莱钢400 m2烧结机主抽风机节能改造

谢登高，周忠源，贺方亮

（莱钢集团银山型钢有限公司炼铁厂，山东莱芜 271104）

经验交流

莱钢400 m2烧结机主抽风机节能改造

谢登高，周忠源，贺方亮

（莱钢集团银山型钢有限公司炼铁厂，山东莱芜 271104）

莱钢型钢炼铁厂400 m2烧结系统的主抽风机自2009年投产以来，耗能较大，通过两次变频改造，实现主抽风机电机运行频率调节范围为40～50 Hz。2016年为进一步降低能耗，对主抽风机液压系统轴头泵进行分离改造，使变频器频率调整幅度达到36～50 Hz，日平均减少电耗36 154 kW·h。

烧结机；主抽风机；变频改造；油泵

1 前言

主抽风机是烧结生产的最大耗能设备，同时是烧结工艺操作重点控制设备，其有效运行对烧结矿的产质量有直接影响。400 m2烧结机主抽风机电机节能技改项目是莱钢型钢炼铁厂重点节能改造项目，根据计划，烧结主抽风机变频改造分两期进行，分别于2015年3月、2016年3月实施完成。风机电机变频改造后，运行频率为40～50 Hz。2016年4月份，又对主抽风机供油系统轴头泵进行分离改造，使变频器频率运行在36～50 Hz区间，进一步降低了电耗。

2 风机节能现状及问题分析

莱钢400 m2烧结机风机主要性能参数：双吸入离心式鼓风机，布置方式为双吸入，控制方式使用进口调节阀，入口流量24 000 m3/min，入口温度120℃，抽风负压17 500 Pa，风机转速1 000 r/min。电机主要指标型号AMS 800 LF，电压10 kV，频率50 Hz，功率8 700 kW。

主抽风机两台电机用电量占烧结工序用电量的47.06%（2016年3月计算数据）。主抽风机、电机为国外某公司生产，为保证生产安全，设计冗余量较大，正常生产时需要靠调节风门开度方法调整风量，风门开度在25%～80%，该方法增加了风阻使风机运行偏离性能曲线的高效率点，造成风机效率降低。同时，电机启动时产生的机械冲击及电冲击使电机使用寿命减短，维护费用增加。风机变频调速技术作为成熟技术，在节约风机能耗方面及增加电机使用寿命方面有重要作用，因此对主抽风机实施变频改造。

2015年3月、2016年3月实施完成两台主抽风机电机变频节能改造。主抽风机电机改造的变频器采用新型高压大功率电力电子器件构成的直接“高-高”式变频器，即高压输入高压输出，冷却方式为空-水冷却。风机电机变频工作过程：变频首先发出励磁柜启动信号，变频器根据励磁柜的反馈状态来启动变频器，变频器依运行频率实时输出0～20 mA的模拟量信号调节励磁电流以达到同步电机实时运行同步，此时高压变频器输出0～50 Hz，实现高压变频器驱动同步电机，以达到调节风量的目的。通过主抽风机电机变频改造前后数据对比，两台主抽风机实施变频改造后，电机能耗明显降低，变频改造前两台主抽风机吨矿平均单耗由19.53 kW·h降低到14.79 kW·h，日平均电耗降低55 440 kW·h。

烧结机两台主抽风机变频改造后，运行频率调节范围40～50 Hz，最低运行频率40 Hz。实际运行中风机风量依然充裕，主抽风机风门开度时常在50%左右，依然存在靠风门调节风量造成能源浪费的问题，还有较大能耗降低空间。原设计主抽风机轴瓦润滑系统两台油泵，1台是油箱上的辅助油泵，负责提供风机启动过程润滑油压，风机转速达到900 r/min时辅助油泵停转。第2台是与风机同轴连接的轴头泵，负责为风机正常运行提供油压，为主泵。主泵输出油压受风机转速影响，即运行频率降低时油压跟随降低。设计要求润滑油泵出口油压≥0.12 MPa。经过验证，变频器设置频率高于40 Hz时，主泵提供的油压在规定的0.12 MPa以上运行。运行频率低于40 Hz时，即风机转速低于800 r/min会导致轴头泵油压低于设定值，轴瓦供油压力不足，导致风机电机频率无法降低。自控系统检测到油泵供油压力＜0.12 MPa，自动启动油站辅助油泵，辅助油泵作为主泵工作，而辅助油泵无备用泵，风机运行风险不可控，易造成风机轴瓦

及轴损坏，造成重大经济损失。为使主抽风机运行频率进一步降低，需要对风机供油系统进行改造，消除供油压力不足的风险。

3 改造实施方案

为了使主抽风机变频改造取得更好的节电效果，又能确保风机轴瓦供油油压稳定，需要对风机供油系统进行改进。

1）将主抽风机转子自带主油泵拆离风机转子，不再利用风机转子作为油泵的动力，这样风机转速可通过变频调节进一步降低。

2）为拆除的轴头泵重新配备动力。根据辅助油泵及轴头泵运行数据来看，需配备转速不低于800 r/min、功率为5.5 kW的电机。查找设计手册，选用1台型号为Y132M2-6的电机，电机转速960 r/min，功率5.5 kW，参数能够满足轴头油泵工作要求。

3）为电机单独配备1套操作开关引入自动化控制系统，实现轴头泵与辅助泵联锁。

4）启动风机时就可直接先运行主油泵，油压正常后即可启动风机。其他程序不改变，主油泵出现故障后依然可自动切换至辅助油泵，实现油泵互备，确保风机轴瓦供油油压正常，保证风机的正常运行。

4 效果分析

通过对主抽风机变频改造，风机能耗持续降低，风机运行稳定，风机及电机的振动、温度等参数下降，风机运行环境显著改善。同时进一步降低电机运行频率相比风门调节风量减少了风门部位压力损失，减轻风门磨损变形，延长风门寿命。改造后主油泵不受风机转速影响，风机调频范围扩大到36～50 Hz，保持风门全开，进一步提升了节能空间，节电效果显著。同时风机运行可靠性提高，故障率降低。风机供油系统改造后，主抽风机达到单耗12.47（kW·h）/t，吨矿电耗在变频改造的基础上降低3.06 kW·h，日平均减少电耗36 154 kW·h。

TF321

B

1004-4620（2017）01-0078-01

2016-11-24

谢登高，男，1975年生，1996年毕业于山东省冶金工业学校冶金机械专业。现为莱钢集团银山型钢有限公司型钢炼铁厂工程师，从事设备管理工作。