一、改造对象及工况概述：
        改造对象：新型干法线2000KW高压循环风机
1、现场调查工况：
循环风机

2、存在的问题及其分析：
       高温风机和循环风机设备运行存在的主要问题如下：
       1）风机负载的调节方式采用液力耦合器或风门节流直接调节：通过风门调节是最原始的调节方法，仅仅是改变通道的流通阻力，其开合度大小不与流量成比例，从而驱动源的输出功率并没有改变，浪费了大量电能；
 液耦调速范围有限、效率低、可靠性差，尽管比风门调节节约电能，但通过合理的解决方案仍有很大的节能潜力可挖。综上所述，由于韶峰水泥集团的风机风门和液耦开度经常控制在4０％－７０％左右，且液耦和风门调节人工操作控制精度差、无法实现自动化控制，容易误操作，且设备使用效率不高，不能充分满足工艺要求。大量的能量消耗在风门或传动轴上，节能降耗潜力很大。
      2）水泥生产过程中，由于窑况和工艺的变化，就需要经常通过调节高温风机和循环风机的需求的风量来满足生产需要。风机的转速可以随工艺过程的需要而变化，以2500t/D的水泥生产线为例,进料多时，需要风机全负荷运转，其余时间为装料、扒渣、取样等辅助时间，风机只需低速运转即可满足要求，风机在低速段，根本不需要以额定的转速运行。工况变化范围很大，节能潜力巨大。具体工艺运行工况周期如下：
 结合韶峰水泥实际的工况，由于设备本身设计裕量和负载变化两个方面的因素使得设备出现了“大马拉小车”的情况，从而使得系统的运行效率低，产生了大量的无功功率，造成了极大的电能浪费；电能的不合理损耗使系统的温度升高，无形中缩短了系统的使用寿命和年限，增加了设备的维护和维修成本。

      3） 由于大功率电机的起停和非线性负载的使用，供电线路中电压、电流各次谐波含量大；电力污染较严重；电压、电流波形失真；设备及短网损耗大、输送效率降低。由于电力系统的电力品质原因（瞬变、浪涌、谐波等的广泛存在），易造成输电线路及电机等设备温升增高，噪音增大，损耗增加，设备故障率上升，严重时可引起开关保护跳闸和其它停车事故，增加企业生产成本，造成设备维修成本升高、生产不稳定等危害。我们通过采用高压变频调速系统，在本身不产生谐波的基础上反而可以吸收掉原电网中的部分电力污染，在节能的同时提升用电质量和保证设备的安全性。

二、节能改造设计思路：
       结合国家节能行业发展规划以及贵司提出的节能技改要求，我方提出以下节能改造的整体解决方案：第一阶段，通过目前国内优越的节能技术和拆除液耦深挖节能潜力以提高负荷侧设备运行效率；第二阶段，通过消除谐波、浪涌等电力污染以优化输送电电网供电质量；第三阶段：通过智能化管理系统和手段，对电能使用情况进行区域或远程在线监测和控制，对设备实施精准控制，实施智能化管理节能。（见图示）

此方案仅涉及第一阶段改造建议，下一阶段方案将逐次提交。

三、高压电机主要节能技术介绍：
       （一）变频调速技术是目前国内最主要、最优越的节能技术 
        在九十年代后期，随着电力电子技术、微电子技术、光电子技术的不断发展和矢量控制技术的不断完善，其中各种拓扑结构的高压变频调速系统相继在应用市场上出现，尤其在最近几年，在技术和应用领域上得到不断的进步和拓展，其中，多重化完美无谐波矢量控制高压变频调速系统以其功率因数高、无谐波（输入谐波小，对供电电网无污染；输出谐波小，电机附加发热和转矩脉动小）可靠性高而受到越来越多的用户欢迎，这种主要用于交流电动机的 新型电力传动调速技术，高压变频调速系统调速----由于应用了先进的电力电子技术、计算机控制技术、现代通信技术和高压电气、电机拖动等综合性领域的学科技术，因此具有其它调速方式无法比拟的优点, 其技术和性能胜过其它任何一种调速方式（目前，大功率高压异步电动机的主要调速方式有以下几种：串级调速、液力偶合器调速、斩波内馈调速 等）。
 风机、水泵等采用变频调速是我国节能的一项重点推广技术，《中华人民共和国节约能源法》第39条已将变频调速列入通用节能技术加以推广；

