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1、山西光华铸管有限公司30万t/a铸管生产设备变频节电技术改造项目资金申请报告目 录第一章 总 论11.1概述11.2项目提出的背景11.3项目的可行性21.4项目的必要性31.5编制依据及研究范围41.6项目单位基本情况51.7可行性研究结论6第二章 项目目标及效果分析72.1国家发展规划以及有关政策法规72.2生产现状及存在的其他问题72.3本项目拟实现的目标和预期的效果92.4清洁生产可持续发展角度阐述项目建设的必要性9第三章 工程技术方案103.1总体规划及项目平面布置103.2离心球墨铸管生产工艺103.3项目实施的意义133.4变频器的基本原理153.5改造后的综合性能及产生经济效益
2、21第四章 公用工程、土建工程及配套设施224.1公用工程224.2土建工程224.3配套设施22第五章 厂址条件和厂址位置245.1厂址选择及环境245.2 厂址选择25第六章 环境保护286.1设计依据286.2主要污染源与污染物286.3综合利用与治理方案28第七章 劳动保护与安全卫生307.1运行过程中职业危害因素分析307.2防治措施30第八章 消 防328.1设计依据328.2工程环境及火灾危险性328.3消防设施和措施32第九章 节 能349.1设计依据349.2设计原则369.3能源构成及能耗计算369.4项目节能措施38第十章 生产组织和劳动定员4110.1生产组织4110.
3、2工作制度4110.3劳动定员4110.4人员培训41第十一章 施工条件和进度计划4211.1施工条件4211.2进度计划42第十二章 投资估算与资金筹措4412.1投资估算依据4412.2工程总投资估算4412.3资金来源及资金筹措45第十三章 项目评价4613.1基础资料4613.2节能及环境效益评价4613.3社会效益评价4713.4项目年效益估算4713.5项目总成本费用估算4713.6财务盈利能力分析4813.7不确定性分析4813.8财务分析结果4913.9经济效果评价49第十四章 结论和建议5014.1项目主要风险及其防范措施5014.2结论和建议5058第一章 总 论1.1概述
4、1.1.1 项目名称山西光华铸管有限公司30万t/a铸管生产线变频节电技术改造项目1.1.2 承办单位情况承办单位：山西光华铸管有限公司单位法人：侯海刚项目建设地点：文水县东庄工业园区项目负责人：闫国清联系电话：0358-3098525/3019065（FAX）邮政编码：0321001.2项目提出的背景1、我国是个能源消耗大国，在不断推进的工业化和城市化进程中，造成我国能源总量丰富、人均拥有量较低的现状。能源问题愈来愈成为我国经济发展和社会进步的“瓶颈”。电能作为其中重要的二次能源，对于国民经济的发展至关重要，也是工业发展的原动力。但由于我国在改革开放后，作为电能消耗的主力军工业企业的迅速发展
5、，以及煤炭等资源的过度消耗等原因，造成我国用电过度紧张。缺乏对电力负荷特性分析和预测，忽视对电力市场需求侧管理的分析研究，是造成工业企业高消耗低产出一个主要因素之一。基于这种现状，我国于20世纪90年代初引入电力需求侧管理。为缓解我国电能消耗严重的紧张状况，国务院颁布了节约能源管理暂行条例和中国技术政策能源蓝皮书，要求把节约能源作为在国民经济调整时期挖潜、革新、改造的重点来抓，并提出了切实加强节能研究，开发和推广节能新技术、新工艺、新设备和新材料，加速节电技术改造，调整高耗能工业产品结构，降低能源工业自耗能比重等一系列技术政策。山西省是电力生产和消费大省，经济结构不够合理、经济增长质量效益不高
