2009年5月建成投產的4500t/d生產線生料粉磨工段SL6-2×39№30.5F循環風機運行兩年多來，液阻調速柜故障較頻繁，維護工作量大而且單機電耗與國內同行業的先進水平相比有一定差距，后來公司通過多方的論證，決定將其由液阻調速改為變頻調速，項目納入公司十二五節能規劃中，并為了減輕企業的資金壓力采用節能效益分享的合同能源管理模式對本項目進行節能技術改造。

1、改造原因

該風機配用電動機型號為YRKK900-6、額定電壓為10.5kV、定子額定電流237A、額定功率為3350kW、額定轉速為993r/min，電動機采用液體電阻降壓啟動兼調速的控制方式。籌建時為減少設備投入成本，該風機的啟動液阻調速柜采用集團內部兄弟廠的閑置設備，而且該設備閑置的原因是水箱容量、循環冷卻系統等配置均偏小，不能滿足兄弟廠的生產要求，而調至本公司使用。據統計，使用后，當風門在100%時，轉速控制在752~765r/min，常因液阻溫度高而報警，只能增加循環冷卻水流量及外排部分冷卻水；當環境溫度較高時，水箱溫升更快，為滿足生產的要求，確保水箱的安全，風機只能全速運行，完全依靠調節風機風門控制風量，增大了能源的損耗。針對以上問題，對液阻柜的循環冷卻系統進行了技改，尤其是為了解決水箱的散熱問題，設備管理部門于2010年11月初再增加一臺22平方米

板式散熱器后，基本上解決了水箱的散熱問題，能實現調速控制，但該液阻柜的維修工作量仍然比較大，而且循環風機的單機電耗與同行業的先進水平相比仍有一定的差距，經現場測算，實施變頻改造后，節電率能達16%以上。

2、改造方案

本著盡量不影響生產，且投資費用少、風險小的原則，公司技術部門在設備的選型及投資費用方面制定出如下的改造方案：

1）設備選型方面。通過市場調查了解，目前繞線式三相異步電動機的變頻調速有轉子側變頻和定子側變頻兩種方式。經過相關技術人員論證，認為目前定子側大功率變頻技術國內發展比較成熟而且成功應用案例不少，且該方案可把電動機碳刷拆下，轉子引出線用銅排短接，可節省對滑環的維護費用及碳刷的消耗，因此決定選用定子側變頻器。

2）在原電氣室旁建一個高壓變頻器室，把相關設備及線路安裝完成后，再停機停電轉接；另外保留原有的液阻柜及高壓電容補償柜，以測試“能耗基準”，并在變頻器萬一出現故障時應急使用。

3）費用投資及合作方面。由于目前與3350kW電動機配套的高壓變頻器的造價仍然比較高，從幾個廠家報價來看，價格在105～120萬元之間，因此為減輕企業的資金壓力選用節能效益分享的合同能源管理模式比較可行。通過招標形式，最后決定與北京利德華福節能投資有限公司合作進行本項目的節能改造，在相同的工況下分別測出變頻調速運行和液阻調速運行時單位時間的用電量，來計算節電率，而且效益分享期設為兩年，每年按6000h運行，不足的時間在分享期結束時順延。效益分享期內，北京利德華福節能投資有限公司按70%的比例分享本項目的節能效益。合同順利履行完畢之后，變頻器系統的所有權將無償歸我公司所有。

3、改造后的運行狀況

本項目于2012年6月30日安裝調試完畢并投入運行，變頻控制的優點得到了如下的體現：

1）由于改造前調節風量是通過調節液阻及風門擋板來實現，損耗較大，改用變頻調速后，正常運行風門可全開，減少了風門動作次數，而且還省去了原來液阻循環冷卻泵的電耗。

2）使循環風機實現高效、連續、穩定、經濟運行，對我公司的節能降耗工作起到了至關重要的作用。

3）設備的運行和維護費用大大降低，采用變頻調速后，省去了主電動機碳刷消耗及對電動機滑環維護的工作量。

4）采用變頻調速后，在啟動時沖擊小，這樣就避采用合同能源管理模式對風機實施節能改造免了對電動機本身造成的損害，可大大延長電動機的使用壽命。

5）采用變頻調速后可大大提高功率因數，而且原有的高壓電容柜退出運行作備用設備。

4、節能測試

考慮到循環風機的液阻調速柜技改前故障較多而且有相當部分時間風機全速運行，不能真實反映液阻正常運行的能耗情況，因此為了更好地確定“能耗基準”，測量與驗證此次技術改造的成效，并把測試獲得的數據作為效益分享的結算依據，制訂了如下測試方案：

1）測試方法

在相同的臺時產量、相同的出磨細度下，分別測試生料磨循環風機液阻調速和變頻調速狀態下單位時間用電量；從一種調速方式轉入另一種調速方式時，應進行停機停電，確保人身和設備的安全。

2）確保工況穩定和相同的措施

影響生料磨系統運行工況變化的因素較多，為保證兩種調速狀態的能耗測試在相對相同的工況下進行，在測試期間采取如下相應措施。

①物料方面：原材料方面，盡量選用品質相同的同一堆石灰石；生料出磨細度是生料磨效能決定性因素之一，在測試期間要求對出磨物料細度進行嚴格控制，保證出磨生料細度在控制范圍內。

②保證磨內壓差、選粉機轉速穩定相同的情況下，循環風量基本相同，即循環風機的負荷基本一致。因此在中控操作上要確保磨內壓差、選粉機轉速穩定一致。

③保證生料磨的產量穩定相同。在測試期間要求中控給定喂料量相同，保證配料秤計量穩定，減少實時喂料量波動。同時盡可能在中控操作上，確保回渣量及出料量穩定一致。回渣量和出料量作為產量穩定的參考數據，可通過回渣提升機和入庫提升機的電流反饋進行控制。

3）測試時間

鑒于影響原料磨系統運行工況變化的因素較多，

為保證測試數據準確、真實，每次測試時，兩種調速狀態下的正常運行累計時間不得小于24h。

4）注意事項

①在進行液阻調速測試前，應將相關設備（電容補償和液阻調速柜）恢復到正常狀態。

②確保數據準確、完整，臺時產量、累計產量、風機轉速、選粉機轉速和磨內壓差等數據采用DCS系統統計數據，電量計量選用智能抄表系統數據，而且為了方便比較，液阻調速和變頻調速運行時的電流和用電量等選用10.5kV工頻側同一計量表的數據。

③在測試期間，如遇設備故障和料堆換堆等特殊情況，應記錄清楚，測試數據可作為參考數據。

5、數據比較

雙方監督下于2012年10月28～31日進行了節能測試，測得數據記錄見表1。

表1 節能測試數據

由表1可知，節電率達17.31%，與技改前測算的節電率大于16%比較相近，達到了預期的效果。按雙方簽訂節能改造合同時確定的循環風機年平均運行6000h計算，年節電量=(2155-1782)×6000=2238000kWh，結算電價按0.63元/kWh計算，我公司年可減少140.99萬元電費支出，節能服務公司按效益的70%分享每年就能得到98.69萬元，約1.1年就能收回投資費用。同時，年實現節電223.8萬kWh，就相當于年節省標煤約275t，減少2123t的二氧化碳排放，社會效益也非常顯著。