山西曙光集團誠信焦化廠630KW高壓風機及110KW低壓風機系統節能改造規劃報告公司簡介重慶堪文節能科技有限公司成立于2011年，是四川大學、重慶大學、重慶市科學技術研究院等高校和研究院所的資深專家為依托而創辦的高新技術企業。主要從事石油化工、電力、資源、鋼鐵、造紙、化工、紡織、制藥、機電等行業的動力和照明系統、脫鹽水系統、循環水處理系統及污水處理系統的節能改造、工程設計、工程建設、系統運營的專業化系統節能服務公司。公司現有工作人員八十余人。其中具有教授、研究員等高級職稱十人，中級職稱十八人，具有專業的高級能源審計師、評估師六人。公司致力于節能減排的新裝備、新材料、新技術、新工藝在生產生活實際中的應用開發和工程建設，有自主研發、生產的具有獨立知識產權的水輪機、能效對標軟件系統、水處理設備及藥劑、綠色脫鹽水工程技術為核心的拳頭產品，還具有歷經實踐反復論證其節能效果的余熱回收系統、節能水泵、變頻器、智能照明等專業技術的團隊服務，在業界獨具特色和優勢，尤其是對磁力水泵、磁力電機的研發處于國內領先水平。同時，在實踐中鍛煉了一支訓練有素的工程技術隊伍，整合了業內優勢資源，建立了從研發、生產到工程建設的網絡體系。公司本著“節約創造價值，創新成就未來”的經營宗旨，以“誠信、快捷、專業、理性”的服務原則與廣大的用戶建立良好的合作關系。視客戶的成功為己任，把優質、高效的服務作為自己立足之本，用戶的滿意與否才是衡量我們工作質量的唯一標準。目錄第一章綜合說明211項目背景212項目周期213風機現狀分析3第二章風機節能分析421高壓風機節電率分析4211高壓風機現場技術參數4212節能計算422低壓風機節電率分析5221低壓風機現場技術參數5222節能計算523節能數據匯總6第三章高壓風機改造實施方案及預算731機械部分732電氣部分7321方案介紹7322高壓變頻器安裝8323HD90與DCS接口12324散熱方案14325變頻器及自動旁路柜主要器件配置表1533自動控制系統1734改造預算19第四章低壓風機變頻改造2041改造方案2042改造預算21第五章施工周期23第一章綜合說明11項目背景本方案建議書的編制是依據國務院辦公廳關于進一步加大工作力度確保實現“十二五”節能減排目標的通知精神為指導，緊密結合山西曙光集團誠信焦化廠節能改造的實際需求，充分考慮山西曙光集團誠信焦化廠重點耗能高壓風機改造和整體系統節能相結合的要求，經現場調研和貴單位提供的高壓風機臺賬，最終確定了山西曙光集團誠信焦化廠高壓風機節能改造及整體系統節能建設項目內容、實現目標、采用的主要技術路線及投資效益分析等。12項目周期本項目的建設期為2個月，自2014年3月始，至2014年5月止。本項目的節能效益分享期的起始日為驗收合格后開始,效益分享期方案一分享周期48個月，重慶堪文節能科技有限公司分得80收益。方案二分享周期60個月，重慶堪文節能科技有限公司分得70收益。節能收益的核算以掛表計量方式為準，電價按05元/KWH計算。13風機現狀分析經過我公司技術人員與貴單位技術人員及現場操作人員在山西曙光集團誠信焦化廠的仔細調研和現場查勘，了解到山西曙光集團誠信焦化廠的高壓風機屬于間歇性負載，風機轉速變化很大，需要依靠液耦來實現調速，大量的能源消耗在這些無用功上面。對于110KW低壓風機而言，電機額定轉速過高，導致風機流量嚴重超過需要值，需要用分流閥來排出，能量浪費巨大。企業節能主要體現在提高高壓風機的使用效率。改造高壓風機，選用先進、節能、高效的新型高壓變頻器，配合先進合理的ASMS自動化控制系統，保證高壓風機運行在高效狀態，使之達到較高節能效果。第二章風機節能分析21高壓風機節電率分析211高壓風機現場技術參數電機參數風機參數運行參數功率電壓額定電流功率因數效率額定流量額定壓力額定轉速實際轉速實際電流運行時間63010458708609512816035243967474979960高速旋轉8419低速旋轉1685滿載333A空載1745A滿載15小時；空載5小時212節能計算滿載運行時節能計算滿載名稱標識填寫與計算數據公式備注實際電壓U104實際電流IS333功率因數COS086電機的電機效率有效功）095電機輸出功率P149005風機/水泵實際軸功率P243125P2P1095液耦實際轉速NS液耦實際轉速）