熱連軋廠高壓水除鱗泵組系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)

熱連軋廠高壓水除鱗泵組系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)XXXX設(shè)計(jì)院2015年3月

目

錄第一章

總論...............................................1第一節(jié)

概述...........................................1第二章

高壓除鱗水系統(tǒng).....................................6第一節(jié)

概述...........................................6第二節(jié)

現(xiàn)有系統(tǒng)狀況...................................7第三節(jié)

現(xiàn)高壓水系統(tǒng)工況..............................10第四節(jié)

改造內(nèi)容......................................11第五節(jié)

主要設(shè)備布置及安裝............................15第六節(jié)

實(shí)施難點(diǎn)......................................16第七節(jié)

擴(kuò)展及再挖潛..................................17第三章

熱力設(shè)施..........................................17第一節(jié)

概述..........................................17第二節(jié)

壓縮空氣系統(tǒng)..................................17第四章

電氣專業(yè)..........................................18第一節(jié)

概述..........................................18第二節(jié)

設(shè)計(jì)依據(jù)......................................19第三節(jié)

設(shè)計(jì)原則......................................19第四節(jié)

改造項(xiàng)目的內(nèi)容及范圍..........................19第五節(jié)

高壓除磷變頻控制系統(tǒng)..........................20第六節(jié)

技術(shù)要求......................................25第七節(jié)

改造方案......................................30第五章

自動(dòng)化............................................32第一節(jié)

概述..........................................32第二節(jié)

蓄能器系統(tǒng)改造部分............................32第三節(jié)

泵組變頻改造部分..............................33第六章

通風(fēng)空調(diào)設(shè)施......................................33第一節(jié)

概述..........................................33第二節(jié)

設(shè)計(jì)方案......................................34第七章

土建工程..........................................34第一節(jié)

概述..........................................34第二節(jié)

建筑與結(jié)構(gòu)....................................35第八章

總圖運(yùn)輸..........................................37第一節(jié)

概述..........................................37第二節(jié)

總平面圖......................................37第三節(jié)

豎向布置......................................37第四節(jié)

其它..........................................38第九章

能源分析..........................................38第一節(jié)

概述..........................................38第二節(jié)

主要耗能設(shè)備..................................39第三節(jié)

主要節(jié)能措施..................................39第四節(jié)

能源管理......................................39第十章

環(huán)境保護(hù)..........................................39第一節(jié)

概述..........................................39第二節(jié)

設(shè)計(jì)依據(jù)及采用的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)......................39第三節(jié)

工程概況......................................40第四節(jié)

主要污染源污染物及其治理措施..................40第五節(jié)

廠區(qū)綠化......................................40第六節(jié)

環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)保管理機(jī)構(gòu)........................41第七節(jié)

環(huán)境影響的簡(jiǎn)要分析............................41第十一章

勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生..............................41第十二章

消防設(shè)施........................................41第一節(jié)

設(shè)計(jì)依據(jù)......................................41第二節(jié)

主要防范措施..................................42第十三章投資概算........................................42第一節(jié)

工程概況......................................42第二節(jié)

編制原則......................................43第十四章

經(jīng)濟(jì)效益分析....................................43第一節(jié)

概述..........................................43第一節(jié)

經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算..................................44相關(guān)附件及圖紙1、附表1：高壓水系統(tǒng)主要設(shè)備材料清單表2、附表2：熱力專業(yè)主要設(shè)備材料清單表3、附表3：電氣專業(yè)主要設(shè)備材料清單表4、附表4：自動(dòng)化專業(yè)主要設(shè)備材料清單表5、附表5：通風(fēng)空調(diào)專業(yè)主要設(shè)備材料清單表6、附表6：熱連軋廠高壓除鱗泵組系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目概算表7、14011液1-初A1：泵站系統(tǒng)圖8、14011液1-初A2：除鱗泵站布置圖9、14011機(jī)1-初A

1：10立方高壓蓄能器氣水罐10、14011電1-初A1：10kV除鱗泵電機(jī)控制一次原理圖11、14011電1-初A2：高壓變頻器室平面布置圖12、14011總1-初A1：總平面布置圖13、14011建1-初A1：高壓變頻器室立面圖14、14011建1-初A2：高壓變頻器室平面圖15、14011建1-初A3：高壓變頻器室基礎(chǔ)施工圖16、14011建1-初A4：高壓變頻器室板、梁、柱施工圖

第一章

總論第一節(jié)

概述1.1

項(xiàng)目名稱XX熱連軋廠高壓水除鱗泵組系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目1.2

設(shè)計(jì)依據(jù)1.2.1

XX公司發(fā)展規(guī)劃處下達(dá)的設(shè)計(jì)委托任務(wù)書(shū)，《關(guān)于開(kāi)展XX公司熱連軋廠高壓水除鱗泵組系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)文本編制的通知》1.2.2

相關(guān)的考察報(bào)告。1.2.3

有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)程、規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。1.3項(xiàng)目建設(shè)的必要性1.3.1

熱連軋廠高壓水除鱗泵組能耗現(xiàn)狀熱連軋廠共4臺(tái)高壓水除鱗泵，設(shè)計(jì)3開(kāi)1備，電機(jī)采用降壓軟啟動(dòng)、工頻運(yùn)行模式，電機(jī)額定參數(shù)如下表1-1：表1-1

電機(jī)額定參數(shù)表設(shè)備代號(hào)額定功率（kW）額定電壓（kV）電流（A）功率因數(shù)數(shù)量（臺(tái)）高壓水除鱗電機(jī)3550102480.883開(kāi)1備平均2.3開(kāi)泵組運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)下表1-2：表1-2

泵組運(yùn)行參數(shù)表設(shè)備代號(hào)實(shí)際運(yùn)行壓力（Mpa）運(yùn)行電流（A）入口閥門(mén)開(kāi)度（%）出口閥門(mén)開(kāi)度（%）使用方式高壓水除鱗泵組23.6190-2001001003開(kāi)1備平均2.3開(kāi)目前，熱連軋廠高壓水除鱗泵組只有開(kāi)3臺(tái)泵時(shí)才能滿足正常生產(chǎn)需求，除鱗效果較好，但富余量較大，電能損耗較高；若只開(kāi)2臺(tái)泵時(shí)，則水量不夠，達(dá)不到要求的除鱗效果。熱連軋廠正常生產(chǎn)中每天有較多的換輥時(shí)間、檢修時(shí)間、故障時(shí)間、等鋼溫時(shí)間、除鱗間隙時(shí)間等，一般在停產(chǎn)1小時(shí)內(nèi)不停泵，否則跟不上軋制節(jié)奏，影響生產(chǎn)也影響泵組的使用壽命；根據(jù)統(tǒng)計(jì)，每天有近22%的時(shí)間屬于開(kāi)泵待軋狀態(tài)，電機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，電能損耗較大?，F(xiàn)有蓄能器能起到吸收水錘和短時(shí)供水的作用，但系統(tǒng)調(diào)壓力和調(diào)流量裝置能力偏小，不能滿足軋制鋼種的變化時(shí)必須調(diào)整的壓力。1.3.2

項(xiàng)目建設(shè)的必要性近年來(lái)，我國(guó)的資源環(huán)境問(wèn)題日益突出，節(jié)能減排形勢(shì)十分嚴(yán)峻。根據(jù)鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展新政策，將加大節(jié)能減排工作力度，建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)。目前，XX公司面臨困難時(shí)期，挖潛增效、降低成本是公司擺脫目前困境的有效手段。通過(guò)對(duì)熱連軋高壓水除鱗泵組系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，及通過(guò)對(duì)除鱗泵電機(jī)加裝變頻器改造、蓄能器系統(tǒng)及附屬設(shè)施進(jìn)行改造，將大幅提高電機(jī)運(yùn)行效率，增加系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定性，綜合節(jié)能率較為可觀。該項(xiàng)目改造有較成功的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，節(jié)能效果明顯，經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益顯著。為了貫徹國(guó)家“十二五”節(jié)能減排計(jì)劃，落實(shí)新余市節(jié)能減排總體要求，有必要針對(duì)電力系統(tǒng)存在的不利于能源的有效利用和環(huán)境保護(hù),不符合國(guó)家現(xiàn)在提倡的節(jié)能減排的系統(tǒng)、設(shè)備等進(jìn)行改造。1.4

項(xiàng)目建設(shè)的可行性目前，國(guó)產(chǎn)高壓變頻調(diào)速裝置技術(shù)已非常成熟，已在國(guó)內(nèi)同行業(yè)中有成功運(yùn)用案例，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，運(yùn)行效率、節(jié)能指標(biāo)高。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況看，新建電氣室及新增蓄能器等設(shè)備均有擺放安裝位置，項(xiàng)目施工中不影響正常生產(chǎn)，項(xiàng)目實(shí)施可行有保障。1.5

設(shè)計(jì)原則1.5.1

結(jié)合我國(guó)的國(guó)情和XX公司的廠情，采用成熟、可靠、先進(jìn)、實(shí)用的技術(shù)和設(shè)備，做到技術(shù)先進(jìn)、布置合理、裝備水平適當(dāng)、確保生產(chǎn)正常，操作維護(hù)簡(jiǎn)捷方便。1.5.2

既要采用切實(shí)可行的技術(shù)裝備，又要采用必要的先進(jìn)技術(shù)，突出科技創(chuàng)新，以利于節(jié)省能源，降低原、燃料消耗，降低生產(chǎn)成本。1.5.3

充分利用現(xiàn)有設(shè)施，盡量不增建或少增建。1.5.4

精心設(shè)計(jì)，優(yōu)化方案，盡可能降低工程量，嚴(yán)格控制建設(shè)投資，縮短工程建設(shè)周期。1.5.5

貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，設(shè)計(jì)中做好環(huán)境保護(hù)、節(jié)能降耗和安全工作。嚴(yán)格遵守國(guó)家節(jié)能、環(huán)保、安全、消防、工業(yè)衛(wèi)生等方面有關(guān)政策、法規(guī)及各種規(guī)程、規(guī)范的要求。1.6

