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硫酸装置炉底风机节能改造
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摘要：0 前言 广东湛化集团有限公司硫酸厂三十万吨硫酸装置只有1 台炉底风机，装机容量为630kW，因此，提高风机的运行效率，保证设备连续稳定运行，降低风机的电耗对降低硫酸厂用电具有
0 前言
广东湛化集团有限公司硫酸厂三十万吨硫酸装置只有1 台炉底风机，装机容量为630kW，因此，提高风机的运行效率，保证设备连续稳定运行，降低风机的电耗对降低硫酸厂用电具有举足轻重的意义。本文阐述选择配置高压变频器调节炉底风机，以达到节能的目的。
1 现场概况
湛化集团硫酸厂三十万吨硫酸装置炉底风机采用工频直接启动方式，采用阀门开度来调节风量、风压。现行工况主要存在如下的缺点：
1）采用阀门调节，虽然能满足生产需要风量，但是增加了管网阻力，浪费了电能；
一、风机铭牌参数二、电机铭牌参数型号 /1.0278 型号 Y400-2-630KW/6KV类型（离心/轴流） * 额定功率（kW） 630* 轴 功 率（kW） 523.8 * 额定电压（kV） 6* 额定风量（m3/ min） 1045 * 额定电流（A） 70* 额定风压（kPa 绝对） 123.8 * 功率因数 0.85* 额定转速（rpm） 2980 * 额定转速（rpm） 2977效 率（%） 额定频率（Hz） 50实测风机平均功率（kW） 380
2）阀门开度越小，风机效率越低，风机工作在低效区；
3）阀门响应慢，自动化控制适应能力差；
4）电机直接起动存在电网与机械冲击弊端。
为改善硫酸装置控制工艺水平和生产工况条件，降低设备能耗、实现节能减排，需要采取控制特性好、节能高效的控制方式、提高系统自动化控制能力，因而通过采用高压变频调速技术改造解决上述问题，使负载功耗能够根据生产工况变化实现跟踪调节，合理的控制设备负载的运行状态、降低电耗。
2 改造技术方案
2.1 变频器选型
炉底风机参数：
根据风机电动机参数及技术特点，采用630kW 高压变频器，二次控制回路，配置用用于远程DCS 控制（或机旁操作箱）用的相关数字量与模拟量，将相关的控制端子引入到控制室，满足远方中控室操作控制的要求。频器安装于风机旁空房，考虑现场环境，采用空调密闭冷却。
2.2 节能计算
硫酸生产普遍采用了离心风机，配置的风机是按最大负荷情况下所需最大流量来设计的，并考虑在事故状态下的压力、流量裕度（即加上相应的保险系数）。风机的流量裕度为5%左右，压力裕度是10%左右，而实际设计中，流量和压力的裕度达20～30%是比较常见的。湛化集团硫酸厂三十万吨硫酸装置的选型风机的配套电机功率较大，炉底风机实际运行的平均功率约380kW，存在大马拉小车现象，工频状态下，通过调节阀门控制风量，生产过程中最大也只达到额定负荷的60%。设备运行的自动化程度也较低，靠人工调节，由于生产工况、产量的变化，系统所需求的流量也随之变化，风机采用调节进、出口阀门的开度来实现，而该方法是以增加阻力、牺牲风机的效率来达到要求的，损耗严重。采用变频器可降低操作的劳动强度。
依据节能计算经验，可估算阀门调节的风机变频状态下的耗电量：炉前风机现场生产情况可知当阀门开度略大于40%，风量约为风门全开时的71%，消耗功率约为入口阀门全开时轴功率的85%。变频器功率因数取0.96 作为计算依据。可得出变频改造后的运行功率250kW=630×0.713/0.85/0.96=250kW）。
3 投资估算
预计投资38 万元。
投资估算表序号 费用项目1金额（万元）高压变频器室基建费4 2 高压变频器及附属高压控制柜设备采购安装费 28 3 高压电缆及其附件采购安装费4空调机5 2建设投资总计38 4
4 经济效益和社会效益
4.1 经济效益
炉前风机额定功率为630kW，实际平均运行功率约为380kW；采用高压变频器进行变频节能调速控制后，平均功率约为250kW，可节约380-250=130kW，节电率为35%。每年按照8000 小时生产计算，每年可节约用电约104 万度，年节约电费约65.5 万元（电费按平均0.63 元/kWh 计），投资38 万元，7 个月即可收回投资成本。
4.2 社会效益
本项改造的投用，可大幅降低电能损耗，减少碳的排放，有利于节能环保；可降低设备运行时的振动和噪声，改善作业环境；运行的稳定，促进了设备的本质安全，减少系统停机的风险，确保单机时发电电压在安全范围，有利于安全生产。同时，大大降低操作劳动强度，提高工艺调节水平和生产效率，因此，本项目具有显著的社会效益。
改造项目完成后，可有效降低硫酸生产电耗和相关设备故障率，炉前风机实现软启动、连续平稳调速，保证生产的安全性与稳定性，改善作业环境和劳动环境。
文章来源：《能源与节能》 网址: http://www.nyyjnzz.cn/qikandaodu/2021/0524/1562.html
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