8419液耦額定轉速NE（液藕額定轉速）960轉速比K0877KNS/NE節電率01107節電功率N4775NP2運行時間T時間H）5475每天滿載運行15小時13COSDPUIJH091K電價F（電價KWH05節電費用W費用）130709WNTF空載運行時節能計算空載名稱標識填寫與計算數據公式備注實際電壓U104實際電流IS1745功率因數COS086電機的電機效率有效功）095電機輸出功率P12568風機/水泵實際軸功率P222599P2P1095液耦實際轉速NS液耦實際轉速）1685液耦額定轉速NE（液藕額定轉速）960轉速比K0176KNS/NE節電率0742節電功率N16769NP2運行時間T時間H）1825每天空載運行5小時電價F（電價KWH05節電費用W費用）15301586WNTF注以上計算數據僅為參考數據，實際節能情況應根據現場具體研究。22低壓風機節電率分析221低壓風機現場技術參數電機參數運行參數功率電壓額定電流功率因數效率擋板開度實際電流實際電壓運行時間11038022008609425150A380V8760H222節能計算名稱標識填寫與計算數據公式實際電壓U03813COSDPUIJH091K實際電流IS150功率因數COS086電機效率095電機輸出功率P180657508風機/水泵實際軸功率P27904435784P2P1098風機/水泵實際轉速QS（實際風機流量）6風機/水泵額定轉速QE（額定風機流量）10轉速比K06KQS/QE節電率06節電功率N474266147NP2運行時間T時間H）8760電價F（電價KWH05節電費用W費用）2077285724WNTF23節能數據匯總數據負載工頻有功功率（KW）變頻節電率（相對有功功率）變頻節電量（KW）變頻年節電費（萬元）備注滿載490110747751307高壓風機空載256874216769153低壓風機80604743208合計4917萬元13COSDPUIJH3209145K第三章高壓風機改造實施方案及預算31機械部分傳動軸代替液力偶合器的方法1、依據原液力偶合器尺寸，加工一根總長度為1390MM的傳動軸。2、從原設備系統中拆除液力偶合器，并使用液壓拉馬，將液力偶合器的輸入端半聯軸器和輸出端半聯軸器及鍵取下，一起作為備用。拆下備用拆下備用3、將輸入端半聯軸器和輸出端半聯軸器連接，安裝到已加工完畢的傳動軸上，并用它們代替原設備系統中的液力偶合器。32電氣部分321方案介紹根據第一章中客戶項目情況，以及改造說明，重慶堪文節能科技有限公司為此項目自動一拖一旁路解決方案，此方案確保在變頻系統故障的情況下，整套風機系統不停機，保障了生產安全及連續性。此方案的實施需采購自動旁路柜及對應連接組件，并和變頻系統形成良好并聯，由重慶堪文節能科技有限公司負責完成。系統圖如下所示說明10KV電源經變頻裝置真空接觸器KM2到高壓變頻調速裝置，變頻裝置輸出經出線真空接觸器KM3送至電動機；10KV電源還可以經旁路真空接觸器KM1或開關直接起動電動機。變頻裝置的輸出真空接觸器KM3和旁路真空接觸器KM1互相閉鎖，即KM3和KM1不能同時閉合。運行方式變頻運行時，斷開KM1，閉合KM2和KM3；工頻運行時，斷開KM2和KM3，閉合KM1。切換說明當變頻裝置出現故障或者工程檢修時，變頻器可以斷開出線真空接觸器KM3和進線真空接觸器KM2，將變頻裝置隔離，閉合旁路真空接觸器KM1，使運行風機機組在工頻電源下正常運行。322高壓變頻器安裝1、變頻器室布置根據勘查除塵風機旁電控室，變頻器的合理擺放位置為圖1變頻器安裝及走線2、變頻器尺寸及安裝型號尺寸寬深高MM包裝后尺寸寬深高MM變壓器柜重量（KG）功率柜重量（KG）整機重量（KG）HD90J100/800DN455013912282459014712485220011733500電纜溝及變頻器安放空間要求圖2變頻器安放空間（1）變頻器周圍預留空間，前面15米，后面10米，左右08米，頂部10米（風機到頂部），此預留空間為最小值。（2）電纜溝可根據實際線纜數量確定深度，必須具備防水、防塵、防鼠等功能。（3）設備基礎使用12槽鋼預埋，外形見上圖，安裝平面必須平整，且露出地面5MM。（4）地纜溝內做好電纜支架。