6、、经济增长方式粗放、资源和环境代价过大，高投入、高消耗、高排放、低效率的特征仍然比较明显，工业用电量占全省发电总量的80%以上，节能降耗的潜力很大。因此，加强电力需求侧管理，使工业用电达到节能降耗目的，需要对技术、设备进行全面升级。2、变频技术，就是通过技术手段，来改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的。变频技术随着微电子学、电力电子、计算机和自动控制理论等的发展，已经进入了一个崭新的时代,完全成熟的技术，也使其应用进入了一个新的高潮。它是通过变频调速改变轴输出功率，达到节电的目的。3、山西光华铸管有限公司30万吨/年铸管生产线存在许多大功率高能耗设备，不仅能耗过大而且增加企业
7、生产成本，因此企业对大功率高能耗设备进行变频技术改造旨在通过采用变频调速控制，对机械进行转速控制来调节流量，对节约能源、提高经济效益具有非常重要的意义。1.3项目的可行性本项目是山西光华铸管有限公司电力设备变频器安装的技术改造项目，具有很好的经济效益和节能节电效益，项目的优势如下：（1）政策支持本项目的实施响应国家节能政策的要求，符合科学发展观和国家建设节约型社会的倡议。（2）技术优势变频器技术的引入，不仅可节约能源，而且变频起动后电流对设备的冲击减少，设备的维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。同时起动加速时间可以调整，从而减少起动时对设备的电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统
8、的可靠性，使设备使用寿命延长。由此可见变频技术的引入相比传统技术有明显的优势，为项目的实施打下良好的技术基础，对降低设备能耗有积极的推动作用。综上所诉，本项目不仅掌握一套成熟的先进技术，而且得到国家和地方政策的支持，对于节约能源、降低企业运行成本都有着显著作用，经济效益和节能节电效益显著，项目实施是可行的。1.4项目的必要性能源的大量损耗是制约企业发展的主要因素，本项目通过变频技术达到节电节能的目的，是缓解能源紧张的重要途径,是提高经济质量和效益、转变经济增长方式的重要举措,是落实科学发展观,实现经济社会全面、协调、可持续发展的必然要求。1.能源节约的需要节能节电、实施低碳经济，是我国作出的重
9、大战略部署，是转变经济发展方式、实现经济社会又好又快发展的必由之路。认真落实中央关于节能减排的工作部署，扎实推进工业企业节能减排，是工业企业面临的一项十分重要而紧迫的任务。本项目变频技术通过改变大功率设备频率达到节能省电的目的，节能效益显著。2.提高企业经济效益的需要大功率设备的过度能源损耗是制约企业发展的重要因素，扩大了区域经济可持续发展与能源消耗之间的矛盾。为此，要求对此尽快进行技术改造。该项目引入变频技术改善用电状况，经核算本项目变频器的使用可降低电能20%30%，节电效果明显。山西光华铸管有限公司30万吨/年球墨铸管生产线已形成精矿粉烧结喷煤高炉冶炼尾气发电，以及高炉双联铸造产业链，具
10、有较强的市场竞争能力。项目实施以后，年可节电1465.75万度，节约电费821万元/年。具有较强的经济效益。3.项目实施的示范带动性山西光华铸管有限公司是文水县用电大户，本项目的实施，使得电能优化利用和电能效益得到很大提高，对周边乃至省内其他行业将是典型的示范作用，以大幅度提高能源效率为核心，以转变增长模式、调整产业经济结构、加快技术进步为根本，以提高终端用电效率为重点，进一步促进了产业结构优化和升级，其能源成本大大降低，使得球墨铸管产业在国内外的市场有了更强大的竞争力。综上所诉，本项目的实施，变频节电技术很好的节电节能效益，以及项目的示范性方面都有积极的意义，项目的实施是十分必要的。1.5编
11、制依据及研究范围1.5.1编制原则（1）贯彻执行建设节约型社会的方针，工程建设以生产设施为主，辅助设施从简考虑。（2）执行国家和地方产业政策，资源综合利用，降耗节能。（3）结合当地有利条件，充分利用当地资源，尽可能做到投资少、建设速度快、综合效益高。（4）项目整体设计体现技术先进、稳妥可靠、安全适用、经济合理的原则，工艺路线、主要生产装置和关键设备引进成熟、先进的技术和装置，工程设计注重节能、环保和消防措施。高起点设计、高标准建设，工艺及装备达到国际先进、国内领先的水平。（5）总图布置做到分区明确，布局合理，流程顺畅、运输方便，避免物流、人流交叉，并满足消防、运输、劳动安全卫生和环保等要求。在