改造項(xiàng)目的內(nèi)容及范圍

為確保節(jié)能效果，滿足軋線生產(chǎn)工藝要求，通過(guò)對(duì)高壓除鱗泵電機(jī)增設(shè)變頻器裝置及對(duì)高壓水系統(tǒng)增設(shè)蓄能器裝置，完善熱連軋廠高壓水除鱗泵組系統(tǒng)，根據(jù)軋制工藝的變化通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器頻率，控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，最大限度地減少能耗，達(dá)到最佳的節(jié)能效果，提高綜合效能。改造的主要內(nèi)容如下：1.6.1

增加3套變頻調(diào)速成套控制柜。1.6.2

增加4臺(tái)10m3蓄能器，其中：1臺(tái)氣水罐，3臺(tái)氣罐，增加相應(yīng)的蓄能器檢修閥、補(bǔ)氣閘閥、液位計(jì)（1備1用），最低液面閥、氣動(dòng)閘閥及管路。1.6.3

增加1臺(tái)高壓空壓機(jī)。1.6.4

增加1臺(tái)8m3緩沖水罐，增加相應(yīng)的緩沖水罐檢修閥、補(bǔ)氣閘閥、液位計(jì)，自動(dòng)閥及管路。1.6.5

增補(bǔ)完善自動(dòng)控制系統(tǒng)及新增設(shè)備的低壓配電系統(tǒng)。1.7新增高壓蓄能器的功能及作用1.7.1蓄能器系統(tǒng)改造說(shuō)明原蓄能器設(shè)計(jì)壓力為31.5MPa，使用最高壓力為29.0MPa，數(shù)量?jī)蓚€(gè)，容積：10m3（氣、水罐各一個(gè)），完全能滿足現(xiàn)有泵及系統(tǒng)壓力25MPa的要求?？紤]到高壓水泵加變頻器后升頻時(shí)間及避免頻繁升降速以及除鱗系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定，經(jīng)計(jì)算改造以后機(jī)械部份增加3臺(tái)高壓氣罐，1臺(tái)高壓氣水罐等其它設(shè)備。高壓水罐提供水量計(jì)算：原系統(tǒng)的的壓力在24-21MPa間波動(dòng)，蓄能器為2個(gè)10m3的蓄能器，改造后增加3臺(tái)高壓氣罐，1臺(tái)高壓氣水罐（容積：10m3）。則氣體的有效容積V1=41m3，P1=24MPa，P2=21MPa；由熱力學(xué)公式：P1V1=P2V2可以計(jì)算得到：改造后蓄能器系統(tǒng)能提供總共5.86m3的水量。由用水點(diǎn)資料可以看出：系統(tǒng)可能出現(xiàn)的重合點(diǎn)為：爐后除鱗機(jī)(除鱗箱)/E1粗軋機(jī)（其中一組）+E2粗軋機(jī)（其中一組）+精軋機(jī)（二組）箱，其流量Q=451+117+309+309=1186m3/h蓄能器能提供最大水量持續(xù)時(shí)間t1約為20.3秒t1>t2(除鱗箱噴射時(shí)間，約15秒)同時(shí)t1也大于變頻器升速時(shí)間（約12秒）。所以完全滿足使用要求。因原來(lái)僅有一個(gè)氣水罐，正常儲(chǔ)水約5方，且在除鱗時(shí)為防止高壓氣竄出，氣罐必須留存2方左右，因此，必須增加一個(gè)氣水罐。1.7.2蓄能器罐的作用1）吸收除鱗泵運(yùn)行時(shí)對(duì)高、低壓管路系統(tǒng)的沖擊震動(dòng)；2）在噴射閥開(kāi)啟瞬間可以防止低壓管路系統(tǒng)供水不足。3）吸收除鱗閥開(kāi)閉對(duì)管路系統(tǒng)的沖擊震動(dòng)，能有效吸收系統(tǒng)的水錘，避免水擊。4）增大儲(chǔ)水量，延長(zhǎng)蓄能器儲(chǔ)水的噴射時(shí)間，避免高壓水泵頻繁升降速，這樣既能保證最佳節(jié)能效果，又能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。5）增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保除磷泵組在變頻器低頻運(yùn)行時(shí)管網(wǎng)壓力、流量，確保最佳的除鱗效果。1.7.3蓄能器系統(tǒng)改造后作用通過(guò)改造增加蓄能器等設(shè)備，大大降低除鱗泵為軋線供水的時(shí)間，在系統(tǒng)蓄能器水量充足和軋線不除鱗的間歇期降速運(yùn)行。因?yàn)楦邏撼[泵的功率與轉(zhuǎn)速的立方成比例關(guān)系，所以除鱗泵在低速運(yùn)行時(shí)能耗非常小。另外，在軋線檢修或換輥時(shí)除鱗泵會(huì)降速運(yùn)行，節(jié)能效應(yīng)非?？捎^。改造后，蓄能器不僅提高蓄能作用，縮短電機(jī)因降頻升速對(duì)系統(tǒng)的影響時(shí)間，而且還能減小機(jī)上各集管噴水時(shí)造成的壓力波幅，確保系統(tǒng)正常工作壓力不低于21MPa,以保證除鱗水量及噴嘴的打擊力，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。1.8高壓除鱗變頻自動(dòng)控制方式變頻自動(dòng)控制方式分為控制臺(tái)控制和自動(dòng)識(shí)別控制。1.8.1

正常連續(xù)軋制狀態(tài)時(shí)高速運(yùn)行，在開(kāi)始非正常連續(xù)軋制狀態(tài)時(shí)控制臺(tái)操作電機(jī)低速運(yùn)行。1.8.2為充分發(fā)揮系統(tǒng)改造效能，控制系統(tǒng)滿足在正常軋制時(shí)可以同工況自動(dòng)識(shí)別并控制：1點(diǎn)噴時(shí)；2點(diǎn)噴時(shí)；3點(diǎn)及以上噴時(shí)；并結(jié)合系統(tǒng)壓力狀態(tài)控制電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。1.9

投資概算熱連軋廠高壓水除鱗泵組系統(tǒng)節(jié)能改造投資概算(以下簡(jiǎn)稱本概算)是依據(jù)XX設(shè)計(jì)院2014年12月提供的此工程內(nèi)容進(jìn)行編制的。工程投資（單位：萬(wàn)元）：

1500.88投資組成如下（單位：萬(wàn)元）：

建筑費(fèi)：

52.43安裝費(fèi)：

115.38設(shè)備費(fèi)：

1182.48工程建設(shè)其他費(fèi)：79.12不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)：

71.47第二章

高壓除鱗水系統(tǒng)第一節(jié)

概述1.1概述現(xiàn)有除鱗水系統(tǒng)輸出有兩種水壓：高壓水及中壓水。高壓水供爐后至精軋第一機(jī)架間除鱗用，中壓水供精軋除鱗用?，F(xiàn)有高壓除鱗高壓水系統(tǒng)配置有四臺(tái)高壓水泵，三用一備工作制度，三臺(tái)泵工作時(shí)其流量能滿足軋制時(shí)最大除鱗水量；高壓系統(tǒng)配備有一組高壓蓄能器（10m3氣罐一個(gè)，10m3氣水灌一個(gè)），其能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性?，F(xiàn)有高壓水系統(tǒng)完全滿足現(xiàn)軋線除鱗時(shí)水壓水量要求。本次改造后，高壓水系統(tǒng)仍然使用三用一備工作制度；正常連續(xù)軋制時(shí)，高壓泵電機(jī)仍然工頻運(yùn)行，和改造前系統(tǒng)工作沒(méi)有變化。不增加系統(tǒng)沖擊強(qiáng)度，工作用水量不變。非正常軋制時(shí)（換輥時(shí)間、檢修時(shí)間、故障時(shí)間、等鋼溫時(shí)間），高壓泵電機(jī)降頻運(yùn)行；超過(guò)1小時(shí)不除鱗時(shí)停機(jī)。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)工藝資料；方案設(shè)計(jì)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；參考相關(guān)考察報(bào)告及專業(yè)廠商的資料。第二節(jié)

現(xiàn)有系統(tǒng)狀況2.1系統(tǒng)工藝流程說(shuō)明來(lái)自水處理車間的中壓濁環(huán)水經(jīng)自清洗過(guò)濾器進(jìn)入高壓除鱗泵加壓后進(jìn)入高壓蓄能器，泵出口壓力和蓄能器壓力最終達(dá)到平衡，等待軋線除鱗(如圖2-1)。系統(tǒng)界面系統(tǒng)簡(jiǎn)圖圖2-12.2系統(tǒng)基本情況2.2.1

水系統(tǒng)構(gòu)成1高壓水系統(tǒng)：1）高壓除鱗泵

4臺(tái)；2）輔助潤(rùn)滑油泵

4臺(tái)；3）電動(dòng)輸出閥

4臺(tái)；4）最小流量閥

4臺(tái)；5）蓄能器出口氣動(dòng)檢修閥

1臺(tái)；6）最低液面閥

1臺(tái)；2中壓水系統(tǒng)：1）中壓除鱗泵

2臺(tái)；2）潤(rùn)滑油泵

4臺(tái)（其中：每臺(tái)泵組兩臺(tái)潤(rùn)滑油泵）；3）電動(dòng)輸出閥

2臺(tái)；4）最小流量閥

2臺(tái)；5）蓄能器出口氣動(dòng)檢修閥

1臺(tái)；6）最低液面閥

1臺(tái)；3公共系統(tǒng)：1）自清洗過(guò)濾器

2臺(tái)；2）高壓空壓機(jī)

