中鋁寧夏能源集團(tuán)六盤山熱電廠2號(hào)機(jī)組電動(dòng)給水泵變頻改造項(xiàng)目

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一、案例名稱

中鋁寧夏能源集團(tuán)六盤山熱電廠2號(hào)機(jī)組電動(dòng)給水泵變頻改造項(xiàng)目

二、案例業(yè)主

六盤山熱電廠裝機(jī)容量為330MWx2.采用空冷技術(shù)，廠用電率設(shè)計(jì)值為9.35%。兩臺(tái)機(jī)組均于2010年投入商業(yè)運(yùn)行，鍋爐給水配用3臺(tái)半容量電動(dòng)給水泵，單泵電機(jī)額定容量6300kW，運(yùn)行方式兩用一備，正常運(yùn)行中給水泵耗電約占廠用電的35%左右鍋爐給水調(diào)節(jié)方式為電動(dòng)機(jī)定速，液力耦合器離合式調(diào)節(jié)給水泵轉(zhuǎn)速，雖然比電動(dòng)機(jī)定速閥門節(jié)流調(diào)節(jié)能耗低，但液力耦合器的滑差功耗隨著轉(zhuǎn)速下降而反比增加，在機(jī)組負(fù)荷65%~100%之間，對(duì)應(yīng)的存在著35%~8%左右的功率損耗。!實(shí)踐證明，如果機(jī)組年平均負(fù)荷率在75%，給水泵有20%左右的節(jié)能空間。

在對(duì)鍋爐給水泵的流量調(diào)節(jié)方面，六盤山熱電廠采取了一定的節(jié)能措施，采用兩用一備的運(yùn)行方式，鍋爐給水系統(tǒng)配置了3臺(tái)半容量液力耦合以調(diào)節(jié)電動(dòng)給水泵輸出轉(zhuǎn)速。相比過(guò)去單純依靠風(fēng)門、閥門進(jìn)行流量節(jié)流或調(diào)節(jié)，取得了明顯的節(jié)能效果。但液力耦合器調(diào)節(jié)也存在一定的弊端，如在低轉(zhuǎn)速比時(shí)效率明顯下降,存在較大的傳動(dòng)損耗設(shè)備維護(hù)率高，甚至出現(xiàn)漏油等現(xiàn)象。

六盤山發(fā)電廠2號(hào)機(jī)組的兩臺(tái)給水泵電機(jī)額定功率為6300kW，經(jīng)液耦調(diào)節(jié)后，實(shí)際平均運(yùn)行功率約2x4225kW。實(shí)際設(shè)備年運(yùn)行約為8000h，實(shí)際平均功率x年運(yùn)行時(shí)間=6760萬(wàn)kW·h。

三、案例內(nèi)容

1.技術(shù)原理及適用領(lǐng)域

從流體力學(xué)的原理得知，使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載，軸功率P與流量0、揚(yáng)程H的關(guān)系為PxOxH

使用液力耦合器調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速，輸出轉(zhuǎn)速和輸入功率的關(guān)系為:P=(1-s)Pi，其中S為轉(zhuǎn)差率。可見(jiàn)功率P和輸出轉(zhuǎn)速n近似成正比。

對(duì)于變頻調(diào)速，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由n變化到n時(shí)，Q、H、P與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下:

6=0,x”

H,=цx(”)

p =px(興)

可見(jiàn)流量O和電機(jī)的轉(zhuǎn)速n是成正比關(guān)系的，而所需的軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比關(guān)系。所以當(dāng)需要80%的額定流量時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速的80%，即調(diào)節(jié)頻率到40Hz即可，這時(shí)所需功率將僅為原來(lái)的51.2%。可以看出變頻調(diào)速的節(jié)能效果一般明顯優(yōu)于液偶調(diào)速的節(jié)能效果，并且變頻器的整體在負(fù)載率不是很高的情況下，調(diào)速效率要遠(yuǎn)高于液偶調(diào)速。

