萊鋼400 m2燒結機主抽風機節能改造

謝登高，周忠源，賀方亮

（萊鋼集團銀山型鋼有限公司煉鐵廠，山東萊蕪 271104）

經驗交流

萊鋼400 m2燒結機主抽風機節能改造

謝登高，周忠源，賀方亮

（萊鋼集團銀山型鋼有限公司煉鐵廠，山東萊蕪 271104）

萊鋼型鋼煉鐵廠400 m2燒結系統的主抽風機自2009年投產以來，耗能較大，通過兩次變頻改造，實現主抽風機電機運行頻率調節范圍為40～50 Hz。2016年為進一步降低能耗，對主抽風機液壓系統軸頭泵進行分離改造，使變頻器頻率調整幅度達到36～50 Hz，日平均減少電耗36 154 kW·h。

燒結機；主抽風機；變頻改造；油泵

1 前言

主抽風機是燒結生產的最大耗能設備，同時是燒結工藝操作重點控制設備，其有效運行對燒結礦的產質量有直接影響。400 m2燒結機主抽風機電機節能技改項目是萊鋼型鋼煉鐵廠重點節能改造項目，根據計劃，燒結主抽風機變頻改造分兩期進行，分別于2015年3月、2016年3月實施完成。風機電機變頻改造后，運行頻率為40～50 Hz。2016年4月份，又對主抽風機供油系統軸頭泵進行分離改造，使變頻器頻率運行在36～50 Hz區間，進一步降低了電耗。

2 風機節能現狀及問題分析

萊鋼400 m2燒結機風機主要性能參數：雙吸入離心式鼓風機，布置方式為雙吸入，控制方式使用進口調節閥，入口流量24 000 m3/min，入口溫度120℃，抽風負壓17 500 Pa，風機轉速1 000 r/min。電機主要指標型號AMS 800 LF，電壓10 kV，頻率50 Hz，功率8 700 kW。

主抽風機兩臺電機用電量占燒結工序用電量的47.06%（2016年3月計算數據）。主抽風機、電機為國外某公司生產，為保證生產安全，設計冗余量較大，正常生產時需要靠調節風門開度方法調整風量，風門開度在25%～80%，該方法增加了風阻使風機運行偏離性能曲線的高效率點，造成風機效率降低。同時，電機啟動時產生的機械沖擊及電沖擊使電機使用壽命減短，維護費用增加。風機變頻調速技術作為成熟技術，在節約風機能耗方面及增加電機使用壽命方面有重要作用，因此對主抽風機實施變頻改造。

2015年3月、2016年3月實施完成兩臺主抽風機電機變頻節能改造。主抽風機電機改造的變頻器采用新型高壓大功率電力電子器件構成的直接“高-高”式變頻器，即高壓輸入高壓輸出，冷卻方式為空-水冷卻。風機電機變頻工作過程：變頻首先發出勵磁柜啟動信號，變頻器根據勵磁柜的反饋狀態來啟動變頻器，變頻器依運行頻率實時輸出0～20 mA的模擬量信號調節勵磁電流以達到同步電機實時運行同步，此時高壓變頻器輸出0～50 Hz，實現高壓變頻器驅動同步電機，以達到調節風量的目的。通過主抽風機電機變頻改造前后數據對比，兩臺主抽風機實施變頻改造后，電機能耗明顯降低，變頻改造前兩臺主抽風機噸礦平均單耗由19.53 kW·h降低到14.79 kW·h，日平均電耗降低55 440 kW·h。

燒結機兩臺主抽風機變頻改造后，運行頻率調節范圍40～50 Hz，最低運行頻率40 Hz。實際運行中風機風量依然充裕，主抽風機風門開度時常在50%左右，依然存在靠風門調節風量造成能源浪費的問題，還有較大能耗降低空間。原設計主抽風機軸瓦潤滑系統兩臺油泵，1臺是油箱上的輔助油泵，負責提供風機啟動過程潤滑油壓，風機轉速達到900 r/min時輔助油泵停轉。第2臺是與風機同軸連接的軸頭泵，負責為風機正常運行提供油壓，為主泵。主泵輸出油壓受風機轉速影響，即運行頻率降低時油壓跟隨降低。設計要求潤滑油泵出口油壓≥0.12 MPa。經過驗證，變頻器設置頻率高于40 Hz時，主泵提供的油壓在規定的0.12 MPa以上運行。運行頻率低于40 Hz時，即風機轉速低于800 r/min會導致軸頭泵油壓低于設定值，軸瓦供油壓力不足，導致風機電機頻率無法降低。自控系統檢測到油泵供油壓力＜0.12 MPa，自動啟動油站輔助油泵，輔助油泵作為主泵工作，而輔助油泵無備用泵，風機運行風險不可控，易造成風機軸瓦

及軸損壞，造成重大經濟損失。為使主抽風機運行頻率進一步降低，需要對風機供油系統進行改造，消除供油壓力不足的風險。

3 改造實施方案

為了使主抽風機變頻改造取得更好的節電效果，又能確保風機軸瓦供油油壓穩定，需要對風機供油系統進行改進。

1）將主抽風機轉子自帶主油泵拆離風機轉子，不再利用風機轉子作為油泵的動力，這樣風機轉速可通過變頻調節進一步降低。

2）為拆除的軸頭泵重新配備動力。根據輔助油泵及軸頭泵運行數據來看，需配備轉速不低于800 r/min、功率為5.5 kW的電機。查找設計手冊，選用1臺型號為Y132M2-6的電機，電機轉速960 r/min，功率5.5 kW，參數能夠滿足軸頭油泵工作要求。

3）為電機單獨配備1套操作開關引入自動化控制系統，實現軸頭泵與輔助泵聯鎖。

4）啟動風機時就可直接先運行主油泵，油壓正常后即可啟動風機。其他程序不改變，主油泵出現故障后依然可自動切換至輔助油泵，實現油泵互備，確保風機軸瓦供油油壓正常，保證風機的正常運行。

4 效果分析

通過對主抽風機變頻改造，風機能耗持續降低，風機運行穩定，風機及電機的振動、溫度等參數下降，風機運行環境顯著改善。同時進一步降低電機運行頻率相比風門調節風量減少了風門部位壓力損失，減輕風門磨損變形，延長風門壽命。改造后主油泵不受風機轉速影響，風機調頻范圍擴大到36～50 Hz，保持風門全開，進一步提升了節能空間，節電效果顯著。同時風機運行可靠性提高，故障率降低。風機供油系統改造后，主抽風機達到單耗12.47（kW·h）/t，噸礦電耗在變頻改造的基礎上降低3.06 kW·h，日平均減少電耗36 154 kW·h。

TF321

B

1004-4620（2017）01-0078-01

2016-11-24

謝登高，男，1975年生，1996年畢業于山東省冶金工業學校冶金機械專業。現為萊鋼集團銀山型鋼有限公司型鋼煉鐵廠工程師，從事設備管理工作。