4臺(tái)；3）低壓緩沖罐

2臺(tái)；2.2.2工藝基本參數(shù)數(shù)據(jù)1板坯規(guī)格：板坯厚度：230mm；

板坯寬度：700~1520mm；

板坯長(zhǎng)度：9000~11000mm（定尺坯），4500~5300mm（短尺坯）；

板坯質(zhì)量：max.28.1t；2除鱗點(diǎn)及數(shù)據(jù)（高壓部分）1）粗除鱗箱流量：451m3/h，壓力：20MPa，噴射時(shí)間約15秒；2）粗軋機(jī)除鱗E1入口除鱗裝置：流量：117m3/h，壓力：20MPa，噴射時(shí)間約20秒；R1出口除鱗裝置：流量：100m3/h，壓力：20MPa，噴射時(shí)間約20秒；E2入口除鱗裝置：流量：117m3/h，壓力：20MPa，噴射時(shí)間約30秒

；R1出口除鱗裝置：流量：100m3/h，壓力：20MPa，噴射時(shí)間約30秒

；3）精除鱗箱機(jī)前流量：309m3/h，噴射時(shí)間約90秒；機(jī)后流量：309m3/h，噴射時(shí)間約90秒；4現(xiàn)高壓水系統(tǒng)主要技術(shù)性能參數(shù)1）高壓離心泵

壓力：25MPa流量：350m3/h；2）離心泵電機(jī)

功率：3550Kw電壓：10kv

轉(zhuǎn)速：1480rpm；3）壓縮機(jī)

壓力：35MPa流量：3.0Nm3/min；4）蓄能器

氣罐

壓力：31.5MPa

體積：10m3；氣水罐

壓力：31.5MPa體積：10m3；

5）低壓緩沖罐

壓力：1MPa體積：8m3；第三節(jié)

現(xiàn)高壓水系統(tǒng)工況3.1軋制線工況按300萬(wàn)噸/年產(chǎn)量估算，小時(shí)產(chǎn)量為375噸/小時(shí)，以每塊板坯平均25噸計(jì)算，每小時(shí)平均約需軋制15塊以上板坯，即平均4分鐘軋制1塊板坯，但實(shí)際生產(chǎn)中，軋制周期時(shí)間長(zhǎng)度為2分鐘/每塊板坯。3.2除鱗水最大用水量實(shí)際連續(xù)軋制時(shí)，軋制線上（從爐后至軋制結(jié)束）存在最多三塊坯料，即除鱗點(diǎn)需要多點(diǎn)同時(shí)需要除鱗的狀況。據(jù)已有記錄，同時(shí)出現(xiàn)的除鱗點(diǎn)為：爐后除鱗機(jī)(除鱗箱)/E1粗軋機(jī)（其中一組）+E2粗軋機(jī)（其中一組）+精軋機(jī)（二組）箱，其流量Q=451+117+309+309=1186m3/h3.3系統(tǒng)高壓水最大需水量高壓水泵工作制為三開(kāi)一備，因此高壓水泵能提供的最大水量為：Q=350*3=1050m3/h系統(tǒng)水泵最大供水量小于除鱗水最大用水量。需要的補(bǔ)水量=1186-1050=136m3/h=0.038m3/s，按最大水量持續(xù)時(shí)間15s，這15s內(nèi)需要的補(bǔ)水量

0.038*15=0.57m3原配蓄能器可提供的補(bǔ)水量：（24*10/21）-10=1.4m33.4高壓水除鱗工作過(guò)程簡(jiǎn)述連續(xù)生產(chǎn)時(shí)一個(gè)完整的除鱗工作過(guò)程，系統(tǒng)大致可分為三個(gè)循環(huán)狀態(tài)：1待除鱗狀態(tài)-2除鱗狀態(tài)-3除鱗結(jié)束狀態(tài)。3.4.1待除鱗狀態(tài)該狀態(tài)下系統(tǒng)高壓水設(shè)計(jì)工作壓力約：24MPa，除鱗閥開(kāi)啟前，系統(tǒng)水壓為24MPa，這時(shí)盡管高壓水泵電機(jī)全速運(yùn)行，但是由于無(wú)用水點(diǎn)，故水泵無(wú)水輸出，這時(shí)電機(jī)處于相對(duì)低功耗運(yùn)行狀態(tài)。3.4.2除鱗狀態(tài)任意除鱗閥門(mén)開(kāi)啟（接通水路），大量高壓水從除鱗噴嘴噴出，水泵大流量輸出高壓水，系統(tǒng)內(nèi)水壓也從24MPa開(kāi)始下降，但由于噴嘴的節(jié)流效應(yīng)，系統(tǒng)能保持在21MPa以上。由于水壓下降，蓄能器向管路排水。3.4.3除鱗結(jié)束狀態(tài)除鱗閥門(mén)關(guān)閉（切斷水路），系統(tǒng)總管內(nèi)水壓開(kāi)始上升，高壓水水向氣水罐充水，待罐內(nèi)水壓達(dá)到設(shè)定壓力（水泵最大輸出壓力）后，水泵無(wú)水輸出，這時(shí)電機(jī)處于相對(duì)低功耗運(yùn)行狀態(tài)。3.4.4高壓水除鱗工作完整過(guò)程中：各主要設(shè)備狀態(tài)和主要作用1）水泵：用于軋線除鱗及除鱗結(jié)束時(shí)及時(shí)向氣水罐充水。2)氣水罐:在除鱗開(kāi)始時(shí)向系統(tǒng)釋放儲(chǔ)水量及吸收在除鱗閥開(kāi)閉時(shí)系統(tǒng)中的“水錘”，水罐儲(chǔ)水量由于主管路壓降，儲(chǔ)水自然釋出。除磷閥關(guān)閉時(shí)開(kāi)始接收水泵輸出的水量，現(xiàn)蓄能器其最大可向主管路提供約1.4m3水量。3)

低壓緩沖罐：在水泵突發(fā)大水量輸出時(shí)補(bǔ)充低壓水，防止泵“吸空”。第四節(jié)

改造內(nèi)容4.1水系統(tǒng)改造原因現(xiàn)有高壓水系統(tǒng)流量大，壓力高，高壓水除鱗泵由高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在軋制線不需要除鱗時(shí)（換輥時(shí)間、檢修時(shí)間、故障時(shí)間、等鋼溫時(shí)間），高壓泵仍然滿負(fù)荷運(yùn)行，造成不必要的能源消耗。4.2

主要能源消耗的狀況4.2.1正常軋制時(shí)正常生產(chǎn)時(shí)，軋制一塊板坯的時(shí)間約為2分鐘，除鱗噴水時(shí)間最長(zhǎng)為90秒，非除磷狀態(tài)極最大空閑時(shí)間約30S。為確保高壓水系統(tǒng)和高壓供電系統(tǒng)及設(shè)備的穩(wěn)定（“電機(jī)升、降速過(guò)于頻繁，對(duì)高壓泵的損害極大”），所以正常軋制時(shí)建議除鱗泵電機(jī)仍保持正常速度運(yùn)行。4.2.2

非軋制狀態(tài)時(shí)軋制線不需要除鱗水的狀況有：換輥時(shí)間、檢修時(shí)間、故障時(shí)間、等鋼溫時(shí)間及除鱗間隙時(shí)間；正常軋制時(shí)，由于非除鱗時(shí)間間隔短，高壓電機(jī)不宜變速運(yùn)行；所以高壓電機(jī)可降速運(yùn)行狀況為換輥時(shí)間、檢修時(shí)間、故障時(shí)間、等鋼溫時(shí)間。4.2.3盡管非正常軋制時(shí)水泵多數(shù)時(shí)間相對(duì)無(wú)流量輸出，電機(jī)處于相對(duì)降耗運(yùn)行，但水泵出水管中仍然處于高壓狀態(tài)，電機(jī)節(jié)能有限，如使無(wú)流量輸出時(shí)段電機(jī)降速運(yùn)行，電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)泵出口壓力也降低，電機(jī)降耗將更明顯。所以本次節(jié)能改造對(duì)電機(jī)使用變頻調(diào)速控制。4.3改造前后水系統(tǒng)狀態(tài)比較4.3.1改造后，電機(jī)應(yīng)在除鱗過(guò)程結(jié)束后降速，在需要除鱗前達(dá)到正常速度運(yùn)行，這樣改造前后高壓水系統(tǒng)水壓，流量只有如下?tīng)顟B(tài)及異同：1）電機(jī)使用變頻調(diào)速控制后，正常軋制仍然運(yùn)行在工頻，改造前后狀態(tài)相同。2）非軋制狀態(tài)時(shí)電機(jī)低速運(yùn)行，主管路中壓力同“待除鱗狀態(tài)”（這時(shí)壓力12MPA左右）。所以電機(jī)加速期間無(wú)能力給系統(tǒng)補(bǔ)水。3）電機(jī)加速時(shí)段，如果軋制線需要除磷，這時(shí)除磷水由蓄能器給水，蓄能器最大總給水量滿足軋制線最大除磷水量的要求。其給水時(shí)間長(zhǎng)度大于電機(jī)加速時(shí)段的時(shí)間。4.3.2電機(jī)升速降速時(shí)，對(duì)水系統(tǒng)穩(wěn)定性影響比較

電機(jī)升降速過(guò)程由于升降速時(shí)間比除鱗閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，所以升降速對(duì)系統(tǒng)高壓主管路及低壓供水管路的沖擊都更小。4.4

水系統(tǒng)改造具體內(nèi)容本次改造目的是為了節(jié)能降耗，即在軋制線不需要除鱗時(shí)，通過(guò)降低主泵轉(zhuǎn)速的方式，降低每臺(tái)泵的輸出流量和壓力，進(jìn)而減少電能消耗，達(dá)到節(jié)約用電效果。為配合上述要求，高壓水系統(tǒng)作如下改造，主要為：4.4.1

新增高壓蓄能器組：主要有三個(gè)10m3高壓氣罐、一個(gè)10m3高壓氣水罐及其配套組件。4.4.2新增低壓緩沖水罐及相關(guān)組件4.4.3

泵組油路改造,新增4臺(tái)輔料潤(rùn)滑泵及4個(gè)高位油箱。4.5

新增主要設(shè)施參數(shù)表新增主要設(shè)施見(jiàn)下面表2-1、表2-2、表2-3，此外還需增加連接新增設(shè)施的管路及管路附件。表2-1