12、满足生产工艺的要求下，尽量紧凑布置，少占土地，减少土方量。（6）严格执行国家和地方的环境保护、劳动安全、职业卫生、消防和抗震等有关法规、标准和规范，做到安全生产、文明生产，保护环境。1.5.2编制依据（1）山西光华铸管有限公司30万t/a铸管生产线变频节电技术改造委托书（2）加强电力需求侧管理工作的指导意见发改能源2004939号（3）山西省企业节能项目申请报告编制提纲（4）山西省环保局1998年编制山西省环境污染防治工程项目可行性研究报告编制导则（试行）（5）山西省人民政府办公厅山西省节能专项资金管理办法晋政办发200850号（6）国家计委、建设部发布的建设项目经济评价方法与参数（7）国务院
13、关于加强节能工作的决定（国发200628号）（8）山西省人民政府关于加强节能工作的决定（晋发200638号）（9）山西省人民政府关于印发山西省节能减排综合性工作方案的通知（晋政发200732号）（10）项目企业提供的基础资料1.5.3编制采用技术标准（1）电能质量 供电电压允许偏差GB/T 12325-2003（2）电能质量 三相电压允许不平衡度GB/T 15543-1995（3）电能质量 电压允许波动和闪变GB 123262000（4）电能质量 电力系统频率允许偏差GB/T 14945-1995（5）机械设备安装工程施工及验收通用规范（GB50231-98）（6）通用用电设备配电设计规范 （
14、GB 50055-93）（7）电力设施抗震设计规范（GB 50260-96）；（8）低压配电设计规范（GB 50054-95）（9）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB 50062-92）1.6项目单位基本情况山西光华铸管有限公司位于文水县东庄铸造工业园区，占地面积560亩，注册资金11000万元，企业总资产50042万元，固定资产原值26229万元，固定资产净值22162万元。企业现有员工1100余人，其中高级工程师86名、专业技术人员150名。是以铸造业为主体，集冶炼、发电、煤焦化工、煤气输送、货物运输、成品油经营等为一体的集团化经营的民营企业，是山西省规模最大的离心球墨铸管生产基地
15、；是发展理念最新、发展速度最快、发展机制最活、最具竞争力的转型企业。2009年公司完成销售收入50702万元、实现利税3769万元。公司始建于2002年，当初受国际国内旺盛需求的拉动。公司领导以敢人为先的勇气，抢抓发展机遇，创办了山西光华铸管有限公司，上马了高炉冶炼。之后，以创新为先导，坚定不移地推进发展，经过短短五年时间的创业发展，公司已具备年产铸造生铁30万吨、年发电4320万度的生产能力，形成了矿粉精选球团烧结喷煤高炉冶炼尾气发电，以及高炉双联铸造产业链。年产30万吨离心球墨铸管项目已列入省“两区”开发和市“三四三”工程重点项目，项目一期工程已投产运行，月产DN100DN800mm国标铸
16、管5000余吨，产品已通过了ISO9001：2000质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证，产品远销全国20多个省、市、自治区。2009年在全国金融危机的严峻形势下，公司克难求进，在创新中提升，在转型中发展，充分利用一切可用资源，多放筹集资金，启动了二期扩建工程，上马了DN800DN1200mm水冷金属型生产线和DN200DN2600mm涂料热模法生产线。工程预计今年10月竣工投产，届时企业将形成全系列铸管产品高端占领市场的运行格局。经济效益、社会效益显著提高。1.7可行性研究结论（1）山西光华铸管有限公司30万t/a铸管生产线变频节电技术改造项目符合国家和山西省相关行业产业政策，