變頻調(diào)速與液力耦合器調(diào)速效率比較

2.節(jié)能改造具體內(nèi)容

采用合同能源管理的模式，對(duì)中鋁寧夏

能源集團(tuán)有限公司六盤山熱電廠(甲方)進(jìn)行2號(hào)機(jī)組電泵變頻改造節(jié)能項(xiàng)目。

邊界條件:中鋁寧夏能源集團(tuán)有限公司六盤山熱電廠2號(hào)機(jī)組電泵系統(tǒng)三臺(tái)(其中兩臺(tái)進(jìn)行改造)，包括液力耦合器、配套電機(jī)和電源系統(tǒng)，安裝變頻節(jié)能裝置，并對(duì)機(jī)組DCS控制系統(tǒng)相應(yīng)部分進(jìn)行控制軟件改造。

3.項(xiàng)目實(shí)施情況

項(xiàng)目于2013年6月20日開(kāi)工，2013年9月30日竣工。項(xiàng)目實(shí)施期間基本順利，現(xiàn)已投入運(yùn)行，節(jié)電量符合預(yù)期。

四、項(xiàng)目年節(jié)能量及節(jié)能效益

1.節(jié)能量

根據(jù)雙方約定的節(jié)能量測(cè)量和驗(yàn)證方案具體辦法，對(duì)比電泵變頻改造前后的電流下降值，經(jīng)計(jì)算可得其節(jié)能量，具體如下

(1)因B電泵的電流下降值與A泵相當(dāng)，計(jì)算中認(rèn)為其下降值一樣。

(2)因數(shù)自0.82逐步上升至0.895;電泵變頻運(yùn)行時(shí)當(dāng)機(jī)組負(fù)荷從190MW至330MW變化時(shí)，變頻器頻率基本在35Hz至45Hz之間變化，變頻器輸入功率因數(shù)基本維持在0.99，因此，計(jì)算時(shí)變頻狀態(tài)取其功率因數(shù)為固定0.99。

(3)電能計(jì)算公式:

W=1.732xUxIxCOSyxT。

(4)機(jī)組年均運(yùn)行小時(shí)參考2012年按8000小時(shí)計(jì)算。

(5)根據(jù)變頻器技術(shù)協(xié)議中關(guān)于變頻裝置總效率(含變壓器)的要求及其承諾變頻器總效率>96%，計(jì)算時(shí)取96%。

(6)經(jīng)統(tǒng)計(jì)2012年上半年機(jī)組負(fù)荷在190MW至330MW運(yùn)行時(shí)的天數(shù)，作為年度各負(fù)荷段節(jié)能量計(jì)算時(shí)的加權(quán)系數(shù)(上半年共計(jì)運(yùn)行182天)

(7)節(jié)約電費(fèi)按照每千瓦時(shí)0.2986元上網(wǎng)電價(jià)計(jì)算。

節(jié)電量計(jì)算

項(xiàng)目年節(jié)電約1795.26萬(wàn)kW·h，按照電廠2012年平均供電煤耗335g/kW·h計(jì)算，折合標(biāo)煤6014.12噸。

2.節(jié)能效益

按照電廠上網(wǎng)電價(jià)0.2986元/kW·h計(jì)算，每年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益536.07萬(wàn)元。

五、商業(yè)模式

采用節(jié)能效益分享型的合同能源管理的模式，對(duì)中鋁寧夏能源集團(tuán)六盤山熱電廠(甲方)進(jìn)行2號(hào)機(jī)組電泵變頻改造節(jié)能項(xiàng)目(一期)，業(yè)主將節(jié)能改造后節(jié)省的能源費(fèi)用與節(jié)能服務(wù)公司分享，節(jié)能服務(wù)公司通過(guò)分享節(jié)能效益的方式收回節(jié)能改造投資項(xiàng)目節(jié)能效益預(yù)計(jì)為2680萬(wàn)元(電價(jià)按照0.2986元/kW·h計(jì)算)。合同分享期為5年節(jié)能服務(wù)公司在5年內(nèi)按月從實(shí)際節(jié)能效益中收回投資和合理利潤(rùn)。合同期滿后，所有設(shè)備和節(jié)能效益均歸甲方所有。

六、融資渠道

來(lái)源為節(jié)能服項(xiàng)目總投資約950萬(wàn)元，務(wù)公司自有資金。