低壓緩沖水罐序號(hào)名稱指標(biāo)1容器類別I2容積8m33公稱壓力1.0MPa4設(shè)計(jì)溫度60℃5使用溫度5～50℃6使用介質(zhì)水、空氣7腐蝕裕度1mm8焊縫系數(shù)0.859主要受壓材質(zhì)Q235-B10試驗(yàn)壓力1.25MPa11設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB150-199812制造標(biāo)準(zhǔn)GB150-1998

JB4732-199513焊接規(guī)程JB/T4709-199214探傷20%無(wú)損探傷15重量4.2噸16外形Φ1800×4800表2-2

蓄能器系統(tǒng)氣罐及氣水罐序號(hào)名稱指標(biāo)1容器類別三類（Ⅲ）2容積10m33氣水罐1臺(tái)4氣罐3臺(tái)5公稱壓力31.5MPa6設(shè)計(jì)溫度60℃7使用溫度5～50℃8使用介質(zhì)水、空氣9腐蝕裕度1mm10焊縫系數(shù)111主要受壓材質(zhì)Q345R12設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB150-199813制造標(biāo)準(zhǔn)GB150-1998

JB4732-199514焊接規(guī)程JB/T4709-199215探傷100%無(wú)損探傷表2-3

配套蓄能器主要閥組序號(hào)名稱型號(hào)及規(guī)格數(shù)量備注1最低液面閥DN=150mmPN=32MPa1套氣動(dòng)控制，關(guān)閉迅速2氣動(dòng)閘閥DN=150mmPN=32MPa1套氣動(dòng)控制，關(guān)閉迅速3低壓球閥DN=15mmPN=1.6MPa1套4氣閘閥VT-QZF-25/320S-S1-F4套5氣閘閥VT-QZF-100-320S-S1-FDN=100mmPN=32MPa3套6安全閥SA42Y-320

公稱壓力32MPa公稱通徑32mm4套7安全閥A21H-16C(公稱壓力1.6MPa)1套8手動(dòng)閘閥D341SH-16Q-2001套9氣動(dòng)閘閥D671X-16C-2001套

10磁浮子液位計(jì)UHZ-10A-K4-YPPN1.6MPa1套11液位計(jì)三通閥DN=20mmPN=32MPa4套12磁浮子液位計(jì)UHZ-20A-K7-YPL=40003套第五節(jié)

主要設(shè)備布置及安裝5.1

高壓蓄能器罐布置高壓泵站布置在主軋跨內(nèi)地下室。5.1.1

蓄能器（一個(gè)氣罐）布置在現(xiàn)在地下室高壓泵站右邊隔墻外側(cè)。其上方原設(shè)計(jì)留有檢修吊裝孔。新加高壓氣罐同原系統(tǒng)間相關(guān)管線穿現(xiàn)有高壓泵站隔墻。5.1.2蓄能器（兩個(gè)氣罐一個(gè)氣水罐）布置在現(xiàn)在地下室高壓泵站左邊隔墻外側(cè)，其上方原設(shè)計(jì)留有檢修吊裝孔。新加高壓氣水罐同原系統(tǒng)間相關(guān)管線穿現(xiàn)有高壓泵站隔墻。5.2

低壓緩沖水罐布置低壓緩沖水罐布置在現(xiàn)有高壓泵站2#高壓泵組的高壓泵旁，其上方原設(shè)計(jì)留有吊裝孔。該吊裝孔為高壓泵站內(nèi)唯一檢修維護(hù)孔洞。5.3

安裝蓄能器氣罐及氣水罐本體單重41噸，本體外形約Φ1800×9000，吊裝設(shè)備起重量須大于50噸，吊裝孔尺寸須大于Φ3000。罐體在廠房?jī)?nèi)吊運(yùn)宜和使用狀態(tài)一致，由于物件重量關(guān)系吊運(yùn)過(guò)程，宜從地下層的地面至高壓泵站地下室上檢修孔一次完成。期間須避讓主軋跨內(nèi)吊運(yùn)路線上地面已有設(shè)備及構(gòu)件。在地下室由于無(wú)合適吊運(yùn)設(shè)施，且受地下室層高及內(nèi)部設(shè)施及管線限制，移動(dòng)困難。第六節(jié)

實(shí)施難點(diǎn)

由于原建設(shè)施工期間大型設(shè)備一次性吊裝孔均已封閉，本次改造蓄能器罐只能從現(xiàn)有檢修孔吊入地下室。蓄能器布置在主軋跨地下室原泵站隔墻兩端，一個(gè)氣水罐及兩個(gè)氣罐布置于高壓泵站左端，另一氣罐布置于高壓泵站右端。新增蓄能器組罐體安裝困難。1罐體先從檢修孔洞吊放到地下室地面；2新增設(shè)備從入口處搬運(yùn)至目標(biāo)位置；其過(guò)程為:設(shè)備本體需要從入口處先平移、然后旋轉(zhuǎn)（本體的安裝螺栓孔和預(yù)埋腳螺栓對(duì)位）本體底座板面再下降至基礎(chǔ)面。由于現(xiàn)地下室無(wú)可用吊運(yùn)設(shè)施，需要采用其他可靠的臨時(shí)移動(dòng)手段和裝置以完成安裝過(guò)程。該裝置可能需要自配動(dòng)力裝置，功能上需要能完成罐體的平移，旋轉(zhuǎn)及下降功能。因該部分施工難度較大，應(yīng)由有同類施工經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)安裝企業(yè)完成。第七節(jié)擴(kuò)展及再挖潛

由于多數(shù)鋼種情況下，高壓水泵開(kāi)兩臺(tái)流量不足開(kāi)三臺(tái)流量富余，在保證系統(tǒng)最低工作壓力條件下，這時(shí)可以對(duì)三臺(tái)泵電機(jī)同時(shí)同步降頻運(yùn)行，以最大限度地發(fā)揮節(jié)能效果。但由于無(wú)現(xiàn)使用的泵的調(diào)速狀態(tài)下的壓力及流量特性數(shù)據(jù)，所以三開(kāi)一備工作制度下的降速運(yùn)行只可在生產(chǎn)實(shí)踐中摸索。第三章

熱力設(shè)施第一節(jié)

概述1.1

概述由于高壓水除鱗系統(tǒng)新增了1個(gè)高壓水罐和3個(gè)高壓氣罐，為了保證充氣效率，對(duì)其中新增蓄能器用戶提供一臺(tái)壓縮空氣機(jī)。1.2

主要設(shè)計(jì)依據(jù)《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50316-2000《動(dòng)力管道手冊(cè)》

《動(dòng)力工程師手冊(cè)》第二節(jié)

壓縮空氣系統(tǒng)2.1壓縮空氣設(shè)計(jì)要求壓力：21～27Mpa；用氣量：～3Nm3/min；氣質(zhì)要求：干燥、潔凈；用氣制度：間斷。2.2熱力設(shè)計(jì)現(xiàn)有扎線系統(tǒng)配有4臺(tái)35MPa、3.0

Nm3/min高壓空壓機(jī)供生產(chǎn)使用，改造后需要增設(shè)一臺(tái)35MPa、3.0

Nm3/min高壓空壓機(jī)與現(xiàn)有系統(tǒng)并網(wǎng)供用戶用壓縮空氣。新增機(jī)組出氣管道與現(xiàn)有主管DN25連接，接至新增4臺(tái)蓄能器處（～100米），并分別設(shè)置支路閥門(mén)及并網(wǎng)連接處閥門(mén)。2.3存在問(wèn)題

該機(jī)組及管路壓力為高壓級(jí)別，應(yīng)委托具有此設(shè)計(jì)資質(zhì)及相關(guān)技術(shù)的單位來(lái)完成后續(xù)施工圖設(shè)計(jì)任務(wù)。第四章

電氣專業(yè)第一節(jié)

概述1.1

概述熱連軋廠共4臺(tái)高壓水除鱗泵，設(shè)計(jì)3開(kāi)1備，電機(jī)采用降壓軟啟動(dòng)、工頻運(yùn)行模式，電機(jī)額定參數(shù)如下表4-1：表4-1

電機(jī)額定參數(shù)設(shè)備代號(hào)額定功率（kW）額定電壓（kV）電流（A）功率因數(shù)數(shù)量（臺(tái)）高壓水除鱗電機(jī)3550102480.883開(kāi)1備根據(jù)工藝要求，本次改造工程將增設(shè)3套高壓變頻器成套裝置，通過(guò)變頻調(diào)速控制，在除鱗間隙、軋線檢修或換輥時(shí)除鱗泵電機(jī)降速運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能目的。1.2

現(xiàn)場(chǎng)條件1.2.1

電源除鱗泵動(dòng)力電源：10kVAC

50HZ

功率:3*3550kW低壓配電電壓：380/220V；功率:300KW照明電壓：220V；36V；控制電壓：直流220V；交流220V。1.2.2

設(shè)備布置

原高壓水除鱗電氣室已沒(méi)有擺放新增變頻器柜的位置，須新建一22米（長(zhǎng)）X14米（寬）X5米（高）電氣室，用于擺放3套新增高壓變頻器成套裝置。在熱連軋廠粗軋電氣室旁有一空地可以新建高壓變頻器室。第二節(jié)

設(shè)計(jì)依據(jù)工藝專業(yè)委托的設(shè)計(jì)委托任務(wù)書(shū)。相關(guān)的考察報(bào)告。有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)程、規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。第三節(jié)

設(shè)計(jì)原則采用成熟、可靠、先進(jìn)、實(shí)用的技術(shù)和設(shè)備，滿足生產(chǎn)工藝及節(jié)能要求。第四節(jié)

