3爐甲引風機和#3爐乙送風機全年用電情況如表二所示:表二：業(yè)部#3爐甲引風機和#3爐乙送風機全年用電情況設備/ /日期#3爐甲引風機(Wh)#3爐乙送風機(Wh)1.271934161904852.2511142011

5、32833.271923841922764.2698280941945.271537921371966.261813561779847.271854361832768.271185961634859.262148016493410.27391089165611.265467210391412.27193416190485全年13499401612683P-4、目標確定：根據上述現狀分析，由于風機經常處于較低的效率工況下運行，風門擋板開度不到40 %，能耗巨大。為此小組制定活動目標：對風機進行變頻改造，實現引風機轉速隨機組負荷變化而調整，提高效率，達到節(jié)約廠用電的目標。P-5、原因分析：P-5-

6、1魚刺圖分析小組從人、設、環(huán)等三個方面分析導致風機耗能大的原因，繪制出魚刺圖如圖二所示：運行人員設備不能刻意抬高負荷電機功效低設備選型存在不符合電機的輸岀功率不隨機組負荷變化高壓風機耗能大魚刺不能時刻調節(jié)風門電機啟動耗能大 h擋板、閥門的節(jié)流環(huán)境圖二：高壓風機耗能大魚刺圖P-5-2主要原因分析小組成員通過各自經驗打分評價上述原因，小組反復認真分析，進一步確認主要原表三：主要原因初步評價表：（主要原因為1,次要原因為0）序號故障原因孫華喻亦平吳 宙 林周宏云夏艷梅楊 愛 群合計1不能時刻調節(jié)風門11001032不能刻意抬高負荷10010133電機啟動耗能大10111044電機功效低0100012

7、5設備選型存在不符合00010126電機的輸出功率不隨機 組負荷變化11111167擋板、閥門的節(jié)流1111015小組將表中評價5的原因項列為主要原因即：1、電機的輸出功率不隨機組負荷變化而自動調節(jié)2、擋板、閥門的節(jié)流。P-6、制定對策：為圓滿完成活動目標，解決高壓風機能耗大問題，小組根據確認的主要原因制定對J策o我們知道為了保證生產的安全可靠性， 各種生產機械在設計配套電機驅動時均留有 一定的富余量。當電機不能在滿負荷下運行時，多余的力矩增加了功率消耗，造成電能 浪費。風機、泵類等設備傳統(tǒng)的調速方法是通過調節(jié)入口或出口擋板、閥門開度來調節(jié) 給風量和給水量，因此大量能源消耗在擋板、閥門的節(jié)流過

8、程中。而使用變頻調速，如果流量減小，通過降低風機或水泵的轉速即可滿足要求。由流體力學可知，P （功率）=Q （流量）x H （壓力），而流量Q與轉速N成正比, 壓力H與轉速N的平方成正比，則功率P與轉速N的立方成正比。當所需流量減少，則 可調節(jié)變頻器輸出頻率使電機轉速按比例降低，這時，電機的功率 P即按三次方關系大500KVA 6KV直接高壓變頻裝置一臺，并于#3爐甲引高壓變頻器爐乙送高壓變頻器幅度降低，比調節(jié)擋板、閥門節(jié)能4050%從而達到節(jié)能的目的，同時還可提高系統(tǒng)的 穩(wěn)定性及可靠性。為此小組決定采用高壓變頻技術對兩臺風機進行改造。同時仍保留原工頻運行方 式，如果變頻器有故障時，仍可將風機

9、倒換至工頻方式下運行。實施階段（D）2009年3月我部先對#3爐甲引風機進行變頻改造，在甲引風機電機回路中增加400KVA 6KV直接高壓變頻裝置一臺，并于 2009年3月投入生產。2009年9月我部又對#3爐乙送風機進行變頻改造，在乙送風機電機回路中增加2009年9月投入生產#3改造后的引風機采用一拖一自動系統(tǒng)成套裝置，變頻調速系統(tǒng)采用交一直一交、高高方式，輸入側直接接6kV電壓等級的電源，輸出連接6kV異步電動機。接線圖對比圖如圖三所示n總開關K1 :變頻器合閘開關K3 :工頻開關變頻器、K2 :變頻器合閘開關圖三：改造前后風機一次接線圖對比圖三、檢查階段（C）C-1、# 3爐引、送風機用

10、電量數據統(tǒng)計因考慮到甲、乙送風機和甲、乙引風機負荷分配不等的情況，我們以兩臺風機改造前和改造后,且JV全開的情況下進行一個月的數據做對比。表四為 #3爐甲引風機在JV全開時用電量統(tǒng)計數據：表四：# 3爐甲引風機用電量統(tǒng)計表電量單位#3爐甲引風機用電量#3爐甲引變頻風機用電量10MWh19.3416+24.58008. 9976+21.94681OMWh43.921630.9444表五為#3爐乙送風機在JV全開時用電量統(tǒng)計數據:表五：#3爐乙送風機用電量統(tǒng)計表電量單位#3爐乙送風機用電量#3爐乙送變頻風機用電量10MWh19. 2276+20.8370 :10. 9665+22.140910MW

11、h40.064633.1074C-2、年節(jié)電199.344萬度，創(chuàng)效99.672萬元#3爐甲引變頻風機2009年5月份在JV全開時一個月節(jié)約電能：43.9216-30.9444=12.9772( 10MW.h全年以風機開10個月，則年節(jié)約電能為：12.9772 X 10=129.772 (10MW.h以每度電0.5元計算，年創(chuàng)效益：129.972 X 1000X 0.5= 64.886 (萬元)#3爐乙送變頻風機2009年5月份在JV全開時一個月節(jié)約電能：40.0646-33.1074=6.9572(10MW.h全年以風機開10個月，則節(jié)約電能為：6.9572 X 10=69.572 (10M

12、W.h以每度電0.5元計算，年創(chuàng)效益：69.572 X 1000X 0.5=34.786 (萬元)總計年創(chuàng)效益：64.886+34.786= 99.672 (萬元)C-3、投資回報率高，預計一年半收回成本 兩臺高壓變頻共投資162萬，則回報率為：99.672/162 X 100%61.5%100滄 61.5%=1.63計算可知，一年半可以收回成本。C-4、其他效益(1 )高壓變頻器的軟啟動/停止功能(可以零轉速啟動)減小了啟動沖擊電流對電 動機和電網的沖擊，減小了電機故障，延長了電機的檢修周期和使用壽命；同時還避免 了沖擊負荷對電網的不利影響。(2 )變頻改造后，原調節(jié)閥門全開，不需要再作任何調節(jié)，可延長閥門使用壽命減少檢修維護費用( 3 ) 高壓變頻器特有的平滑調節(jié)以及引風機電機的轉速降低，減少了風機及 電 機的機械磨損 ，降低了軸承、軸瓦的溫度，減少了檢修費用，延長了設備的使用壽命， 噪音也將大幅度地降低。( 4 ) 采用自動控制，進一步提高了設備運行控制和系統(tǒng)運行管理的自動化水平 從而真正實現