謝登高，周忠源，賀方亮

（萊鋼集團(tuán)銀山型鋼有限公司煉鐵廠，山東萊蕪 271104）

經(jīng)驗(yàn)交流

萊鋼400 m2燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)節(jié)能改造

謝登高，周忠源，賀方亮

（萊鋼集團(tuán)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(jié)系統(tǒng)的主抽風(fēng)機(jī)自2009年投產(chǎn)以來(lái)，耗能較大，通過(guò)兩次變頻改造，實(shí)現(xiàn)主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行頻率調(diào)節(jié)范圍為40～50 Hz。2016年為進(jìn)一步降低能耗，對(duì)主抽風(fēng)機(jī)液壓系統(tǒng)軸頭泵進(jìn)行分離改造，使變頻器頻率調(diào)整幅度達(dá)到36～50 Hz，日平均減少電耗36 154 kW·h。

燒結(jié)機(jī)；主抽風(fēng)機(jī)；變頻改造；油泵

1 前言

主抽風(fēng)機(jī)是燒結(jié)生產(chǎn)的最大耗能設(shè)備，同時(shí)是燒結(jié)工藝操作重點(diǎn)控制設(shè)備，其有效運(yùn)行對(duì)燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量有直接影響。400 m2燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)節(jié)能技改項(xiàng)目是萊鋼型鋼煉鐵廠重點(diǎn)節(jié)能改造項(xiàng)目，根據(jù)計(jì)劃，燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)變頻改造分兩期進(jìn)行，分別于2015年3月、2016年3月實(shí)施完成。風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻改造后，運(yùn)行頻率為40～50 Hz。2016年4月份，又對(duì)主抽風(fēng)機(jī)供油系統(tǒng)軸頭泵進(jìn)行分離改造，使變頻器頻率運(yùn)行在36～50 Hz區(qū)間，進(jìn)一步降低了電耗。

2 風(fēng)機(jī)節(jié)能現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

萊鋼400 m2燒結(jié)機(jī)風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)：雙吸入離心式鼓風(fēng)機(jī)，布置方式為雙吸入，控制方式使用進(jìn)口調(diào)節(jié)閥，入口流量24 000 m3/min，入口溫度120℃，抽風(fēng)負(fù)壓17 500 Pa，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速1 000 r/min。電機(jī)主要指標(biāo)型號(hào)AMS 800 LF，電壓10 kV，頻率50 Hz，功率8 700 kW。

主抽風(fēng)機(jī)兩臺(tái)電機(jī)用電量占燒結(jié)工序用電量的47.06%（2016年3月計(jì)算數(shù)據(jù)）。主抽風(fēng)機(jī)、電機(jī)為國(guó)外某公司生產(chǎn)，為保證生產(chǎn)安全，設(shè)計(jì)冗余量較大，正常生產(chǎn)時(shí)需要靠調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)開(kāi)度方法調(diào)整風(fēng)量，風(fēng)門(mén)開(kāi)度在25%～80%，該方法增加了風(fēng)阻使風(fēng)機(jī)運(yùn)行偏離性能曲線的高效率點(diǎn)，造成風(fēng)機(jī)效率降低。同時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械沖擊及電沖擊使電機(jī)使用壽命減短，維護(hù)費(fèi)用增加。風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)作為成熟技術(shù)，在節(jié)約風(fēng)機(jī)能耗方面及增加電機(jī)使用壽命方面有重要作用，因此對(duì)主抽風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻改造。

