一 项目背景:
湖北宜化集团有限责任公司是全国520家重点企业之一,中国石化行业最具影响力十大代表企业之一,中国最大的化学肥料制造企业。企业拥有总资产 150亿元,下辖20多家子公司,其中2家上市公司(湖北宜化、双环科技),4家中外合资公司,产品涵盖化肥、化工、热电、矿山开发四大领域30多个品种。2006年实现销售收入105亿元,2007年销售收入将突破150亿元。
■宜化是全球最大的季戊四醇生产基地,年产8万吨季戊四醇,在全国市场占有率达70%,年出口创汇7000万美元,同时,宜化成功开发出年产1万吨TMP,填补了湖北省内空白。
■宜化是全国最大的合成氨生产企业,全国最大的尿素生产企业,集团核心控股公司“湖北宜化”1996年上市,被称为“中国氮肥第一股”。
■宜化是全国最大的磷酸一铵生产厂家,全国五大磷复肥生产基地之一,年产50万吨磷酸一铵、100万吨磷酸二铵、100万吨NPK。
■宜化是亚洲单套系统规模最大的井矿盐企业,年产200万吨真空制盐。
■宜化是中国最大的联碱企业,年产120万吨纯碱、120万吨氯化铵、25万吨PVC、20万吨烧碱。
宜化集团相继通过了质量(ISO9001)、环境(ISO14001)、职业健康安全(OHSAS18001)三体系认证,并拥有一个驰名商标、四个中国名牌、六个国家免检产品:“宜化牌”商标为中国驰名商标;主导产品“宜化”牌尿素、“楚星”牌磷酸一铵、“红双环”牌纯碱、“红双圈”牌氯化铵成功荣登“中国名牌”榜;“宜化”牌NPK、“宜化”牌尿素、“宜化”牌烧碱、“楚星”牌磷酸一铵、“资江”牌尿素、“资江”牌复合肥均为国家免检产品。
二、 负载工况
湖北宜化自备热厂1# 锅炉引风机,采用手动风门调节,原设计裕量大,加上随着锅炉负荷变化而经常处于一种低效率状态。
【设备型号】:SH-HVF II型 6KV/1000KW
【数量】:1台
【投运时间】:2007年9月6日
三、 变频改造过程
在双方共同努力协作下,于2007年9月1日至9月4日完成1#锅炉引风机的变频器安装调试任务,并经过72小时试运行,设备工作状况良好,于2007年9月6日通过验收。
四、 使用变频器的效益分析
1、节能效益
根据引风机变频改造后用户提供的《湖北宜化热电锅炉引风机变频节能实时记录报告》所列数据,对其引风机变频改造后的节能率进行分析计算。
关于引风机变频改造前和改造后的用电量记录如下表所示,该表数据摘自《湖北宜化热电锅炉引风机变频节能实时记录报告》。
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时间
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定子电流(A)
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电度(KWh)
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备注
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变频改造前
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2007-7-15 15:57
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70.8
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574.31
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8/1 1:15至8/2 6:05为停机时间
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2007-7-26 14:57
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70
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668.56
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2007-8-5 15:07
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70
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751.94
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变频改造后
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2007-9-5 9:20
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22
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1013.28
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2007-9-10 9:15
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55
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1043.06
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2007-9-17 15:43
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46
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1090.6
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2007-9-24 11:10
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50
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1130.37
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引风机变频改造前的电机定子电流基本没有大的变化,在约为70A左右,而改造后的定子电流降低明显,并且变化范围较大,说明变频改造后的节能效果是明显的。
根据上表所提供的数据进行分析计算。
在变频改造前,从2007-7-15 15:57至2007-8-5 15:07,扣除机组停机时间,引风机运行小时数为474.3小时。总用电量为177.63KWh。单位小时用电量为177.63/474.3=0.375KWh/h。也就是说引风机在变频改造前的平均功率为P 前=0.375KW。
在变频改造后,从2007-9-5 9:20至2007-9-24 11:10,机组连续运行,引风机运行小时数为457.8小时。总用电量为 117.09KWh。单位小时用电量为117.09/457.8=0.256KWh/h。也就是说引风机在变频改造后的平均功率为P后=0.256KW。
由上述计算所得数据,可得出引风机变频改造后的节能效率是:
η=(P前-P后)/ P前=(0.375-0.256)/0.375=28.6%
2、减少电机启动时的电流冲击
电机直接启动时的最大启动电流为额定电流的5~7倍;星角启动为4~5倍;电机软启动器也要达到2.5倍。而采用变频器起动时基本没有冲击,电流从零开始,仅是随着转速增加而上升,不管怎样都不会超过额定电流。因此引风机变频运行解决了电机启动时的大电流冲击问题,消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力,大大降低了日常的维护保养费用。
3、延长设备寿命
使用变频器可使电机转速变化沿引风机的加减速特性曲线变化,没有应力负载作用于轴承上,延长了轴承的寿命。同时有关数据说明,机械寿命与转速的倒数成正比,降低引风机转速可成倍地提高引风机寿命,引风机使用费用自然也就降低了。
4、降低噪音
引风机改用变频器后,降低风机转速运行的同时,噪音也将大幅度地降低,当转速降低5 0% 时,噪音可减少十几个d B。同时消除了停车和启动时的打滑和尖啸声,变化相当可观。
五、结论
此次引风机经过变频改造后,不但大幅度地节约了电能,而且实现了对电机的软启动,减少了对电机、风机、高压开关等设备的启动冲击,延长了设备使用寿命,降低了维护费用。同时高压变频器高精度、宽范围的无级调速功能,满足了运行调节的需要,提高了运行管理的自动化水平,改善了生产环境 。