改造項(xiàng)目的內(nèi)容新增3套高壓變頻成套控制柜。由原除鱗泵電機(jī)控制柜高配室引3路10kV供電電源至新建高壓變頻器室3套變頻器成套柜，另引高壓柜控制小母線至高壓變頻器室新增高壓開(kāi)關(guān)柜，由粗軋電氣室低壓配電室引0.38/0.22kV控制電源至高壓變頻器室；并重新整理、敷設(shè)變頻器柜、原電機(jī)控制柜至除鱗泵電機(jī)的電纜線路。新建高壓變頻器室及部分電纜溝、電纜橋架等電纜敷設(shè)通道。增補(bǔ)完善自動(dòng)控制系統(tǒng)及新增設(shè)備的低壓配電系統(tǒng)。新建高壓變頻器室低壓配電、空調(diào)配電、照明、防雷接地等。第五節(jié)

高壓除鱗變頻自動(dòng)控制系統(tǒng)熱連軋廠生產(chǎn)線除鱗特點(diǎn)：多點(diǎn)、往復(fù)式除鱗。共設(shè)置三段除鱗，即爐后除鱗，粗軋除鱗，精軋前除鱗。粗軋除鱗為往復(fù)除鱗，奇數(shù)道次進(jìn)粗軋前除鱗。除鱗系統(tǒng)分除鱗工作和待除鱗保壓等待兩個(gè)階段，在待除鱗階段只好通過(guò)溢流閥旁通釋放熱量，保持系統(tǒng)平衡、穩(wěn)定，但有很大的能量浪費(fèi)。所以，熱連軋廠除鱗系統(tǒng)適宜于作變頻調(diào)速節(jié)能改造。5.1、高壓變頻器技術(shù)原理和相關(guān)性能介紹

高壓變頻器每相由若干個(gè)低壓pwm功率單元串聯(lián)組成，各功率單元由一個(gè)多繞組的隔離變壓器供電，采用高速微處理器實(shí)現(xiàn)控制而以光導(dǎo)纖維隔離驅(qū)動(dòng)，這就是高壓變頻器領(lǐng)域常采用的多重化技術(shù)，其在根本上解決了6脈沖和12脈沖變頻器所產(chǎn)生的諧波問(wèn)題。由于采用功率單元串聯(lián)而不是用傳統(tǒng)的器件簡(jiǎn)單串聯(lián)實(shí)現(xiàn)高壓輸出，所以不存在器件均壓的問(wèn)題。每個(gè)功率單元承受全部的輸出電流，但僅承受1/5的輸出相電壓和1/15的輸出功率，其輸入功率因數(shù)可達(dá)0.95以上，且不必設(shè)置輸入濾波器和功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，從而使整個(gè)變頻器系統(tǒng)的效率在0.96以上。5.2、除鱗系統(tǒng)改造的實(shí)施

5.2.1技術(shù)原理

除鱗系統(tǒng)使用的是高壓離心泵，空轉(zhuǎn)時(shí)電能消耗較大，一般除鱗工作時(shí)間只占40~50%，因此如果讓高壓離心泵在整個(gè)生產(chǎn)周期中都工作，其大部分時(shí)間都會(huì)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，有較多的的電能被浪費(fèi)掉。采用高壓變頻調(diào)速控制除鱗水泵轉(zhuǎn)速，即根據(jù)除鱗系統(tǒng)蓄能器液位(或壓力)調(diào)節(jié)高壓離心泵的轉(zhuǎn)速，當(dāng)蓄能器液位達(dá)到上工作液位或壓力達(dá)到上限時(shí)，離心泵降速運(yùn)行；當(dāng)蓄能器液位達(dá)到下工作液位壓力達(dá)到下限時(shí)，離心泵升速運(yùn)行，達(dá)到穩(wěn)定控制輸出壓力，保證輸出流量，并達(dá)到節(jié)能的效果，這是帶鋼高壓除鱗系統(tǒng)最佳的節(jié)能控制模式。

5.2.2性能指標(biāo)

(1)以多點(diǎn)不間斷連續(xù)測(cè)控實(shí)時(shí)參數(shù)為依據(jù)的恒壓閉環(huán)運(yùn)行控制方式，實(shí)際壓力信號(hào)來(lái)自于現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，變頻器通過(guò)調(diào)節(jié)速度，使實(shí)際壓力逼近壓力設(shè)置值，以保證系統(tǒng)的壓力恒定。

(2)避免高壓水除鱗系統(tǒng)突然泄壓和突然增壓。

(3)變頻器上下限頻率的設(shè)定，一定要確保的出水輸出壓力能達(dá)到工藝要求的除鱗壓力。（4）同工況自動(dòng)識(shí)別并控制：1點(diǎn)噴時(shí)；2點(diǎn)噴時(shí)；3點(diǎn)及以上噴時(shí)；生產(chǎn)暫停時(shí)。

(5)控制軟件能有效克服了系統(tǒng)溫度增加等技術(shù)難題。

(6)新改造的控制系統(tǒng)和原系統(tǒng)能有很好的兼容性。

(7)人機(jī)界面適合原操作人員的操作習(xí)慣，操作非常方便。

5.2.3項(xiàng)目改造中解決的技術(shù)難點(diǎn)

(1)系統(tǒng)兼容問(wèn)題

在保證現(xiàn)場(chǎng)正常軋鋼的前提下，新技術(shù)改造的高壓變頻系統(tǒng)(包括控制回路和主回路)要和原有工頻運(yùn)行的水泵系統(tǒng)兼容問(wèn)題。

通過(guò)相關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)大量的實(shí)地勘測(cè)和技術(shù)論證，可實(shí)現(xiàn)新技改的高壓變頻系統(tǒng)與原系統(tǒng)之間的兼容問(wèn)題，系統(tǒng)可操作性非常高，能在原有的的操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上對(duì)高壓變頻器方便快捷地進(jìn)行相關(guān)起停操作，使操作人員和設(shè)備維護(hù)人員不需要重新進(jìn)行培訓(xùn)的情況下就能熟練正常操作。

(2)高壓變頻器改造后所產(chǎn)生的諧波源問(wèn)題

設(shè)備選用不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波，污染配電網(wǎng)絡(luò)，對(duì)該系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾和設(shè)備誤動(dòng)，同時(shí)過(guò)多的諧波不但會(huì)增大上一級(jí)電源的容量，污染電網(wǎng)，而且會(huì)使其它用電設(shè)備的無(wú)功負(fù)荷增大，加大了設(shè)備的發(fā)熱量，同時(shí)變頻器所產(chǎn)生的高次諧波還會(huì)使所帶的電機(jī)，產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象和過(guò)大的噪聲，對(duì)高壓電機(jī)的絕緣也有相當(dāng)大的影響，容易產(chǎn)生絕緣擊穿事故；通過(guò)選好的無(wú)諧波高壓變頻器，避免了上述問(wèn)題的發(fā)生，提高了單臺(tái)高壓電機(jī)的功率因數(shù)，降低了啟動(dòng)時(shí)的電壓降過(guò)大的問(wèn)題，更好的保護(hù)了電機(jī)和高壓水泵的使用壽命和使用安全。

(3)原系統(tǒng)的恒壓力控制問(wèn)題

既要保證高壓變頻系統(tǒng)能可靠的進(jìn)行運(yùn)行，又要保證高壓變頻器在使用過(guò)程中的快速響應(yīng)問(wèn)題，還要避免經(jīng)常性的快速切換，加速對(duì)電機(jī)和高壓水泵的不利影響，通過(guò)與相關(guān)專業(yè)技術(shù)工程公司技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、協(xié)商，若蓄能器的液位達(dá)到最低設(shè)定值時(shí)，高壓液位計(jì)(或高壓差壓計(jì))傳出信號(hào)給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉最低液面閥，以防止高壓氣體竄入管路系統(tǒng)，此時(shí)最低液面閥有單向閥的功能，即高壓水只能進(jìn)入蓄能器；當(dāng)蓄能器水位恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，最低液面閥也恢復(fù)正常狀態(tài)；若蓄能器的的液位到達(dá)最高設(shè)定值且壓力值達(dá)到規(guī)定范圍下限時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)空壓機(jī)向蓄能器補(bǔ)氣。同時(shí)，在蓄能器上設(shè)有安全閥，以防止誤操作而造成除鱗系統(tǒng)超壓現(xiàn)象的發(fā)生，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。

當(dāng)鋼坯到達(dá)除鱗箱，系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)噴射閥，除鱗泵和蓄能器同時(shí)供水除鱗，除鱗完畢，噴射閥自動(dòng)關(guān)閉，泵向蓄能器補(bǔ)水，蓄能器的壓力達(dá)到泵的關(guān)死壓力，泵無(wú)流量輸出，蓄能器補(bǔ)水完畢。

在除鱗泵向蓄能器補(bǔ)水完畢后，泵運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，當(dāng)溫度升高到設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)除鱗泵的最小流量閥，排放掉一定流量的水，被排放掉的水就帶走一定的熱量，達(dá)到降低除鱗泵殼體溫度的目的；當(dāng)溫度低于一定值時(shí)，系統(tǒng)又自動(dòng)關(guān)閉最小流量閥，此時(shí)，電機(jī)耗費(fèi)功率最小，即可以大大節(jié)約電能。通過(guò)了解，日鋼1580熱軋板帶除鱗系統(tǒng)實(shí)際工況是：在三段除鱗過(guò)程中，由于是連軋，有兩鋼坯前面精軋還未完成正在除鱗，后面的鋼坯同時(shí)在爐后除磷位或粗軋除鱗位也同時(shí)需要除鱗；這樣開(kāi)3臺(tái)除鱗泵才能滿足正常工藝除鱗需要。當(dāng)都不在除鱗位時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉了所有的除鱗閥，且該時(shí)間段較長(zhǎng)，系統(tǒng)蓄能器又非足夠大，達(dá)到最高壓力時(shí)，能量也會(huì)過(guò)剩，從而導(dǎo)致高壓管路及泵殼體溫度升高。目前采用的辦法是：人為使2#除鱗系統(tǒng)最小流量一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，以排放多余流量，帶走一定的熱量，保證系統(tǒng)滿足正常工況需求。若在1#除鱗系統(tǒng)或3#除鱗系統(tǒng)，采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)和根據(jù)壓力自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)控制，可使不除鱗時(shí)段少排或不排高能量值的多余水，既能達(dá)到很好的節(jié)電效果，又能使高壓管網(wǎng)壓力相對(duì)穩(wěn)定，提高除鱗效果和提高系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命。