2015年3月、2016年3月實(shí)施完成兩臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻節(jié)能改造。主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)改造的變頻器采用新型高壓大功率電力電子器件構(gòu)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(fēng)機(jī)電機(jī)變頻工作過(guò)程：變頻首先發(fā)出勵(lì)磁柜啟動(dòng)信號(hào)，變頻器根據(jù)勵(lì)磁柜的反饋狀態(tài)來(lái)啟動(dòng)變頻器，變頻器依運(yùn)行頻率實(shí)時(shí)輸出0～20 mA的模擬量信號(hào)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以達(dá)到同步電機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行同步，此時(shí)高壓變頻器輸出0～50 Hz，實(shí)現(xiàn)高壓變頻器驅(qū)動(dòng)同步電機(jī)，以達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。通過(guò)主抽風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻改造前后數(shù)據(jù)對(duì)比，兩臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻改造后，電機(jī)能耗明顯降低，變頻改造前兩臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)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(jié)機(jī)兩臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)變頻改造后，運(yùn)行頻率調(diào)節(jié)范圍40～50 Hz，最低運(yùn)行頻率40 Hz。實(shí)際運(yùn)行中風(fēng)機(jī)風(fēng)量依然充裕，主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)開(kāi)度時(shí)常在50%左右，依然存在靠風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量造成能源浪費(fèi)的問(wèn)題，還有較大能耗降低空間。原設(shè)計(jì)主抽風(fēng)機(jī)軸瓦潤(rùn)滑系統(tǒng)兩臺(tái)油泵，1臺(tái)是油箱上的輔助油泵，負(fù)責(zé)提供風(fēng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程潤(rùn)滑油壓，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到900 r/min時(shí)輔助油泵停轉(zhuǎn)。第2臺(tái)是與風(fēng)機(jī)同軸連接的軸頭泵，負(fù)責(zé)為風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行提供油壓，為主泵。主泵輸出油壓受風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響，即運(yùn)行頻率降低時(shí)油壓跟隨降低。設(shè)計(jì)要求潤(rùn)滑油泵出口油壓≥0.12 MPa。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，變頻器設(shè)置頻率高于40 Hz時(shí)，主泵提供的油壓在規(guī)定的0.12 MPa以上運(yùn)行。運(yùn)行頻率低于40 Hz時(shí)，即風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于800 r/min會(huì)導(dǎo)致軸頭泵油壓低于設(shè)定值，軸瓦供油壓力不足，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)電機(jī)頻率無(wú)法降低。自控系統(tǒng)檢測(cè)到油泵供油壓力＜0.12 MPa，自動(dòng)啟動(dòng)油站輔助油泵，輔助油泵作為主泵工作，而輔助油泵無(wú)備用泵，風(fēng)機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)不可控，易造成風(fēng)機(jī)軸瓦

及軸損壞，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。為使主抽風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率進(jìn)一步降低，需要對(duì)風(fēng)機(jī)供油系統(tǒng)進(jìn)行改造，消除供油壓力不足的風(fēng)險(xiǎn)。

3 改造實(shí)施方案

為了使主抽風(fēng)機(jī)變頻改造取得更好的節(jié)電效果，又能確保風(fēng)機(jī)軸瓦供油油壓穩(wěn)定，需要對(duì)風(fēng)機(jī)供油系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

1）將主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子自帶主油泵拆離風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子，不再利用風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子作為油泵的動(dòng)力，這樣風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可通過(guò)變頻調(diào)節(jié)進(jìn)一步降低。

2）為拆除的軸頭泵重新配備動(dòng)力。根據(jù)輔助油泵及軸頭泵運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)看，需配備轉(zhuǎn)速不低于800 r/min、功率為5.5 kW的電機(jī)。查找設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用1臺(tái)型號(hào)為Y132M2-6的電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)速960 r/min，功率5.5 kW，參數(shù)能夠滿(mǎn)足軸頭油泵工作要求。

3）為電機(jī)單獨(dú)配備1套操作開(kāi)關(guān)引入自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軸頭泵與輔助泵聯(lián)鎖。

4）啟動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí)就可直接先運(yùn)行主油泵，油壓正常后即可啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。其他程序不改變，主油泵出現(xiàn)故障后依然可自動(dòng)切換至輔助油泵，實(shí)現(xiàn)油泵互備，確保風(fēng)機(jī)軸瓦供油油壓正常，保證風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。

4 效果分析

通過(guò)對(duì)主抽風(fēng)機(jī)變頻改造，風(fēng)機(jī)能耗持續(xù)降低，風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，風(fēng)機(jī)及電機(jī)的振動(dòng)、溫度等參數(shù)下降，風(fēng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境顯著改善。同時(shí)進(jìn)一步降低電機(jī)運(yùn)行頻率相比風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量減少了風(fēng)門(mén)部位壓力損失，減輕風(fēng)門(mén)磨損變形，延長(zhǎng)風(fēng)門(mén)壽命。改造后主油泵不受風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響，風(fēng)機(jī)調(diào)頻范圍擴(kuò)大到36～50 Hz，保持風(fēng)門(mén)全開(kāi)，進(jìn)一步提升了節(jié)能空間，節(jié)電效果顯著。同時(shí)風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠性提高，故障率降低。風(fēng)機(jī)供油系統(tǒng)改造后，主抽風(fēng)機(jī)達(dá)到單耗12.47（kW·h）/t，噸礦電耗在變頻改造的基礎(chǔ)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(yè)于山東省冶金工業(yè)學(xué)校冶金機(jī)械專(zhuān)業(yè)?，F(xiàn)為萊鋼集團(tuán)銀山型鋼有限公司型鋼煉鐵廠工程師，從事設(shè)備管理工作。