（5）變頻器直接焊接在基礎預埋12槽鋼上，接地點與基礎槽鋼焊點結實，以保證變頻器柜體與廠房大地連接可靠。安裝場地不應有嚴重粉塵污染，不存在腐蝕和爆炸性氣體。安裝場地應有容量不小于15KVA，電壓為AC380V10的專用控制電源。應有為變頻器提供的可靠接地極，接地電阻不大于4歐姆。為變頻器提供的高壓電源點已經采取了有效的防雷措施。變頻器設備安裝場地必須保留足夠的操作、維護與散熱空間。安裝設備后的凈空間滿足現場條例要求，變頻器與墻壁的距離不少于1米。圖3變頻器主視圖圖4電纜溝俯視圖圖5變頻器安裝側視圖圖6槽鋼連接視圖3、線纜布置變頻器進線（1）在控制室屋檐處安裝橋架，長度至電纜溝上端，折下延至電纜溝，進入變頻器室。（2）將電機進線拆卸，通過新安裝的橋架及電纜溝，接入變頻器輸入端，作為變頻器輸入電源。變頻器輸出線纜從變頻器輸出端，接線纜走電纜溝到電機室，作為電機輸入。323HD90與DCS接口1、硬線連接HD90系列高壓變頻器可以提供給客戶使用的輸入輸出端子包含有10路開關輸入、16路開關輸出、4路模擬量輸入和5路模擬量輸出端子，方便客戶對變頻器進行控制，其中一部分常用IO端子信息如下序號DCS系統上傳信號性質接線方式備注1高壓合閘允許DO開關量端子排獨立無源干按點2高壓已合DO開關量端子排獨立無源干按點3高壓分閘DO開關量端子排獨立無源干按點4變頻器報警DO開關量端子排獨立無源干按點5變頻器故障DO開關量端子排獨立無源干按點6變頻運行DO開關量端子排獨立無源干按點7變頻停止DO開關量端子排獨立無源干按點8變頻啟動準備就緒DO開關量端子排獨立無源干按點序號DCS操作下傳信號性質接線方式備注1變頻啟動DI單脈沖量端子排獨立無源干按點2變頻停止DI單脈沖量端子排獨立無源干按點3故障復位DI單脈沖量端子排獨立無源干按點4緊急停車DI單脈沖量端子排獨立無源干按點序號模擬量輸入信號性質接線方式備注1頻率給定AI420MA端子排模擬信號2備用AI420MA端子排模擬信號序號模擬量輸出信號性質接線方式備注1輸出頻率AO420MA端子排模擬信號2輸出電流AO420MA端子排模擬信號序號用戶定義信號性質接線方式備注1高壓合閘允許DO開關量端子排獨立無源干按點2高壓分閘DO開關量端子排獨立無源干按點3高壓開關狀態DO開關量端子排獨立無源干按點如果客戶有特殊需求，可提前與我公司聯系，進行定制。2、通訊連接HD90高壓變頻器和DCS除了可以硬線連接，還可以通過通訊方式對變頻器進行控制，我公司提供的通訊方式有CAN、MODBUS、PROFIBUSDP（配通訊卡）等通訊接口，特殊可按用戶定制。部分常用通訊接口如下圖所示整套節能系統和原廠DCS系統的連接需采購相應的線纜，并在DCS系統上進行組態設置。在此次節能項目中，重慶堪文節能科技有限公司為用戶無償提供100M通訊線纜，超出部分、線纜安裝及組態設置，由山西曙光煤焦集團有限公司負責完成。324散熱方案高壓變頻器屬于大型電子設備，對環境要求比較嚴格。統計多臺設備的運行情況，由于現場環境溫度過高而引起的設備故障比例較大，因此我們加裝空調的散熱方案，選型計算如下（1）空調的制冷量將高壓變頻調速器放置于一個比較封閉的房間內，然后在房間內安裝空調，通過空調內部的循環將高壓變頻器產生的熱量排到室外。變頻器發熱需要根據運行工況選擇，考慮一定的裕量，最大發熱量為變頻器額定功率的4，變頻器發熱量選擇為實際輸出平均功率的35，如果長期運行頻率低于40HZ，則發熱量可按照變頻器額定功率的2進行估算。按照房間實用面積計算空間單獨空間制冷所需的空調容量，一般每平方米可以按照015KW計算（環境溫度低于40可以忽略此項）。綜上，空調總體的制冷量應為變頻器的發熱量加上空間制冷所需的制冷量。可忽略）空間所需制冷量（小于變頻器發熱量空調制冷量40QQ）（）（房屋面積變頻器輸出功率15S53W225（2）空調的匹數所謂的空調“匹”數，指輸入功率的大小，包括壓縮機、風扇電機及電控部分所消耗的能量，制冷量以輸出功率的多少計算。所說的空調是多少匹，是根據空調消耗功率估算出空調的制冷量。52Q空調制冷量空調匹數X882根據設計計算，需選用2臺5匹柜式空調。