通常最小流量閥的后面，設(shè)置有節(jié)流孔板及擴(kuò)散管，即使最小流量閥打開(kāi)，泵排量也不大。因此，合理的設(shè)計(jì)和控制除鱗泵的殼體溫度，調(diào)節(jié)排放流量，才能達(dá)到工頻狀態(tài)下的節(jié)電效果，延長(zhǎng)除鱗泵的使用壽命。而目前的工況是一直旁通，未能調(diào)節(jié)，即使是除鱗狀態(tài)，也一直在旁通排放，為保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，減少較大的電能浪費(fèi)，變頻器除鱗系統(tǒng)就能很好的解決以上問(wèn)題。

5.2.4系統(tǒng)的工況現(xiàn)狀

除鱗狀態(tài)要求系統(tǒng)工作壓力22.0mpa。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間觀察，除了極少數(shù)時(shí)間系統(tǒng)工作壓力低于22.0mpa，大多數(shù)時(shí)間系統(tǒng)都工作在22.0mpa以上。

5.2.5需要的數(shù)據(jù)采集

通過(guò)profibus-dp現(xiàn)場(chǎng)總線讀取原系統(tǒng)的控制溫度、壓力等信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)所采用的監(jiān)控軟件通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線profibus-dp通訊，把原除鱗泵系統(tǒng)的溫度、壓力以及其它監(jiān)控點(diǎn)等信號(hào)傳送給S7-300PLC，通過(guò)控制程序?qū)?jié)電系統(tǒng)進(jìn)行控制。

5.2.6改造后除鱗系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)

改造后的系統(tǒng)采用能量?jī)?yōu)化控制程序及無(wú)諧波高壓變頻器，監(jiān)控組態(tài)是用西門(mén)子wincc6.0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(kāi)關(guān)狀態(tài)、歷史運(yùn)行紀(jì)錄進(jìn)行監(jiān)控，新增一個(gè)S7-300cpu314plc，作為原除鱗系統(tǒng)cpu317plc的從站，采用profibus-dp的通訊方式對(duì)主站以及高壓變頻器進(jìn)行讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)采用恒壓控制，多點(diǎn)除鱗，從而達(dá)到節(jié)能的效果以及滿足上述工藝的要求。除鱗泵在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)分為：粗軋除鱗、R1、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。當(dāng)除鱗噴水狀態(tài)時(shí)要求管網(wǎng)壓力達(dá)到22mpa以上，非除鱗狀態(tài)時(shí)要求管網(wǎng)保壓，除鱗泵一直以工頻運(yùn)行，如管網(wǎng)壓力高于22mpa，通過(guò)最小流量閥釋放壓力。

根據(jù)以上工藝要求，通過(guò)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(guò)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(guò)此變流量控制，可以節(jié)約大量電能。第六節(jié)

技術(shù)要求6.1

變頻器選型

變頻器采用國(guó)產(chǎn)一線品牌，主要元器件要求選用進(jìn)口產(chǎn)品。表4-2

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0-50Hz根據(jù)工況調(diào)頻范圍在30-48Hz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10kV±10%7系統(tǒng)輸出電壓0～10kV8系統(tǒng)輸出電流300A（適配3550kW電機(jī)）9最高輸出電壓10kV10額定容量適配3550kW電機(jī)11額定輸入頻率/允許變化范圍50Hz±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)＞0.95（＞20%負(fù)載）14整機(jī)效率＞0.9615控制方式多級(jí)正弦PWM控制16控制電源（用戶提供）一路AC220VAC/50Hz3KVA風(fēng)機(jī)電源（用戶提供）一路AC380V/220VAC/50Hz5KVA17UPS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(guò)程控制方式4～20mA24操作界面中文界面25變頻裝置外形尺寸26防護(hù)等級(jí)IP3127柜體顏色RLA703228進(jìn)出線方式下進(jìn)出線6.1.1

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(wú)干擾，諧波指標(biāo)＜2％；無(wú)需因輸出諧波而降低電機(jī)的任何額定值。與直接采用電網(wǎng)電源相比，電機(jī)基本不產(chǎn)生額外熱量；與直接使用電網(wǎng)電源相比，不會(huì)使電機(jī)噪音明顯增加，不會(huì)對(duì)電機(jī)絕緣產(chǎn)生任何影響；功率單元采用模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)備內(nèi)的各單元可任意互換，單元拆裝方便（當(dāng)部分單元出現(xiàn)故障時(shí)可繼續(xù)或降額運(yùn)行，也可在幾分鐘內(nèi)更換損壞的模塊）；輸入采用移相變壓器，由24個(gè)功率單元構(gòu)成，每相8個(gè)單元級(jí)聯(lián)直接高壓輸出；獨(dú)特的風(fēng)道設(shè)計(jì)，在室溫40攝氏度時(shí)，設(shè)備能可靠運(yùn)行，采用頂部散熱方式，經(jīng)風(fēng)道引至室外，維護(hù)方便，風(fēng)機(jī)選用德國(guó)產(chǎn)品，經(jīng)久耐用；人機(jī)接口采用觸摸屏，全中文界面；可通過(guò)按鈕或DCS接口等輸入方式操作；單元與控制部分的通訊采用光纖；單元的外圍控制部件PLC及功率模塊等采用進(jìn)口件；接口方式可采用硬接線方式也可采用通訊方式；無(wú)需進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償：整機(jī)效率＞95％,功率因數(shù)＞0.95；采用48脈沖整流，輸入諧波率空載時(shí)＜4%，負(fù)載時(shí)＜2%；輸入電壓在90％～110％、頻率在45Hz～55Hz波動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)備均能正常工作；采用PWM控制技術(shù)及多單元串聯(lián)方式，要求dv/dt??；6.1.2

變頻器的保護(hù)輸入側(cè)變壓器帶浪涌吸收保護(hù)，且具備溫度監(jiān)視和過(guò)熱保護(hù)；變壓器允許過(guò)負(fù)荷能力符合IEC干式變壓器過(guò)負(fù)荷導(dǎo)則及國(guó)標(biāo)要求；每個(gè)功率單元帶輸入熔斷器保護(hù)；具有設(shè)備過(guò)載、過(guò)熱和電機(jī)過(guò)載保護(hù)。1）過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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)。8）輸出不平衡保護(hù)，當(dāng)輸出電壓、電流不平衡時(shí)，跳閘保護(hù)電機(jī)。9）能夠聯(lián)跳輸入側(cè)甲方（用戶）的10kV進(jìn)線開(kāi)關(guān)。10）其它保護(hù)：主控通訊故障、冷卻風(fēng)扇故障、控制電源故障等。6.2

變頻器控制接口表4-3

變頻器提供的數(shù)字量輸出序號(hào)輸出開(kāi)關(guān)量說(shuō)

明1運(yùn)行信號(hào)變頻運(yùn)行時(shí)觸點(diǎn)閉合（常開(kāi)觸點(diǎn)），正在運(yùn)行2待機(jī)信號(hào)變頻就緒后常開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(wú)源接點(diǎn)輸出，接點(diǎn)容量均為DC220V/5A，供現(xiàn)場(chǎng)使用。表4-4

變頻器提供的模擬量輸出序號(hào)輸出模擬量說(shuō)

明1輸出電流信號(hào)4～20mADC對(duì)應(yīng)0～最大電流2輸出頻率信號(hào)4～20mADC對(duì)應(yīng)0～50Hz設(shè)備提供兩路4～20mADC的電流源輸出，帶負(fù)載能力均為250Ω，供現(xiàn)場(chǎng)使用。表4-5

變頻器所需求的數(shù)字量輸入序號(hào)用戶提供開(kāi)關(guān)量說(shuō)

明1遠(yuǎn)方啟動(dòng)信號(hào)常開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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4-6

變頻器所需求的模擬量輸入序號(hào)用戶提供模擬量說(shuō)

明1遠(yuǎn)方給定信號(hào)4～20mA對(duì)應(yīng)0～50Hz或0～100%該給定值為4～20mADC的二線制電流源信號(hào)（帶負(fù)載能力必須大于250Ω），4～20mA對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速低高限，須呈線性關(guān)系。表4-7

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(shuō)

明1高壓合閘允許變頻器自檢通過(guò)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)嘧冾l器重故障時(shí)自動(dòng)分?jǐn)喔邏洪_(kāi)關(guān)，常開(kāi)觸點(diǎn)以上數(shù)字量采用無(wú)源接點(diǎn)輸出，定義為接點(diǎn)閉合時(shí)有效。接點(diǎn)容量均為DC220V/5A。6.3

主要電氣設(shè)備及電纜選型5.3.1

10kV高壓變頻器選用國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。5.3.2

10kV高壓柜選用KYN28-12Z型金屬封閉式開(kāi)關(guān)柜。5.3.3

直流電源裝置選用DC220V、50Ah鉛酸免維護(hù)蓄電池高頻開(kāi)關(guān)直流裝置。5.3.4

機(jī)旁箱、配電箱、照明箱選用JXF1明裝型。5.3.5

高壓電纜選用ZRA-YJV-10KV型。5.3.6

低壓電纜選用ZRA-YJV-1KV型。5.3.7

控制電纜選用ZRA-KVV-或ZRA-KVVP-型。第七節(jié)

