陕西龙门钢铁（集团）有限责任公司炼钢厂除尘风机高压变频改造项目

一、案例名称

陕西龙门钢铁（集团）有限责任公司炼钢厂除尘风机高压变频改造项目

二、案例业主

陕西龙门钢铁（集团）有限责任公司是陕西省重点发展和扶持的大型钢铁企业集团。公司现有员工10000余人，占地4600余亩，总资产120亿元，拥有龙钢公司、大西沟矿业公司等8个控股子公司、3个参股子公司，形成从采矿、烧结到炼铁、炼钢、轧钢为一体的完整产业链，构成了以西安钢材加工、销售和物流配送为中心，以韩城为钢铁生产基地、以陕南大西沟为原料基地的战略格局，是西北三大钢铁集团之一，中国西部最大的精品建材生产基地。公司主要产品为钢铁及窄中板等产品，年产量460万吨钢、铁及钢材。公司有四座高炉、四座转炉以及各种生产线。主要用能设备为各种型号风机、水泵，企业年生产用电超过15亿千瓦时。

三、项目实施单位

北京华亿宏图机电设备有限公司

四、案例内容

1．技术原理及适用领域

风机是各行各业中普遍使用的设备，在实际的使用过程中，因工艺的需要经常调节水泵的流量、压力、温度等。目前大多数风机、水泵采用传统的阀门进行调节，即在需要降低流量时以增加阻力的方式部分关闭阀门，使大量能量消耗在阀门上。采用变频调速技术后可以随工艺的要求实现动态调节，大幅减少能耗，达到节电的效果。

许多用风机的场合都需在维持恒压的情况下改变给风量（流量Q），从下图可知：当流量Q₁降至Q₂若不改变风机转速，压力将升至B工作点，其功率可用H₂×Q₂来计算，对应面积BH₂ 0Q₂。原A工作点功率Q₁×H_T图上面积AHT0Q₁，两者所耗功率变化不大，如果我们降低转速至（2）即可节能Q₂×H₂-Q₂×H_T=Q₂（H₂-H_T），图DBH₂H_T的面积即是节能值。再如风量变至Q₃若仍以额定转速运行，所需功率Q₃×H₁，浪费能量为FCH₁H_T。风机电机输出功率正比于转速三次方关系，用变频器进行调速，风量下降，可保持恒压H_T；若转速下降至额定转速的80%，轴功率下降至额定功率的51.2%，风量下降至Q₃；若使风压恒定，可使转速下降到额定转速的70%，此时轴功率是额定值的34.3%，节能达65.7%。

高压变频调速系统可广泛应用于火力发电厂、水泥厂、污水处理厂以及石油、化工、自来水、矿山、制冷及冶金等众多行业高压电机调速、节能、软启动及智能化控制。

2．节能改造具体内容

（1）设备运行现状。

采用高压变频调速系统对陕西龙门钢铁（集团）有限责任公司炼钢厂1号、2号二次除尘风机及混铁炉除尘风机进行改造。

转炉冶炼每个周期一般分为八步：加废钢→兑铁水→降枪吹炼→测温取样→出渣→出钢→溅渣→再出渣。整个炼钢过程中，烟尘量较大的几个过程为，兑铁、吹氧阶段此时段反应剧烈，烟气排放较大，需要较大的风量来进行抽尘处理，其他阶段烟尘量较小，风机中速或低速运行即可满足要求。

二次风机，混铁炉风机作为炼钢生产过程中重要的设备，在吹氧阶段起重要的作用；厂方设备改造前靠液力耦合器进行调速，由于液力耦合器属于机械性调速，在调速范围和调速响应上都有缺陷，因此设备改造前无调速动作指令，基本维持一个风速。就调速效率上，不如变频器从电能本身来改变转速的效率高；而且液力耦合器本身自损较大，一般丢转较多且需要专门的油冷却系统来进行冷却。同时设备改造前风机启动方式相对落后，启动时电流对电网冲击很大。原有风机在工作时只能进行简单的电气保护，不能完全保证安全运行，增加了设备维护量；原有风机工作时噪音较大，对现场工作人员影响较大，严重影响了设备寿命。

（2）技改措施。

改造措施主要是针对三台设备每台安装一套2500kW高压变频器，全部采用一拖一控制模式，通过变频器调节风机电机转速，将风机阀门全部打开，通过调节电机转速达到工艺要求。变频器同样设定两地调速，一点在配电室内变频器柜上，另一调速点设于工人操作台上，极大方便操作工的操作，降低工人的劳动强度。风机变频采取声光报警，提示位于高压变频操作室内操作人员，操作人员可以手动切换至工频运行。

3．项目实施情况

节能服务公司分别针对该企业炼钢厂全部都是2500kW的1号、2号二次除尘风机及混铁炉除尘风机进行节电改造。项目开工时间2013年1月15日，竣工时间2013年5月5日，项目目前运行良好。

五、项目年节能量及节能效益

1．年节能量

（1）改造前后系统（设备）用能情况及主要参数。

三台设备技改前后主要耗能参数如下，工频代表技改前不加变频器运行时耗电情况，变频代表技改后加变频器运行时耗电情况。

（2）节能量计算方法。

工频小时耗电量减去变频小时耗电量得数为设备小时节能量，项目年节能量按照设备年运行8000小时计算，节能量即为设备小时节能量×8000。

（3）项目年节能量。

项目改造后三台设备每小时节电量为1546.6kW·h，按照年运行8000小时计算，共节约电量1237.28万kW·h，折合标准煤为4083.024吨。

2．年节能效益

陕西龙门钢铁（集团）有限公司位于陕西省韩城市，当地电价为0.55元/kW·h，三台设备每年节约电费为680.504万元。

六、商业模式

该项目采用合同能源管理方式运作，即节能服务公司与业主签订节能服务合同，为业主提供改造的可行性报告、设备设计、选择及采购、施工、安装和调试，为业主单位的操作和维修人员提供相关培训、已经建成项目后的维护和保养等服务。

节能服务公司负责解决该项目所需的资金，并与业主共同对项目所产生的节能效益进行分享。合同期为4年。在合同期内，项目的所有权属于节能服务公司；合同期满且付清所有合同款项后，节能服务公司向业主转移项目所有权，将设备无偿赠予业主，之后的节能收益为业主所有。

七、融资渠道

该项目总投资为178万元（包括工程建设费用及后期运行维护费用等）。全部由节能服务公司自筹资金。