       （二） 高压变频调速系统产品控制示意图：

      （三） HARSVERT-A高压变频调速系统的适用范围：
适用领域：火力发电、冶金、石油、化工、市政供水、污水处理、水泥制造、造纸、制药等行业。
适用工况：风机、泵类负载有广泛应用空间。

     （四） 高压变频调速系统节能原理
      采用变频调速时（以平方转矩负载风机为例），可以按需要升降电机转速，改变风机的性能曲线，使风机的额定参数满足工艺要求，根据流体力学定律，变速前后风量、风压、功率与转速之间关系为：
 Q1/Q2=n1/n2
 H1/H2=（n1/n2）2
 P1/P2=（n1/n2）3
 即流量与转速成正比；压力与转速成平方比；功率与转速成立方比。
 Q1 、H1、P1—设备在n1转速时的风量、风压、功率；
 Q2、H2、P2—设备在n2转速时相似工况条件下的风量、风压、功率。
 如图示为离心风机的风压H-风量Q曲线特性图：
 
n1-代表风机在额定转速运行时的特性；
n2-代表风机降速运行在n2转速时的特性；
R1-代表风机管路阻力最小时的阻力特性；
 R2-代表风机管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。
         风机在管路特性曲R1工作时，工况点为A，其流量压力分别为Q1、H1，此时风机所需的功率正比于H1与Q1的乘积，即正比于AH1OQ1的面积。由于工艺要求需减小风量到Q2，实际上通过增加管网管阻，使风机的工作点移到R2上的B点，风压增大到H2，这时风机所需的功率正比H2Q2的面积，即近比广BH2OQ2的面积。显然风机所需的功率增大了。这种调节方式控制虽然简单、但功率消耗大，不利于节能。 
        若采用变频调速，风机转速由n1下降到n2，这时工作点由A点移到C点，流量仍是Q2，压力由H1降到H3，这时变频调速后风机所需的功率正比于H3与Q2的乘积，即正比于CH3OQ2的面积，由图可见功率的减少是明显的。
 
       假如 ：转速降低一半，即：n2/n1=1/2，则P2/P1=1/8，可见降低转速能大大降低轴功率达到节能的目的。当风机所需的流量为额定值的80%时（转速下降20%），通过高压变频调速系统控制其的转速也较额定值下降到80%，所需的功率为额定值的80%的立方，即51.2%。节电率为48.8%。

四、高压变频系统产品的选型与简介
（一）选型要求 
        高压大功率变频调速系统具有技术含量高、开发难度大、研发费用高的特点，它应用在生产的重要部位，一旦出现质量事故，将会给用户带来比节能还要昂贵的损失，甚至严重的后果。使得用户对产品的品质和可靠性要求相当严格。 金百大公司从企业的长远利益着想，为了保证产品品质，对用户高度负责，故采用高科技节能改造产品----HARSVERT-A06系列高压变频系统，对高压电机进行改造。在保证用户用电安全和不影响用户用电水平的前提下，提升电能使用效率，优化电力品质，从而达到节约电费成本，保护用电设备的目的。该系统应用在国内各个行业多种复杂工况，截止目前已经有1200多套的运行案例，遥遥领先于同业。
        HARSVERT-A系列高压变频调速系统与传统变频器的区别：
        传统变频器仅仅有变频调速单元； HARSVERT-A高压变频技术，不仅仅有“变频调速单元”，其单元构成还包括“电力品质优化”和“智能控制”单元，是在传统变频调速系统的基础上二次开发的系统性产品。实现了从“负荷侧设备的使用效率、电力分配与电力品质的效率、人与组织管理的效率”三个层面进行节能改造，全面系统的提升效率。避免了单一使用变频器导致的局部节能，而全局耗能的情况。（如下）

     （二）产品重点专有技术简介
 HARSVERT-A变频调速系统针对电力、冶金、钢铁及给排水等行业的不同工况，产品进行相应地改进和完善，主要体现在以下一些方面：
1、对电网波动的适应能力的改进
2、多种和多路控制电源供电 
3、合理设定变频调速系统的故障保护功能
4、针对特殊工况进行特殊设计
5、接口方式灵活，满足现场多变的接口需要
6、针对工艺要求进行的改进
7、增添了许多附加功能
8、旋转中再启动
9、来电自启动功能
10、单模块旁路技术
11、采用DSP无速度传感器矢量控制技术-----让控制更精准
 
