山西臨汾熱電有限公司2號機組鍋爐給水泵變頻節能改造項目

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一、案例名稱

山西臨汾熱電有限公司2號機組鍋爐給水泵變頻節能改造項目

二、案例業主

山西臨汾熱電有限公司成立于2007年由山西漳澤電力股份有限公司、山西海姿焦化有限公司、北京國宏華安能源投資有限公司分別按50%、45%、5%的比例共同出資組建，位于臨汾市堯都區金殿鎮錄井村。公司有2x300MW供熱空冷發電機組，配套國產1065t/h燃煤鍋爐，年發電量可達33億千瓦時，供熱面積1300萬平方米。主要用能設備有鍋爐給水泵、一次風機、二次風機等設備各類輔機設備耗電量占電廠發電量的8%左右。

三、案例內容

1.技術原理及適用領域

大型燃煤火力發電機組全配置鍋爐電動給水泵大部分采用液力耦合器進行調速，雖然利用轉速調節來控制給水流量，但這種調節過程是通過電動機和給水泵之間安裝的液力耦合器完成的，液力耦合器屬于液力滑差調節，是一種間接的轉速調節方式，除了有固定的3%左右的滑差損耗外，液力耦合器工作油因滑差摩擦生熱而形成不規則的功率傳輸損耗，較大的功率損耗產生在液力耦合器幾個非線性摩擦發熱點上。

從理論上說，根據泵與風機的相似性定律，給水泵的轉速與功率的三次方成正比，若將給水泵調節優化成電動機直接變速方

式，會具有良好的節能效果，采用變頻器控制電動機轉速是目前普遍采用的新型調節方法。

對液力耦合器調速的電動給水泵采用一體化變頻調速電動給水泵系統，將給水泵的轉速調節方式由液力耦合器調節變為變頻調節，消除了液力耦合器的滑差損失，并提高給水泵組的效率，從而減小給水泵的單耗。評

此項節能技術主要應用在大型燃煤火力發電機組全配置鍋爐液力耦合器調速的電動給水泵。

2.節能改造具體內容

山西臨汾熱電有限公司2號機組給水泵液耦調速改變頻調速，給水泵電動機與給水泵的傳動采用“液偶直聯”方案，亦即以原有德國VOITH液力耦合器為基礎，通過科學、合理的技術改造為一臺增速齒輪箱。

(1)取消液力耦合器泵輪和渦輪。

(2)將小齒輪泵輪軸與渦輪軸用鼓形齒聯軸器柔性聯接。

(3)新增外置潤滑油泵

(4)封閉液力耦合器工作油系統，

(5)取消工作油冷油器

給水泵運行時，通過給水泵電動機配備的高壓變頻器，調節電動機頻率控制給水泵轉速。

電泵液耦調速改變頻示意圖

3.項目實施情況

該項目于2014年4月20日簽訂能源管理合同，并于2014年4月30日開始進行給水泵變頻改造，于2014年9月15日竣工。竣工以來，改造后的液力耦合器和給水前置泵運行正常、穩定，鍋爐給水自動調節品質完全滿足給水的全程控制，鍋爐給水泵改造項目實現了立項預期。

四、項目年節能量及節能效益

1.年節能量

(1)改造前后系統(設備)用能情況及主要參數2號機組鍋爐給水泵改造前機組運行參數。

表1 2號鍋爐給水泵改造前機組運行參數

續表

2號機組鍋爐給水泵改造后機組運行參數

(2)節能量計算方法及項目年節能量

①能耗基準。

改造前對機組的運行工況進行記錄，以機組實發負荷(或對應鍋爐蒸發量)作為基點，從50%ECR開始作為第一點，按10%ECR遞增至100%ECR，分別統計機組在6段負荷的參數(包括改造前給水泵 電流、轉速、流量、出口壓力)，每個負荷保持穩定運行2~3個小時，連續運行2個小時，取其合理平均值。

②改造后的能耗量。

按照改造前統計方式在6段負荷的參數(包括改造前給水泵電流、轉速、流量、出口壓力)，每個負荷保持穩定運行2~3個小時，連續運行2個小時，取其合理平均值。

③節能量計算。

按月統計出機組在上述負荷段下的運行小時數，根據功率計算公式，計算出其功率然后分別根據運行小時數則可計算出節能量。

P,=UxIx1.732xcospxn

其中:U--電機電壓，kV;

I--電機電流改造前后電流差值

P--單一負荷下改造后節省的功率，kW;

cosq--單一負荷下運行功率因數，小于額定功率因數;

n--單一負荷下運行時電機效率。

改造前對機組的運行工況進行記錄，以機組實發負荷(或對應的鍋爐蒸發量)作為基點，從50%ECR開始作為第一點，按10%ECR遞增至100%ECR，按點分別測取兩臺改造的給水泵電動機的耗電功率(單位kW)分別為:P1、P2、…P6。

改造后的能耗計算:改造完成后按改造前相同對應點進行測試并作記錄，得出給水泵各點的運行功率為:p1、p2、…p6。

節能量計算:以機組實發負荷(或對應的鍋爐蒸發量)作為基點，改造前與改造后給水泵電動機耗電功率相減:Wi=P1-p1、W:=P?-p2、…·W。-P-p6、作為機組各負荷點下給水泵的單位時間節電量，則節約耗電量計算公式為:

W=W,xT +W,xT?+·W,xT

以年平均負荷為75%計算，通過計量電表讀出改造后減少的電功率數為1765kW年運行時間為7200b，則年節電量為:

1765kWx7200h-10000=1270.8萬kw·h;

折標準煤為:1270.8萬kW·hx3.30tce/萬kW·h=4193.64tce。

2.年節能效益

當地上網電價為0.3617元/kW·h，年節能效益459.6萬元。

五、商業模式

該項目采用節能效益分享型合同能源管理模式實施，在節能效益分享期內，節能服務公司與用能單位共同分享節能效益。

六、融資渠道

該項目總投資1850萬元，全部由節能服務公司自有資金投資。