某水泥廠是十年前建成的老廠，產(chǎn)能落后。隨著這兩年水泥市場(chǎng)的復(fù)蘇，落后的產(chǎn)能已跟不上市場(chǎng)的要求。為了提產(chǎn)降耗，工廠決定利用三個(gè)月政策性假期進(jìn)行篦冷機(jī)系統(tǒng)改造，拆除原篦冷機(jī)，更換為6500t/d帶中置輥破第四代篦冷機(jī)。本改造項(xiàng)目為總承包項(xiàng)目，委托裝備部實(shí)施。在電氣設(shè)計(jì)方面原則為節(jié)省投資，充分利用原有設(shè)施，降低改造成本，使項(xiàng)目盡快投產(chǎn)產(chǎn)生效益。

新四代篦冷機(jī)為12臺(tái)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，冷卻風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量2327kW，加上輥式破碎機(jī)，輥破冷卻風(fēng)機(jī)、液壓站等用電設(shè)備，總裝機(jī)容量約為2800kW，電機(jī)額定電壓均為380V。12臺(tái)篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)全部采用永磁同步電機(jī)，變頻調(diào)速。永磁同步電機(jī)是由永磁體勵(lì)磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步電機(jī)，能效等級(jí)達(dá)到IE4等級(jí)，具有效率高，性能優(yōu)越，節(jié)能明顯的特點(diǎn)。在節(jié)能意識(shí)越來越強(qiáng)烈的今天，永磁電機(jī)的理念已經(jīng)被越來越多的人士所接受，水泥行業(yè)更廣泛地采用永磁電機(jī)與變頻調(diào)速配合使用也成為趨勢(shì)。

對(duì)于改造項(xiàng)目，電氣專業(yè)最根本的問題就是供電系統(tǒng)改造問題。本項(xiàng)目總裝機(jī)2800kW，全部為低壓設(shè)備，拆除原有篦冷機(jī)后，首先需要核算原電氣室變壓器容量能否滿足工藝設(shè)備供電需求；其次本期12臺(tái)變頻柜在電氣成本上占較大比重，需要仔細(xì)對(duì)原有變頻器裝置進(jìn)行篩選，盡可能地采用原有變頻設(shè)備，減少投資；最后就是要解決新增電氣設(shè)備的安裝布置問題。

2.1變頻柜的確定

根據(jù)業(yè)主提供的資料顯示，原篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)共有15臺(tái)變頻柜，全部為ABB變頻器。其中ACS800系列2臺(tái)，ACS580系列3臺(tái)，其余9臺(tái)為ACS510系列。ACS800系列為ABB較新系列變頻器，投入使用時(shí)間短，運(yùn)行一直穩(wěn)定可靠。ACS580系列的3臺(tái)變頻器在原生產(chǎn)過程中也能滿足生產(chǎn)要求，故障率不高。ACS510系列的9臺(tái)變頻器大多為最初建廠時(shí)的配置，使用年限較長(zhǎng)，其中7臺(tái)元器件老化嚴(yán)重，故障率較高。

另外2臺(tái)為一室風(fēng)機(jī)變頻器，生產(chǎn)中利用率相對(duì)較低，未發(fā)現(xiàn)明顯故障。通過對(duì)上述現(xiàn)狀分析，2臺(tái)ACS800和3臺(tái)ACS580可以繼續(xù)使用，一室風(fēng)機(jī)的2臺(tái)ACS510變頻器供新的一室風(fēng)機(jī)使用也基本可行。原一室風(fēng)機(jī)75kW，90kW，新一室風(fēng)機(jī)兩90kW，一臺(tái)110kW。確認(rèn)只能使用90kW的一臺(tái)。綜合上述情況，經(jīng)業(yè)主認(rèn)可，最終確定12臺(tái)篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)變頻柜利用舊的6臺(tái)，新購(gòu)置6臺(tái)。355kW風(fēng)機(jī)及其余5臺(tái)風(fēng)機(jī)的新購(gòu)置變頻柜配ABB最先進(jìn)ACS880系列變頻器。