改造方案7.1

電氣控制系統(tǒng)及設(shè)備7.1.1

高壓水除鱗泵組變頻器改造共增加3套變頻成套裝置，其中二臺(tái)變頻器單開(kāi)、一臺(tái)變頻器一拖二，一拖二的中間有聯(lián)絡(luò)柜相互切換，可保證三臺(tái)變頻器同時(shí)使用。新建高壓變頻器室安放3套變頻成套裝置。7.1.2

原1-3#高壓除鱗電機(jī)主控柜改造后作為3套變頻成套裝置的電源出線柜。7.1.3

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。7.1.4

高壓電機(jī)的控制采用變頻控制柜上、機(jī)旁控制箱、由值班人員在控制室HMI上控制共三種方式。機(jī)旁控制箱通過(guò)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(kāi)關(guān)，并有頻率指示。7.2

電源及電纜通道7.2.1

新建變頻器室3套變頻成套裝置10kV電源引自原1-3#高壓除鱗電機(jī)主控柜，新增高壓開(kāi)關(guān)柜控制小母線電源引自原高壓除鱗電機(jī)主控柜段小母線。7.2.2

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。7.2.3

新建變頻器室采用電纜溝通過(guò)在墻上和樓板開(kāi)洞的方式與粗軋電氣室地下電纜室連通，并通過(guò)粗軋電氣室地下電纜室中的電纜橋架將工程新增的電力及控制電纜敷設(shè)至各接線處。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。7.3

防雷與接地7.3.1

防雷

新建變頻器室按三類建筑考慮防雷設(shè)計(jì)，盡可能利用梁、柱內(nèi)主鋼筋等做引下線及接地體。7.3.2

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。7.4

照明照明電源就近引入。照明電壓等級(jí)：一般場(chǎng)合采用AC220V，

特殊場(chǎng)合采用AC24V。新建變頻器室采用節(jié)能熒光燈照明。第五章

自動(dòng)化第一節(jié)

概述1.1概述1.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)1相關(guān)專業(yè)提供的設(shè)計(jì)資料。2國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范、規(guī)程及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1.1.2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)。第二節(jié)

蓄能器系統(tǒng)改造部分2.1控制方式4臺(tái)10m3蓄能器及1臺(tái)8m3緩沖水罐水位、壓力等過(guò)程檢測(cè)設(shè)備均由設(shè)備廠家成套提供，檢測(cè)信號(hào)接入原有高壓水除鱗泵組控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程站；蓄能器及緩沖水罐電動(dòng)閥門(mén)采用現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作與PLC遠(yuǎn)程自動(dòng)控制方式。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。2.2控制系統(tǒng)蓄能器系統(tǒng)改造新增設(shè)備控制信號(hào)與過(guò)程檢測(cè)信號(hào)均接入已有高壓水除鱗泵組控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程站，相關(guān)遠(yuǎn)程站冗余點(diǎn)滿足此次改造需求。軟件部分需對(duì)原控制程序及組態(tài)畫(huà)面做相應(yīng)修改。2.3控制方案

4臺(tái)10m3蓄能器及1臺(tái)8m3緩沖水罐的檢測(cè)、報(bào)警要求與已有蓄能器及緩沖水罐一致，并根據(jù)工藝需求自動(dòng)開(kāi)、關(guān)各罐進(jìn)出、口電動(dòng)閥，投入新增蓄能器及緩沖水罐。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。第三節(jié)

泵組變頻改造部分3.1控制方式泵組保留原有工頻啟動(dòng)方式，新增3套變頻控制柜，使得泵組具備工頻啟動(dòng)、就地變頻啟動(dòng)及調(diào)頻運(yùn)行、遠(yuǎn)程變頻啟動(dòng)及調(diào)頻運(yùn)行三種控制方式。3.2控制方案高壓水除鱗泵組控制系統(tǒng)通過(guò)Profibus-DP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(guò)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。改造后，控制室HMI能夠?qū)崟r(shí)顯示變頻器及泵組運(yùn)行狀態(tài)，并且能夠遠(yuǎn)程控制泵組變頻運(yùn)行。3.3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。第六章

通風(fēng)空調(diào)設(shè)施第一節(jié)

概述1.1概述

因熱連軋廠高壓水除鱗泵組系統(tǒng)節(jié)能改造增加三臺(tái)高壓變頻器，變頻器設(shè)備散熱量大，為了保證高壓變頻器正常工作溫、濕度要求，需考慮通風(fēng)降溫措施。1.2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》(GB50736-2012)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50019-2003)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(guò)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64.4KW）水冷柜式空調(diào)降溫處理。水冷空調(diào)冷卻用水就近接入廠房?jī)?nèi)凈循環(huán)供回水管。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。1.1

設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù)基本風(fēng)壓：

0.30kN/m2冬季采暖室外計(jì)算溫度：

0℃夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度：

33℃抗震設(shè)防烈度：

＜6度土壤凍結(jié)深度：

最大0.2m1.2設(shè)計(jì)采用的主要規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)（1）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011（2）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50010-2010（3）《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50003-2011（4）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

GB50009-2012（5）《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》

GB/T50105-2001（6）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

GB50016-2006（7）《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50202-2002)（8）《砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50203-2002)（9）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)（10）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010（11）我國(guó)現(xiàn)行的其它有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程。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。土建設(shè)計(jì)有三部分，第一部分為高壓變頻器室和電纜溝；第二部分為設(shè)備10立方高壓蓄能器（氣水灌）基礎(chǔ)（共4個(gè)）；第三部分空壓機(jī)基礎(chǔ)和管道支架。2.1高壓變頻器室和電纜溝高壓變頻器室為單層框架結(jié)構(gòu)，層高5.0米。建筑面積約316.7平方米，平面尺寸為22米X14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0.96?；A(chǔ)為2.9米X2.9米鋼筋混凝土獨(dú)立柱基礎(chǔ)，埋深1.5米。鋼筋混凝土柱截面為350mmX400mm。鋼筋混凝土梁尺寸為250mmX1200mm，梁跨度為14米。屋面為110厚鋼筋混凝土不上人保溫屋面。高壓變頻器室墻體為蒸壓粉煤會(huì)砂磚眠砌。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。素土夯實(shí)，80厚黃砂60厚C15素混凝土貼600X600米地面磚。窗戶為1500mmX2400mm鋁合金窗（共12扇）。高壓變電柜溝壁和溝底用250厚的C20混凝土澆筑，單面配鋼筋∮12@200。溝深約1米，總長(zhǎng)約48米。溝內(nèi)電纜架用角鋼75焊接成，間距1米一個(gè)。電纜溝溝壁和溝底用200厚的C20混凝土澆筑，單面配鋼筋∮12@200。溝深約1米，總長(zhǎng)約30米。溝內(nèi)電纜架用角鋼75焊接成，間距1米一個(gè)。2.2設(shè)備10立方高壓蓄能器（氣水灌）基礎(chǔ)（共4個(gè)）高壓蓄能器（氣水灌）基礎(chǔ)直接落在熱軋廠主軋線精軋區(qū)地下室底板上。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。并在此區(qū)域打膨脹螺栓M16間距@450一個(gè)。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。再在基礎(chǔ)區(qū)域部位與底板230高度處配置單層雙向鋼筋網(wǎng)Ⅱ16@150。鋼筋網(wǎng)與膨脹螺栓焊接?；A(chǔ)區(qū)域用水清洗干凈后，刷界面劑，用C35混凝土澆筑250厚鋼筋混凝土底板。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(kāi)孔，設(shè)備安裝時(shí)應(yīng)考慮周全。2.3空壓機(jī)基礎(chǔ)和管道支架空壓機(jī)基礎(chǔ)尺寸約1米X2米，先將基礎(chǔ)范圍內(nèi)底板鑿毛，露出底板上部鋼筋。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。管道支架為用4打膨脹螺栓M12將10mmX150mmX150mm鋼板固定在地下室墻面上，再焊接一根200mm長(zhǎng)槽鋼10。管道支架約50個(gè)。第八章

總圖運(yùn)輸?shù)谝还?jié)

概述為了貫徹國(guó)家“十二五”節(jié)能減排計(jì)劃，落實(shí)新余市節(jié)能減排總體要求，熱連軋廠擬對(duì)該廠高壓水除鱗泵組系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。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。該區(qū)域地勢(shì)平坦，場(chǎng)地地面標(biāo)高為65.8。第二節(jié)

總平面布置2.1

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。2.2總平面布置高壓水除鱗泵組系統(tǒng)配電室平行布置在板加區(qū)電氣室西面。第三節(jié)

豎向布置3.1

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66.45米。3.2

場(chǎng)地排雨水維持原來(lái)排水。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。第九章

能源分析第一節(jié)

概述1.1設(shè)計(jì)依據(jù)1.1.1本設(shè)計(jì)中采用的主要節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》《綜合能耗計(jì)算通則》(GB/T2589－2008)《工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則》(GB/T15587－2008)《鋼鐵企業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50632－2010)《鋼鐵企業(yè)節(jié)水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50506-2009)《鋼鐵工業(yè)資源綜合利用設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50405-2007)1.1.2本工程在能源利用與節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中執(zhí)行現(xiàn)行的相關(guān)法律和法規(guī)1.2

工程概況為減少熱連軋廠高壓水除鱗泵組系統(tǒng)在日常生產(chǎn)中的能源消耗浪費(fèi)，通過(guò)對(duì)4臺(tái)高壓除鱗泵電機(jī)增設(shè)變頻器裝置及對(duì)高壓水系統(tǒng)增設(shè)蓄能器裝置，采用有效控制方式，根據(jù)工況的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器頻率，達(dá)到節(jié)能目的。第二節(jié)

主要耗能設(shè)備2.1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。2.2項(xiàng)目能源消耗狀況

本項(xiàng)目能源介質(zhì)有電、壓縮空氣、水，需要的主要能源介質(zhì)由XX公司現(xiàn)有管網(wǎng)及設(shè)施供應(yīng)。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。第四節(jié)