17、改善了企业用电环境，项目的发展方向是正确的。（2）厂址选择在山西省文水县东庄工业园区，交通便利。该场地地势平坦、交通方便、电源充足、水资源丰富，项目建设条件较好。（3）本项目采用变频节电技术，技术先进、稳妥可靠、安全适用、经济合理。（4）本项目环境保护、劳动安全、工业卫生、消防、抗震等设计严格执行国家和当地政府的有关政策、法规、标准，做到文明生产、清洁生产。（5）本项目的建设可以有效地节约电能，减少成本，提高产品的竞争力，促进地方产业的发展，拉动区域经济。所以本项目的建设可以充分发挥资源优势，经济效益显著，是完全可行的。第二章 项目目标及效果分析2.1国家发展规划以及有关政策法规（1）国家发改
18、委国家电监会发布的加强电力需求侧管理工作的指导意见发改能源2004939号，2004年5月27日，电力用户要增强节能意识和环保意识，要制订节电规划，积极采用高效节电技术和产品。优化用电方式，提高能源效率。减少电力消耗，并配合落实各项负荷管理措施。大电力用户是电力需求侧管理的重要参与者，要根据能源效率评价制度要求，定期上报能源消耗指标，配合能源效率评价工作。公司积极响应，利用变频节电技术减少电能的损耗，提高能源利用率。（2）山西省发改委发布的山西省产业投资指导目录(2006年本)2006年1月6日“鼓励类电力16条降低输、变、配电损耗技术开发及应用”。本项目有利于资源节约、综合利用和生态环境保护
19、，属于产业鼓励类项目。（3）山西省人民政府山西省工业经济发展第十一个五年规划纲要晋政办发200624号，坚持“上新上大”与“关小改旧”并举、发展新型电力与保护环境并重的原则，加快电源建设步伐，调整、优化电源结构和布局，努力满足省内外用电需要，完善电网结构，不断扩大外送电市场份额，加快省内自用电源项目建设。2.2生产现状及存在的其他问题山西光华铸管有限公司30万吨/年铸管生产线大功率机电设备较多，全厂生产用电设备总功率为17030.11kw，年用电量为14953.6万kwh，使用变频器可每年节电1465.75万度，节电潜力较大。主要机电设备统计表序号设备名称功率数量单位一铁厂1.1抽风机1400
20、2台1.2引风机14002台1.3园筒辊合机1601台1.4破碎机上主动辊201台1.5破碎机下主动辊301台1.6破碎机活动辊551台1.7卷扬机802台1.8烧结布料器5.52台1.9烧结给料器5.56台1.10 烧结大盘222台1.11烧结冷盘7.51台1.12高炉铸铁机372台1.13高炉冲渣泵1002台1.14引煤机301台1.15烧结皮带称1.513台1.16泵18.51台二铸造管厂2.1 离心机3.72台2.2 离心机7.51台2.3 离心机3501台2.4 离心机2801台2.5 离心机1323台2.6 离心机902台2.7 离心机2.27台2.8 离心机3.73台2.9 精整
21、线3501台2.10 精整线7.52台2.11 水泥内衬机2501台2.12 衬层内磨221台2.13 衬层内磨1.11台2.14 喷漆机1.11台2.15 退火炉、打点机、顶尖旋转7.55台2.16 打点机、兆修磨机0.754台2.17 顶尖旋转车、修磨机5.53台2.18 顶尖旋转车112台2.19 喷锌小车1.54台2.20 布料小车372台2.21 顶尖旋转151台2.22 离心旋转751台三电厂3.1 循环泵901台3.2 风机902台3.3 低压室电机1102台四变频柜4.1 变频柜10台4.2 变频柜18台五合计942.3本项目拟实现的目标和预期的效果本工程采用的是变频节电技术，
22、该工艺技术先进、成熟可靠、安全适用、经济合理。项目建成使用变频节电技术改造后，具有很明显的节能效果，每年节约用电1465.75万度。2.4清洁生产可持续发展角度阐述项目建设的必要性山西作为全国重要产煤区使地方经济长期依赖以煤为能源的生产模式。企业受这种模式的影响，造成了能耗大、污染大、发展滞后的局面，直接限制了企业的可持续健康发展。本项目使用变频节电技术，有效节约电能，提高设备的运转效率，同时由于节约电能降低生产成本，提高了产品的市场竞争能力。采取降耗、节能的生产方式是企业实施可持续发展战略的重要组成部分，符合国家发改委产业结构调整指导目录（2005年本）的相关政策要求，属于产业政策鼓励项目。
