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1、企業(yè)介紹
西南某有色冶煉有限公司創(chuàng)建于1995年初，是一家擁有6.5億資產(chǎn)、2300多名員工的大型企業(yè)，屬全國民營企業(yè)500強之一。其主要生產(chǎn)鉛錠、銻錠及副產(chǎn)白銀、硫酸、次氧化鋅等產(chǎn)品，現(xiàn)為西南最大的民營鉛銻冶煉企業(yè)，該公司首家擁有鉛及鉛銻精礦冶煉燒結尾氣制酸技術和國內(nèi)先進的鋅冶煉生產(chǎn)線，并具有12萬噸硫酸生產(chǎn)線。

2、廠家工藝流程及現(xiàn)狀

120萬噸硫酸生產(chǎn)線的結尾氣制硫酸系統(tǒng)（生產(chǎn)上稱“二系統(tǒng)”）的SO2風機采用710kW/10kV電動機拖動的羅茨鼓風機，其工藝應用示意圖所示:

SO2風機采用的羅茨風機屬于回轉(zhuǎn)容積式鼓風機，它的鼓風量與風機轉(zhuǎn)速成正比，基本不受出風口阻力變化的影響，這種硬風特性決定了不允許通過關閉出風口或進風口的辦法來調(diào)節(jié)風量，而且經(jīng)過采取優(yōu)化以上主要工藝環(huán)節(jié)措施以后,大量過剩風量調(diào)節(jié)只能采用旁路，造成風機能量的大量損耗，而且由于磨損而腐蝕問題突出，旁通閥門需要經(jīng)常維修。
該生產(chǎn)線自投運以來，發(fā)現(xiàn)該二系統(tǒng)SO2風機的問題較大：首先是風機出口的管道振動大、噪聲大，雖說經(jīng)過幾次的技改已有所改善；另外，就目前風機送風量能力遠超生產(chǎn)能力，為保生產(chǎn)只能把多余的通過回流管道接到風機進口去；其次是因出口的煙氣要比入口高出一倍以上，如此循環(huán)將造成進口煙氣溫度偏高不下不利設備運行，因為羅茨風機的氣體溫度不能超過85℃，否則轉(zhuǎn)子會因受熱臌脹而卡住。而在“二系統(tǒng)”冶煉燒結尾氣SO2溫度在夏季氣溫高時可達40～50℃，經(jīng)過SO2羅茨風機后溫度升高，若采用旁路回流，導致羅茨風機入口溫度升高，進一步升高出口溫度，形成SO2溫度的正循環(huán)，夏季氣溫高時出口SO2可達90℃以上，可能導致風機過熱變形損壞。；為此在管道上加煙氣冷卻器，但又因煙氣的腐蝕短短生產(chǎn)不到四個月就都損壞了。

3、改造方案

改造前：原系統(tǒng)10KV高壓開關柜到水阻柜，水阻柜到電機，電機與風機相連。
改造后：在系統(tǒng)上做少許改動， 相當于在水阻柜旁并聯(lián)接入變頻器。改造方案原理接線圖如下圖所示。
變頻器配備了自動旁路柜，通過J1、J2的閉合和對水阻柜的控制，可自動在變頻狀態(tài)和工頻狀態(tài)之間切換。變頻狀態(tài)下,水阻柜KM1、KM2、KM3均斷開，J1、J2閉合，變頻器控制電機；工頻狀態(tài)下，J1、J2閉合，現(xiàn)通過水阻柜啟動電機，在切換至工頻。這樣既保證了變頻器正常運行，也可以在變頻器故障停機后自動切換至水阻啟動電機、工頻運行。


4、節(jié)能效果

在今年7月初，智光公司生產(chǎn)的ZINVERT-A6H900/10Y系統(tǒng)到達現(xiàn)場，對二系統(tǒng)的SO2羅茨風機進行了改造。由于該廠的每臺高壓變頻器在出廠前均經(jīng)過實際風機負載的整機出廠檢驗和調(diào)試，在現(xiàn)場的調(diào)試又可以在沒有高壓輸入的情況下調(diào)試，因此在經(jīng)過約兩周的施工和安裝后，上電試驗和試運行進行順利，一次投運成功，高壓變頻器一直持續(xù)穩(wěn)定運行。



根據(jù)生產(chǎn)情況，風機運行30HZ左右就能滿足了生產(chǎn)工藝要求；運行轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的60%左右。該項目的最大意義是解決工藝上風機運行溫度問題，上表列出的改造后羅茨風機的進風口、出風口溫度下降明顯6～8℃，風機油溫與軸溫下降7～14℃。
另外變頻改造后節(jié)能下過顯著，與原有的工頻驅(qū)動方式相比，風機效率穩(wěn)定在理想的范圍內(nèi)，電動機能耗大大降低，節(jié)約電量可達30％。特別是機組低負荷運行時，效果更顯著。以下為節(jié)能效果估算：
節(jié)能估算條件：是在同一時間段內(nèi)進行比較，相同生產(chǎn)條件需求下，工頻和變頻運行比較節(jié)能估算。首先7月份是正常生產(chǎn)時期，7月7日開始投入變頻至今。從此月1日至6日未投變頻時耗電能有功功率平均在649KW，而7日投入變頻運行后8日至14日時耗電能有功功率平均在470KW。以上數(shù)據(jù)不難看出投入變頻后確實起到節(jié)能。另外，無功功率也從原來的平均554KVar降到平均為135KVar左右，大大改善了系統(tǒng)的無功補償。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算，以0.5元/kWH的電費，按以下計算公式計算，年節(jié)電效益:年節(jié)電效益＝（工頻時平均功率-變頻時平均功率）×天運行小時數(shù)×年運行天數(shù)×電費單價；結果如下：
（649kW-470kW）×24小時/天×300天/年×0.5元/kWH=64.44（萬元/年）。
本次羅茨風機配套用ZINVERT型智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)改造成功后，由于實現(xiàn)了頻率的遠方調(diào)節(jié)和狀態(tài)監(jiān)控，產(chǎn)品運行可靠、穩(wěn)定，大大地改善了工藝，該公司再次采購一套ZINVERT型智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)用于560kW風機配套電動機的變頻技術改造。


5、其他效益

● 由于采用變頻控制，可對風量進行精確控制，而且與閥門控制相比更直觀、方便調(diào)節(jié)風機風量來滿足生產(chǎn)需要；
● 由于采用了變頻技術，電機實現(xiàn)軟啟動，不存在啟動電流沖擊；減少了風機出口壓力瞬間提高對風機的沖擊，從而延長了風機和其他設備的使用壽命；
● 由于風機轉(zhuǎn)速降為原來的60％，大大減少了風機管道振動頻率和噪聲，延長風機、電機軸承的機械壽命；
● 由于旁通閥門幾乎不操作，減少了風道的振動與磨損腐蝕，提高了機械壽命，SO2 溫度降低后對風道和管路閥門的腐蝕作用減小。