能源管理本工程分屬熱連軋廠，因此能源管理仍由熱連軋廠能源管理機(jī)構(gòu)承擔(dān)，能源管理員按原要求配置。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。第二節(jié)

設(shè)計(jì)依據(jù)及采用的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)2.1設(shè)計(jì)依據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》（1998.1.29）《鋼鐵工業(yè)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50406-2007）《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2001）《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13456-2012）《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ87-85）《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-2008）《鋼鐵工業(yè)資源綜合利用設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50405-2007）《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2003）第三節(jié)

工程概況本工程是對(duì)XX熱連軋廠高壓水除鱗泵組進(jìn)行變頻節(jié)能系統(tǒng)改造，以利于節(jié)省能源，減少污染物的排放。消耗的能源介質(zhì)有：電力、水、壓縮空氣等，工序能源消耗見(jiàn)能源章節(jié)。第四節(jié)

主要污染源污染物及其治理措施4.1主要污染源、污染物本工程環(huán)境污染物主要有噪聲、廢水等，源于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行噪音、水除鱗泵組系統(tǒng)廢水等。4.2主要防治措施4.2.1

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。4.2.2

水泵系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水并入現(xiàn)有凈循環(huán)回水系統(tǒng)，不外排。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。第六節(jié)

環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)保管理機(jī)構(gòu)本工程外排的污染物監(jiān)測(cè)由XX公司環(huán)境監(jiān)測(cè)站定期進(jìn)行。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。第七節(jié)

環(huán)境影響的簡(jiǎn)要分析本設(shè)計(jì)貫徹“預(yù)防為主、防治結(jié)合，清潔生產(chǎn)，達(dá)標(biāo)排放”的原則。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。第十一章

勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生本工程采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，生產(chǎn)過(guò)程實(shí)行計(jì)算機(jī)管理自動(dòng)化操作。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(guò)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。同時(shí)，也為保證安全設(shè)置了安全供電、安全供水及防暑降溫措施，為各類操作人員創(chuàng)造了一個(gè)良好的工作環(huán)境，為保障職工的生產(chǎn)安全和身心健康奠定了基礎(chǔ)。第十二章

消防設(shè)施第一節(jié)

設(shè)計(jì)依據(jù)1.1設(shè)計(jì)依據(jù)1.1.1

國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)的設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。第二節(jié)

主要防范措施2.1工藝按照規(guī)范規(guī)定確定了建構(gòu)筑物的生產(chǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)性類別、耐火等級(jí)、防火間距，各建筑物的防火分區(qū)、安全出口、疏散距離和疏散樓梯等均符合規(guī)范要求。2.2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。2.3建筑物新增變頻器室等均配置有相應(yīng)的滅火器。2.4電氣、電訊采用了阻燃電纜。電纜構(gòu)筑物中電纜引至電氣柜、盤(pán)或控制屏、臺(tái)的開(kāi)孔部位以及電纜貫穿隔墻、樓板的孔洞處，均實(shí)施阻火封堵。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)。第十三章

投資概算第一節(jié)

工程概況熱連軋廠高壓水除鱗泵組系統(tǒng)節(jié)能改造投資概算(以下簡(jiǎn)稱本概算)是依據(jù)XX設(shè)計(jì)院2014年12月提供的此工程內(nèi)容進(jìn)行編制的。

工程投資（單位：萬(wàn)元）：

1500.88

投資組成如下（單位：萬(wàn)元）：

建筑費(fèi)：

52.43安裝費(fèi)：

115.38設(shè)備費(fèi)：

1182.48工程建設(shè)其他費(fèi)：

79.12

不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)：

71.47第二節(jié)

編制原則2.1建安費(fèi)主要依據(jù)XX類似工程概算指標(biāo)。2.2國(guó)內(nèi)設(shè)備費(fèi)國(guó)內(nèi)設(shè)備參考本公司指標(biāo)價(jià)及廠家近期報(bào)價(jià)計(jì)算。2.3不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)按5％計(jì)列2.4有關(guān)說(shuō)明2.4.1本工程概算包括地基處理費(fèi)用。第十四章

經(jīng)濟(jì)效益分析第一節(jié)

概述1.1概述本項(xiàng)目對(duì)XX熱連軋廠4臺(tái)除鱗泵電機(jī)進(jìn)行變頻改造，新增3套變頻成套裝置，其中二臺(tái)變頻器單開(kāi)、一臺(tái)變頻器一拖二，保證3臺(tái)電機(jī)同時(shí)正常運(yùn)行，并對(duì)蓄能器系統(tǒng)及附屬設(shè)施進(jìn)行改造，滿足熱連軋廠正常生產(chǎn)中的高壓水除鱗需求及節(jié)能目的。1.2效益測(cè)算基本依據(jù)1.2.1電能價(jià)格按XX公司實(shí)際價(jià)格計(jì)算：電：0.65元/kW.h1.2.2

固定資產(chǎn)折舊按直線法計(jì)算，殘值率為5%。按XX公司平均折舊率，折舊年限按12年考慮，年平均折舊率約7.92%。1.2.3年新增修理費(fèi)按新增固定資產(chǎn)折舊費(fèi)的30%計(jì)算。1.2.4機(jī)組年運(yùn)行時(shí)間按6100小時(shí)計(jì)算第二節(jié)

經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算根據(jù)軋鋼除鱗間隙時(shí)間、設(shè)備停機(jī)故障、檢（日）修時(shí)間、等鋼溫時(shí)間、換輥時(shí)間等停軋時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，我廠有約22%的時(shí)間屬于停軋時(shí)間（詳見(jiàn)附表7）；計(jì)算設(shè)定參數(shù)為：電動(dòng)機(jī)效率=92%；高壓變頻器的效率=95%；正常生產(chǎn)時(shí)電機(jī)運(yùn)行電流平均為180A；高速運(yùn)行時(shí)運(yùn)行功率按額定電機(jī)功率的80%計(jì)算（200A）；低速運(yùn)行功率按額定電機(jī)功率的64.5%（160A）。2.1

新增收益2.1.1

市電運(yùn)行時(shí)功耗：P1=1.732×10×180×0.8=2494.08kw2.1.2

高速運(yùn)行時(shí)功耗：P2=3550×0.83/0.92/0.95=2079.6kw2.1.3

低速運(yùn)行時(shí)功耗：P3=3550×0.6453/0.92/0.95=1089.9kw2.1.4

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*0.75+p3*0.25)]/p1=(2494.08-1832.18)/2494.08×100%=26.54%2.1.5節(jié)電前年耗電量：2494.08*6100=15213888kwh2.1.6改造后年節(jié)約電量：15213888×26.54%=4037766kwh2.1.7改造后單臺(tái)除鱗泵年節(jié)約電費(fèi)：4037766×0.65=2624548元年節(jié)省電費(fèi)為：2624548*3=7873644元綜上計(jì)算，通過(guò)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787.36萬(wàn)元。2.2

新增成本2.2.1

年新增折舊費(fèi)用：1500.88×7.92%=118.87萬(wàn)元2.2.2

年新增修理費(fèi)：118.87×30%=35.66萬(wàn)元2.2.3年新增空調(diào)等自耗電費(fèi)用：50×(330×24)

×0.65=25.74萬(wàn)元2.2.4

產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)濟(jì)效益=新增收益－新增成本=787.36－118.87－35.66－25.74=607.1萬(wàn)元2.2.4

靜態(tài)投資回收期：1500.88/607.1=2.47年(不含建設(shè)期)由以上計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)：項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益607.1萬(wàn)元，全部投資的靜態(tài)回收期為2.47年(不含建設(shè)期)，項(xiàng)目具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。附表1

高壓水系統(tǒng)主要設(shè)備材料清單序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)及技術(shù)規(guī)格性能所屬電氣設(shè)備單位數(shù)量重量(kg)生產(chǎn)廠備注性能數(shù)量單重總重1低壓緩沖水罐V=10m3

PN=1.0MPa臺(tái)12蓄能器氣罐V=10m3

PN=32MPa臺(tái)33蓄能器氣水罐V=10m3

PN=32MPa臺(tái)14最低液面閥DN=150mmPN=32MPa臺(tái)1套5氣動(dòng)閘閥DN=150mmPN=32MPa臺(tái)1套6低壓球閥DN=15mmPN=1.6MPa臺(tái)2套7排污閥DN=25mmPN=32MPa臺(tái)5套8氣閘閥DN=100mmPN=32MPa臺(tái)3套9氣體安全閥DN=32mmPN=32MPa臺(tái)2套10液位計(jì)三通閥DN=20mmPN=32MPa臺(tái)2套11氣閘閥DN=10mmPN=32MPa臺(tái)2套附表2

熱力專業(yè)主要設(shè)備材料清單序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)及技術(shù)規(guī)格性能所屬電氣設(shè)備單位數(shù)量重量(kg)生產(chǎn)廠備注性能數(shù)量單重總重1高壓空氣壓縮機(jī)15T4XB20/344-FF排氣量3Nm3/min排氣壓力35MPa臺(tái)12氣閘閥VT-QZF10/350S-S1-F

DN10PN35MPa臺(tái)23氣閘閥VT-QZF25/350S-S1-F

DN25PN35MPa臺(tái)6附表3

電氣專業(yè)主要設(shè)備材料清單序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)及技術(shù)規(guī)格性能所屬電氣設(shè)備單位數(shù)量重量(kg)生產(chǎn)廠備注性能數(shù)量單重總重1高壓變頻成套裝置10kV、5000kVA套3210kV高壓開(kāi)關(guān)柜KYN28-12Z套33鉛酸免維護(hù)蓄電池高頻開(kāi)關(guān)直流裝置DC220V、

50Ah套14除鱗泵電機(jī)機(jī)旁操作箱JXF1明裝型個(gè)35空壓機(jī)電機(jī)機(jī)旁控制箱JXF1明裝型個(gè)16低壓配電箱JXF1明裝型個(gè)37照明配電箱PZ30暗裝型個(gè)18電力電纜ZRA-Y