23、所以采用变频节电技术从产业政策、节能生产和可持续发展角度分析是可行的。第三章 工程技术方案本项目主要针对山西光华铸管有限公司铸管生产线大功率耗电设备进行变频节电技术改造，原有生产工艺暂不做调整，不涉及改造的建构筑物维持现状，生产设备扩充和无关的土建项目不包含在本项目中。3.1总体规划及项目平面布置项目总体规划考虑到和原生产线中抽风机、引风机、离心机等大型用电设备配置相应的变频节电设备，以及企业今后的整体发展布局，本着便于生产维护、不交叉、不干扰等原则，进行项目总体规划和平面布置。本项目为用电设备变频节电技术改造，不涉及企业现有车间、厂房、库房并配套办公楼等建筑物。主要涉及用电设备，本着安全用电
24、的原则，进行项目电路设计。项目区域建筑物四周，道路两旁种植树木、花卉、草坪，形成三级绿化体系，减少因大量用电设备造成的电磁波辐射，同时创造优美的生产和生活环境。在厂区内设有花坛和艺术景观，创造优美、舒适的生产环境，充分体现现代化生产企业风格。3.2离心球墨铸管生产工艺1、山西光华铸管有限公司离心球墨铸管的生产概况（1）产品及产能山西光华铸管有限公司离心铸管生产规模为30万吨/年。（2）生产工艺铁精矿粉高炉铁水制芯混砂水泥泥浆制备管模维修机械性能、金相检验成品入库高炉焦炭+石灰烧结中频炉升温熔炼化学成分分析回炉铁、废钢快速化学成分分析球化处理球化分析离心浇注退火处理精整、水压试验内衬水泥及养生沥
25、青涂层成品检查山西光华铸管有限公司离心球墨铸管的生产工艺流程图 熔炼铁精矿粉经烧结后，与焦炭、石灰石按一定配比加入高炉，在热风、强还原气氛下，生成铁水、炉渣。炉渣外售建材企业，铁水经炉前溜槽、钢包，送入中频感应炉进行铁水成分的调整、球化处理后，送入中频电炉。 中频电炉升温和调整铁水成分采用热装料双联熔炼法，由高炉直接供应铁水，一般情况下，进入车间的高炉铁水温度约1300，含碳量为44.3，而球化处理前要求铁水温度为1500，含碳量为3.53.8，0.025，0.07，并要限制铬，钛等元素的含量。因此采用中频炉对铁水进行加热、升温，并通过加入低碳废钢，以降低含碳量，同时调整硅、锰等其它元素含量。
26、当温度、成份符合要求后，即可进行球化处理。 离心浇铸铁水成分合格、球化处理后的铁水，倒入钢制浇包进行离心铸管浇注。 退火处理浇注合格的铸管送入56米链式连续退火炉，进行退火处理。 精整及表面处理退火后的铸管经表面精整、表面处理后，经检验合格送库房，待售。（3）主要生产设备序号名称规格单位数量1铁水罐车ZT-15-1台2210t中频熔化电炉10t台435t中频保温电炉5t台4412t浇铸包12t台45布袋除尘器22001220台46离心铸管机（水冷）生产线17离心铸管机（涂料）生产线28鄂式破碎机400600台29皮带输送机B500L2200台211中频热处理退火炉500KW台412装载机5t台
27、213电子衡3t台214鼓风机180m3台315离心式风机17kw台316离心式水泵6BA台817电动葫芦TV210台418冷却塔GBML3-200台219数控立式车床CK3763台420数控立式车床VL-170RVL-170R台421台湾凯博立式加工中心CPV-9O0台222北京青云全自动平衡铣削机BLlO0台423中卫数控立式加工中心V700台224喷锌机台425喷涂小车台826水压试验机台227内壁清理机台428气密性试验机台229承口清理机台430切环机台231倒角机台132运管机台833制芯机台234喷料机台235喷沥青机台236中间保温包个4（4）改造前后，能耗状况参照山西光华铸管