325變頻器及自動旁路柜主要器件配置表HD90J100/800DN變頻器名稱型號品牌產地數量主控板TMS320F28335PGFATI美國1FPGAEP4CE30F23C8ALTERA美國1ARMSTM32F103ZCLQFP144ST美國1高速ADAD7606BSTZRLADI美國1光電接收器HFBR2528ZAVAGO美國48光電發送器HFBR1528ZAVAGO美國48光纖HFBREUS100AGLENT美國12繼電器MKS2XTIN11OMRON日本14空氣開關GV2ME32C施耐德德國4接觸器LC1D12施耐德德國8熱繼電器LRD08C施耐德德國2霍爾傳感器CSNS200M002SHONEYWELL美國1IGBT模塊FF200R17KE3INFINEON德國48IGBT驅動PC929INFINEON德國48整流橋MDD9518N1BIXYS德國24CPLDEPM570ALTERA德國24儲能電容CD138400V12000UFJH日本216熔斷器NT1540A/690VACBUSSMANN美國47均壓電阻300W/6KR/RXG30300W2KO3GEAGTOP美國24吸收電容MKPHS4742000VP_23CDE美國48單元驅動板EPM240I匯川中國24冷卻風機R4D500AT0301EBM德國2變壓器ZTSFGN560/10新華都中國1真空接觸器JCZ512/400AJOSLYNCLARK美國3隔離開關GN1912/400A克萊斯通美國2繼電器DRH275024LT魏德米勒德國12繼電器底座SPWECO3CO魏德米勒德國12多功能連接器EA9X316施耐德德國5MICROSDHC存儲卡SDSDAA008GSANDISK美國1端子臺ZPE6魏德米勒德國6旁路柜序號名稱規格型號廠家1柜體鈑金2MM重慶堪文2銅排153MM2重慶堪文3真空接觸器JCZ12/160A無錫藍虹4高壓傳感器CG10鎮江亨通5閉鎖帶電顯示器DXN上海安科瑞33ASMS自動化控制系統本自動控制軟件旨在實現風機跟隨工藝的需要，進行自動加減速。現場工藝圖如下根據工藝要求，我司設計了如下控制過程1、通過變頻器DI、DO口對變頻器的進行啟停控制與故障識別。2、在焦化爐出焦時，利用設置的傳感器或者DCS反饋信號進行出焦動作采集，把控制信號通過845工業協議或USS協議進行傳輸，傳遞給系統控制器。3、系統控制器根據控制信號，通過控制變頻器，提高輸出的電壓和頻率，使帶動除塵設備的電動機提高轉速，達到額定功率，使除塵設備隨著出焦的動作正常運轉。4、隨著出焦動作的結束，可根據設置的時間延遲信號或者傳感器、DCS發出的結束信號，系統控制器根據結束控制信號，通過控制變頻器，降低輸出的電壓和頻率，使帶動除塵設備的電動機的轉速，降低到維持運轉的最低轉速。達到節能降耗的目的。5、隨著出焦周期的循環，軟件系統通過控制變頻器，除塵設備的電動機的轉速也一起交替循環，形成一個自動控制的閉環過程。根據上述控制過程，需要做以下工作首先，變頻器的啟動或停止需要進行控制，故需要增加2個DO點，即1塊DO卡件；然后，變頻器調節需要DCS輸出一個420MA信號給變頻器，故需要增加1個AO點，即1塊AO卡件；最后，因變頻器的電流和反饋需要進入DCS，故需要增加2個AI點，即1塊AI卡件。另外，因變頻器信號屬變化的磁場，會對其它信號產生電磁干擾，故需要增加隔離器2個，即1個AI隔離器和1個AO隔離器。如需要將變頻器的狀態引入DCS，需要再增加1塊DI卡件。34改造預算序號內容規格型號數量廠家單價合計高壓變頻器（由重慶堪文節能科技有限公司提供）140米95方三相鎧裝電纜95方YJV2210KV40M天津電纜總廠3001200025匹柜式空調KFR120LW/N322奧克斯190000380003變頻器HD90J100/800DN1國電四維/匯川5205005205004控制線纜15方KVVP300M安徽百斯特1030005自動旁路柜XGN101國電四維/匯川80000800006安裝調試費用29700297007電纜橋架QJNT01A020A20M22545008其它輔料58005800機械部分（由重慶堪文節能科技有限公司提供）1液耦拆除500050002傳動軸坯料及加工1390MM28000280003傳動軸安裝50005000自動控制系統（由重慶堪文節能科技有限公司提供）1ASMS自動化控制系統ASMS10KV630KW1重慶堪文338000338000合計小寫1069500大寫壹佰零陸拾玖萬伍仟元