     五、项目相关产品与设备的供货范围
 1、设备供货清单

 2、备品配件清单

 3、专用工具供应清单

       六、 施工安装与技术服务
         （一）施工安装
                    设备外形尺寸及柜体安装

          6kV系列高压变频调速系统的总体外形尺寸（含旁路柜）及基础图详见上图：尺寸大小(长×高×深)：5200（功率不同长度稍有区别）×2634×1200（mm）
           注：设备尺寸如有变动，恕不另行通知，具体尺寸以技术协议为准。

         变频调速系统设备安装时，考虑通风散热及操作空间的需要，整套装置背面离墙距离不得小于1000mm，装置顶部与屋顶空间距离不得小于1000mm，装置正面离墙距离不得小于1500mm。
 所有柜体应牢固安装于基座之上，并和厂房大地可靠连接。变压器屏蔽层及接地端子PE也应接至厂房大地。各柜体之间应相互连接成为一个整体。
 安装过程中,要防止变频调速系统受到撞击和震动,所有柜体不得倒置,倾斜角度不得超过30。。
        2、电气安装
         （二）技术服务
        1、 现场服务计划表

         2、 安装、调试重要工序

         3、培训

 培训时间：变频调速系统完成连续72小时负载运行后，可安排三天。变频调速系统安装调试期间，买方（用户方）技术人员可以跟随学习。
 培训方式：现场授课＋实地讲解＋操作演示＋厂方人员实际操作。
 培训老师：服务商与制造商工程师。
 参加人员：厂方技术人员、操作人员、运行值班人员及其他用户方安排的人员。
 培训内容：
       投资服务公司与制造公司介绍
       变频调速原理
       风机水泵调速节能原理
       HARSVERT-A系列变频调速系统原理
       变频调速系统的装置实物介绍
       变频调速系统的操作培训
       变频调速系统使用注意事项
       变频调速系统常见故障处理、变频调速系统的日常维护

      七、液力耦合器的拆除：
       在实施高压电机节能的同时，我们还为用户利益最大化考虑，能够为客户拆除高压电机原有的落后的连接调速设备——液耦提供完整科学的解决方案，像前文所指出的，液力耦合器属于低效率的调速设备，且存在调速范围有限、效率低、可靠性差、控制精度差、无法实现自动化控制，容易误操作，不能充分满足工艺要求等缺憾。常规的实施方案如下：
        （一）数据采集
        （二）现场测量，确定施工条件：
        （三）拆除液力耦合器：
        （四）安装MP联轴器：
                     附注：参考图纸

                    图一：双型弹性MP联轴器

                      图二：液耦拆除前

                         图三：液耦拆除后（MP联轴器安装完毕）
       需要说明的是：由于我国国情的局限，大多数用户在建设当初都没有考虑到将来在这个方面改造和建设，原来采购的供应商已经几经改革，有的倒闭有的兼并，因此有很多辅助设施当初建设的数据和图纸已经遗失或不准确，在这样的情况下，我们发挥我们集成性高，覆盖面广的优势，在不影响用户生产和安全的情况下，将辅助建设完成，让故障点成为了增效点。
 通过节能改造且拆除液耦后，在大量节约能源的前提下，亦可实现设备控制大范围调速，运行效率大大提高、可靠性增强、可实现全智能自动化控制、不易误操作，从而充分满足工艺要求。
    

      八、投资与效益分析
       效益分析
 1、直接效益
        结合第二部分韶峰水泥公司所提供的数据，由于设备实际运行风量、风压等数据的缺失，仅根据风门和液耦开度计算节电率，结合大量对高压电机实施变频节能改造的实践经验，预计可得到15%-25%左右的电费节约。若年运行时间为8000小时，电价0.47元/KWh的情况下,以1400KW的高温风机为例，若节能率为15%，粗略计算，年节约电费为468887元。
       项目可期待效益15年以上。
 
 2、间接效益
   1）改善了工艺
   2）降低了工作强度
   3）系统将实现电机软启动
   4）消除了风门和阀门损失
   5）减少设备的故障率
   6）延长设备的使用寿命
   7）降低设备的维修成本和降低厂房设备噪声污染
   8）消除谐波，优化电能质量