28、有限公司一期12万吨/年铸管生产线2009年成本费用指标及电耗指标，30万t/a铸管生产线达产后年总成本费用为131642.2万元，年耗电14953.6万度，电费以0.56元/度计算，每年电费8374.01万元，占总成本费用的6.36%，产品单耗为498.45度/吨。本项目实施后，年可节电1465.75万度/年，节约电费821万元/年，产品单耗可降低到449.59度/吨，节能潜力较大。3.3项目实施的意义变频器以其显著的节电节能特点，在工业生产和民用生活领域得到了广泛的应用。使用变频器的目的和应用领域举例序号变频器传动的效能应用领域主要相关技术1节能风扇、鼓风机、提升机、挤压机、搅拌机、传送带
29、、工业用洗衣机为提高运行可靠性，台数控制和调速控制并用2提高生产率提升机、起重机、机床、食品机械、挤压机和自动仓库中所需的传动运行程序或加工工艺的最佳速度，原设备的增速运行运行可靠性提高3产品质量的提高风扇、鼓风机、泵、机床、视频机械、造纸机、薄膜生产线、钢板加工生产线、印刷电路板基板钻孔机、高速刻纹机平滑加减速，加工对象所需最佳速度选定高精度转矩控制，高精度定位停止，无转矩脉动，高速传动4设备合理化少维护低成本机械的标准化机械的简单化全自动化搬送机械、金属加工机械、纤维机械、造纸生产线、钢板加工生产线原有设备的增速运行，高精度转矩控制，多台电动机联动比例运行，提高运转可靠性，传送控制5改善或
30、适应环境空调机、风扇、鼓风机、压缩机、电梯静音化、平滑加减速，使用防爆电动机、安全性等技术本项目的实施，具有以下几个方面的效益（1）节能离心球墨铸管生产流程中，使用大功率电炉、离心机等用电设备，利用变频器实现调速节能运行，是变频器应用的一个最典型的范例。其中以风机和泵类机械的节能效果为最显著。另外，传送带、搅拌机等一类恒转矩负载的机械，如果能够在可能较低的转速下运行，可获得较为显著的节能效果。一般情况下，生产设备的节能可以通过削减其输入功率或者缩短其运行时间（亦可两者兼用）来实现。风机、泵类采用变频器调速可减小输入功率；在生产工艺允许的条件下，使之间歇运转则可以缩短其运行时间。对于某些大容量设
31、备，受电网容量的限制，不允许频繁的启停，若利用变频器实现调频软启动，以减小启动电流，以达到节能的目的。（2）提高生产率保证加工工艺中最佳转速：恰当的调整金属加工机械在工艺过程中的转速，可以收到缩短运行时间、稳定产品质量的效果。加工工艺过程对具体的加工机械而言，往往具有固有的一种或者几种工作模式，利用变频器可以方便的设定这些工作模式。适应负载不同工况的最佳转速：变频器可调控提升机、传送带、货物搬运车等的最佳运行速度，高速运行以缩短搬运时间，低速运行速度虽慢但是有利于提高定位停车的精度，减少停车时间。增加原有设备的增速运转：当传送带搬运材料较轻时，或原设计电动机容量有富裕，采用变频器传送，适当提高
32、转速，可提高生产率。（3）提高产品质量加工对象的最佳速度：利用变频器可提高设备的精度，使生产设备的质量提高。平滑的加减速：在生产过程中，根据所载重物的不同，加、减速的规律亦应适当改变。这样才能满足某些被传重物不允许倾斜或者倒塌的要求。3.4变频器的基本原理3.4.1变频器的构成变频器把工频电流（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电流，以实现电机的变速运行。变频器的构成：整流电路逆变电路控制电路IMAC电源电机主电路变频器由主电路和控制电路构成，主电路包括整流电路(工频电源的交流电变换成直流电且对直流电进行平滑滤波)和逆变电路(直流电变换成各种频率的交流电)两部分， 控制电路完成对主电路的
33、控制。 整流电路把交流电变换成直流电。 逆变电路把直流电再逆变成交流电。对于通用变频器单元，变频器一般是指包括整流电路和逆变电路部分的装置。变频器的主电路是由两个电源变换器（整流器和逆变器）组成。3.4.1.1整流器的电路原理整流器是变频器中用来产生直流电的变流器，当交流电正流程直流电时，整流器的交流输入电流波形如下图。整流器原理（1）当电压有效值为V(峰值为V)的正弦波电压由电源给整流器供电时，仅当电源E电压大于整流器输出DC电压时(t1部分)，才有电流流过二极管D1、D4。（2）AC电压的负半周，二极管D2、D3在t2部分区向导通，AC侧将产生负的输入电流。总之，整流器的AC电源输入端的电