2.2供電電源的確定

查閱2007年建廠時(shí)的施工圖設(shè)計(jì)圖紙，窯頭電氣室共設(shè)3臺(tái)1600kVA變壓器，供電范圍為燒成窯頭及熟料輸送，熟料儲(chǔ)存，煤粉制備三個(gè)車間。在之后的幾次技改中，因?yàn)椴粩嘣黾佑秒娫O(shè)備，#2變壓器實(shí)際已更換至2000kVA。三臺(tái)變壓器均處于滿負(fù)荷運(yùn)行中。廠里自行進(jìn)行的幾次技改沒留下圖紙資料，原篦冷機(jī)拆除后各變壓器富余的容量需現(xiàn)場(chǎng)逐個(gè)回路排查。排查結(jié)果顯示各變壓器拆除設(shè)備容量分別為：#1變壓器：1257kW，#2變壓器：547kW，#3變壓器：1080kW。窯頭電氣室合計(jì)拆除用電設(shè)備容量2884kW。本次改造新增設(shè)備容量2800kw。窯頭電氣室原有配電變壓器能夠滿足本次改造要求，不需要更換。

低壓配電也充分利用原有配電回路，不增加新的低壓配電柜。小容量用電設(shè)備或電機(jī)基本能找到相匹配的回路，大容量用電設(shè)備如變頻柜的配電需同時(shí)兼顧每臺(tái)變壓器允許的負(fù)載能力及現(xiàn)有配電回路容量，個(gè)別容量較大沒有適合回路的更換原有斷路器、電流互感器等元器件，如355kW電機(jī)變頻柜等。還有些抽屜高度不滿足要求的可以在固定柜里想辦法增加回路。通過統(tǒng)籌規(guī)劃和設(shè)計(jì)，最終解決每一個(gè)用電設(shè)備的供電電源。

2.3安裝位置的確定

變頻柜的安裝位置是設(shè)計(jì)最初就考慮到的問題，工廠經(jīng)過幾次改造，原電氣室已經(jīng)沒有空余位置整體安裝新增加的電氣設(shè)備。設(shè)計(jì)時(shí)我們對(duì)變頻柜及液壓控制柜，輥破控制柜等均采用二次電纜下進(jìn)線的供電方式，可以靈活適應(yīng)各種安裝位置組合不受限制。利用舊的6臺(tái)變頻柜原則上原地不動(dòng)，拆除淘汰變頻柜。工廠原有變頻柜全部安裝在低壓配電室里，安裝位置零亂，有的夾在其他控制柜之間，電纜相互纏繞，稍不注意可能引起故障卻難以查找到原因。現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過逐個(gè)排查，最終確定只能拆除其中的3臺(tái)用以更換新柜。車間大布袋收塵器下方的收塵控制室還有2500mm長(zhǎng)空間勉強(qiáng)可以放下剩余3臺(tái)。收塵控制室空間狹小，散熱會(huì)差一些。篦冷機(jī)一室的三臺(tái)風(fēng)機(jī)利用率相對(duì)較低，發(fā)熱量相對(duì)較小，放在收塵控制室較為合適，而且90kW、110kW的變頻柜寬800mm，滿足空間要求。

2.4DCS系統(tǒng)

由于四代篦冷機(jī)各用電設(shè)備在數(shù)量上與原有篦冷機(jī)基本持平，所以窯頭現(xiàn)場(chǎng)站原有DCS點(diǎn)數(shù)也能滿足要求，新設(shè)計(jì)中各控制箱、柜仍采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊方式，與原設(shè)計(jì)保持一致，原系統(tǒng)不需要更改。

水泥廠技改工程是老舊企業(yè)利用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的一種手段。作為配套服務(wù)專業(yè)，電氣自動(dòng)化在滿足主體專業(yè)要求的前提下，采用性能優(yōu)越的新產(chǎn)品和節(jié)約投資降低成本必須雙管齊下。同樣狀況的篦冷機(jī)改造項(xiàng)目，如果完全撇開原有供配電系統(tǒng)，新建電氣室，重新采購(gòu)變壓器、開關(guān)柜、變頻柜等等。二者相比電氣投資的差別是顯而易見的。充分合理的利用原有設(shè)備，既達(dá)到技改目的又節(jié)約投資是技改工程電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)必須認(rèn)真考慮的課題。

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