34、流不是正弦波，而是含有高次谐波的畸形电流波。3.4.1.2逆变器的电路原理1、直流电变为交流电逆变器是把直流电（DC）变换成交流电（AC）的装置，它的基本原理可参考单相交流电的产生原理。直流电变换成交流电的方法如图2.2所描述，其中用灯假设成电机负载。连接到DC电源上的4个开关S1到S4交替地通断，就产生了交流电，其电流波形状如图所示。交流电的产生电流波形（1）接通S1、S4，电流按A方向流过灯L。（2）接通S2、S3，电流按B方向流过灯L。这样交替地通断S1、S4和S2、S3开关组就产生交流电，其流过灯L的电流方向交替换向。 2、改变频率通过改变开关通断的时间可以改变频率。例如，S1和S4接
35、通0.5s，交替进行就产生1S换向一次的交流电，即频率为1HZ的交流电，见图2.4所示。1Hz AC波形一般S1、S4和S2、S3接通相同的时伺，假设在一个周期内持续时间共为t0(见图2.5)，则频率f如下所示：f=1/t0（Hz）在t0时间内电流的频率3.4.1.3变频器控制系统及自动调整功能1、V/f控制为了实现变频调速，常规的通用变频器在变频控制时使电压与频率的比率(v/f)不变，为常数，因此该系统称为v/f控制。V/f常数扭矩提升频率f电压V在v/f系统中，由于连线及电机绕组的电压降引起的有效电压衰减，使电机扭矩不足。这一现象在低速时，非常明显(低速扭矩衰减)。因此，预先估计电压降底并
36、增加电压以补偿低速时扭矩的不足(扭矩提升)。如果扭矩提升设定太大，扭矩足够大，但电流也过大，会使变频器常发生OCT（过电流）故障。为了使低速时产生更大的扭矩而不发生OCT故障，应用磁通矢量控制或简单磁通矢量控制。1、简单磁通矢量控制简单磁通矢量控制系统，通过把变频器的输出电流进行矢量计算划分成励磁电流和扭矩成分电流，然后调节电压使产生的电机电流与负载扭矩匹配，从而改善低速扭矩特性。频率在6Hz时，可以提供高达200%的扭矩。如果电机常数变化不大(例如使用各种其他公司的电机)，该控制不需设定和调整特定的电机常数，就可实现稳定、大容量的低速扭矩，从而达到通用的效果。(1)矢量计算完成变频器的输出频
37、率和输出电压产生每项电流的脉冲序列，把变频器输出电流(电机电流)划分为励磁电流（产生磁通的电流）和扭矩成分电流（与负载电流成比率）。(2)当电机电流由于负载变化而变化时，电机的初次端(包括连线)电压降也随之变化，从而影响励磁电流。电机初次端的电压降取决于电机的型号、初次配线常数及扭矩成分电流，调节(增加或减少)变频器的输出电压，以使电机初次磁通保持不变。(3)矢量计算所需的电机常数预先储存在变频器中。简单磁通矢量控制，可以仅通过对电机性能的设定来进行。2、磁通矢量控制磁通矢量控制通过矢量计算把变频器的输出电流划分为励磁电流和扭矩成分电流，并调节电压和频率使生成的电机电流与负载扭矩匹配，从而改善
38、变频器低速扭矩及调速精度。在1Hz情况下，扭矩可提高到150%。（1）对变频器的输出频率，每相电流的相位及输出电压的矢量运算，把输出电流(电机电流)划分为励磁电流(产生磁通的电流)和扭矩成分电流(与负载扭矩成比例的电流)。（2）从扭矩成分电流，对电机实际转速进行估计，完成输出频率的补偿(加或减频率)而达到预期的速度(转差补偿)。（3）当电机电流随负载变化而变化时，电机的初次端电压降(包括配线)也随之变化，从而影响励磁电流的大小。该电压降取决于电机的类型，初次端的配线常数及扭矩成分电流，对变频的输出电压进行补偿(增加或减少)，以保持电机的初次磁通恒定。磁通矢量控制和简单矢量控制中增加了降音调功能
39、以确保低速时产生大的扭矩。3、矢量控制（闭环）由编码器进行速度检测，且由数学运算确定电机的转速差，从而确定电机的负载。对变化的负载进行矢量计算，把变频器的输出电流划分为励磁电流（产生磁通的电流）和扭矩成分电流（与负载成比例的电流），故可按需要电流完成频率和电压的控制。要完成精确的计算，矢量控制需要有一个可变常数比较小的专用电机，且应使用精确的编码器（速度检测）。4、自动调整功能对于磁通矢量控制，变频器需要测量和存储离线电机的电路常数。当启动自动调整命令后，变频器按己给条件向电机输出电能，然后根据电流和其他值计算确定如电阻R1,R2和电感L1,L2,M。变频器把计算结果存储到存储器。（1）由于变
40、频器可以自测特定电机或其他公司电机的常数，磁通矢量控制容易使用，而广泛地被采用。（2）由于电机常数被精确地测量，磁通矢量控制的启动扭矩和低速扭矩有了很大改善。感应电机的等效电路（3）如果配线大于30m，变频器能在磁通矢量控制情况下运行。（4）选择二种调整方式的一种，进行电机情况匹配调整。电机在停止状态（电机制动等），容易快捷地进行常数测量。电机转动时，可完成更多的精确常数测量，磁通矢量控制性能提高 （电机在负载惯量的自由转动情况下）。3.4.1.4变频器节电效率 根据企业所提供资料显示，项目采取变频节电技术改造项目后，可节约电能25%，年节电量1465.75万度。3.4.2项目所采用的设备本项
41、目设备明细见附表。3.5改造后的综合性能及产生经济效益项目实施后，生产设备年用电量可节约25%，光华铸管有限公司年用电14953.6万kwh/a，本项目实施后，节电效益为：1、铁厂涉及改造的设备年耗电量高炉铸铁机2台，该设备功率37kw，日运转12h，年运转330d，则该设备年用电量为：37212330/1000085%=24.91万kwh/a；高炉冲渣机2台，该设备功率为100kw，日运转15h，年运转330d，则该设备年用电量为：100215330/1000085%=84.15万kwh/a；其余涉及改造的设备功率总计为6188.5kw，日运转24h，年运转330d，则其年用电量为：6188
42、.524330/1000085%=4166.10万kwh/a。因此，本工程涉及铁厂改造的设备年用电量为4275.16万kwh/a。2、铸造管厂涉及改造的设备年耗电量铸造管厂涉及改造的设备功率总计为2135.6kw，该设备日运转21h，年运转330d，则其耗电量为：2135.621330/1000085%=1257.98万kwh/a3、电厂涉及改造的设备年耗电量电厂涉及改造的设备功率总计为490kw，该设备该设备日运转24h，年运转330d，则其耗电量为：49024330/1000085%=329.87万kwh/a。根据计算，本项目实施后，山西光华铸造有限公司30万t/a铸管生产线可节电1465
43、.75万kwh/a，年可节约电费821万元。第四章 公用工程、土建工程及配套设施4.1公用工程4.1.1用水量本项目新增劳动定员为7人，生活用水量按每天50升/人计，日新用水量为0.35m3。4.1.2水源本次治理工程不涉及生产用水，项目新增人员较少，生活用水可纳入企业生活用水系统。4.1.3消防本项目为电力设备改造，改造涉及范围不大，消防措施纳入企业原消防系统。在所有建筑物内根据消防类别按照建筑设计防火规范要求配备手提式干粉灭火器，可满足项目实施的消防需要。4.2土建工程本项目不涉及土建工程。4.3配套设施4.3.1 供电本项目新增主要设备94台，与主要用电设备相接。照明采用单位容量指标估计。4.3.2供配电系统全厂用电负荷电压均为380/220V。配电系统采用树干式和放射式相结合的方式，主干线用电缆埋地敷设，各分支线路采用绝缘导线穿钢管沿墙明敷至动力配电箱再至各用电点。车间配电采用三相五线制，有一专用接地保护线。为保证安全生产，在车间总电源进线处做重复接地，车间所有用电设备正常工作不带电的金属外壳采用统一接地的保护措施，并要求接地电阻R4。照明供电与生产用电分路供给。为了节约电能，本项目使用变频器对主要生产设备进行节电技术改造，可节电25%左右节，节能效果明显。