義煤集團(tuán)新義礦業(yè)有限公司主通風(fēng)機(jī)和乳化泵站變頻節(jié)能改造項(xiàng)目

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一、項(xiàng)目名稱

義煤集團(tuán)新義礦業(yè)有限公司主通風(fēng)機(jī)和乳化泵站變頻節(jié)能改造項(xiàng)目

二、項(xiàng)目業(yè)主

義煤集團(tuán)新義礦業(yè)有限公司是義馬煤業(yè)(集團(tuán))股份有限公司與商丘中原騰達(dá)商貿(mào)有限公司合資建設(shè)的礦井，礦并設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.2Mt/a，服務(wù)年限67年。礦井由鄭州煤炭設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，主、副井口位于白墻村東南、11013孔西南200m左右處。主井井口標(biāo)高+373m，井筒落底于-305m水平，并筒深度678m，主井采用水平上裝載;副井井筒凈直徑6m，井口標(biāo)高+373m，井筒落底于-305m水平。風(fēng)井井口標(biāo)高+372m，井筒凈直徑5.0m。通風(fēng)系統(tǒng)采用中央并列式即副井進(jìn)風(fēng)，中央風(fēng)井回風(fēng)，設(shè)計(jì)以兩個(gè)采區(qū)、一個(gè)綜采面、一個(gè)抽采面保證礦共設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。

三、項(xiàng)目?jī)?nèi)容

1.技術(shù)原理及適用領(lǐng)域

(1)主通風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能設(shè)備原理及適用領(lǐng)域。

主通風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造方案，從變頻調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速和提高風(fēng)機(jī)自身效率兩方面進(jìn)行。一方面通過變頻調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而可以改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量，另一方面對(duì)風(fēng)機(jī)工況進(jìn)行診斷，在保證設(shè)備安全的前提下調(diào)整風(fēng)機(jī)葉片或風(fēng)門,從而使風(fēng)機(jī)在高效工作區(qū)域運(yùn)行在保證供風(fēng)量的同時(shí)，最大化地提高風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能量。同時(shí)增加PLC控制系統(tǒng)，在保證設(shè)備安全運(yùn)行的前提下實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)不停風(fēng)倒機(jī)控制功能。

改造原風(fēng)機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)，在保證設(shè)備安全運(yùn)行的前提下實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)不停風(fēng)倒機(jī)控制功能。

適用范圍為煤炭開采。

(2)乳化泵站變頻節(jié)能改造原理及適用領(lǐng)域。

乳化液泵站變頻節(jié)能從壓力智能控制方面對(duì)原乳化液泵系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。壓力自動(dòng)控制是在原系統(tǒng)中增加變頻器，采用一拖一控制方式，通過壓力在線監(jiān)測(cè)在變頻器內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速的PID閉環(huán)控制，根據(jù)實(shí)時(shí)壓力值和壓力變化率,精確調(diào)整電機(jī)的工作頻率使泵站輸出壓力值持續(xù)保持31.5MPa的設(shè)定值，系統(tǒng)響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)精度高，且能有效地減少泄壓閥工作次數(shù)，增加設(shè)備使用壽命，節(jié)約電能。

適應(yīng)范圍為煤炭開采。

2.節(jié)能改造具體內(nèi)容

(1)主通風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造具體內(nèi)容。

采用高壓變頻器+調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)扇葉角度根據(jù)原有2x630kW對(duì)旋風(fēng)機(jī)的工況，按照礦井風(fēng)道需要風(fēng)量和壓力，新增1套6kV、1600kVA的高壓變頻器進(jìn)行一拖二旁路自動(dòng)控制，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)有工況調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)扇葉角度，既能保證礦并下的風(fēng)量和壓力，又能使電機(jī)和風(fēng)機(jī)運(yùn)行在高效區(qū)達(dá)到節(jié)能的目的。

變頻裝置配備自動(dòng)旁路柜，在變頻器故障或停機(jī)檢修時(shí)能將變頻器旁路系統(tǒng)改由工頻驅(qū)動(dòng)。旁路系統(tǒng)由高壓隔離開關(guān)QS1、QS2、真空接觸器(KM1、KM2、KM3、KM4、KM5)組成。高壓開關(guān)OF1、電動(dòng)機(jī)M1、M2為現(xiàn)場(chǎng)原有設(shè)備。

①旁路柜系統(tǒng)滿足“五防”聯(lián)鎖要求

②)進(jìn)線刀閘QS1和出線刀閘QS2的作用是:一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上手動(dòng)斷開進(jìn)線刀閘OS1和出線刀閘OS2，將變頻裝置隔離，接觸器KM4吸合，在工頻電源下起動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。

③變頻運(yùn)行時(shí)，OS1、OS2、KM3KMS閉合，KM4斷開;工頻運(yùn)行時(shí)，KM4閉合，OS1、OS2、KM3、KM5斷開。

用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造后，配合風(fēng)機(jī)葉片角度的調(diào)節(jié)，可以提高風(fēng)機(jī)效率，使風(fēng)機(jī)在高效工作區(qū)域運(yùn)行，即風(fēng)機(jī)效率>80%。

(2)乳化液泵站變頻節(jié)能改造具體內(nèi)容。

原系統(tǒng)中乳化泵電機(jī)持續(xù)運(yùn)行，當(dāng)不進(jìn)行采煤作業(yè)時(shí)，液壓支架在一定時(shí)間內(nèi)不需要供液(液壓回路具備一定的壓力保持能

力),乳化泵依靠自動(dòng)泄壓閥來自動(dòng)卸載(當(dāng)壓力高于31.5時(shí)，自動(dòng)泄壓閥打開，液壓回路在泵內(nèi)短路，直接壓回乳化液箱)，電機(jī)處于接近空轉(zhuǎn)的狀態(tài)，這一過程以10s左右為一個(gè)周期，持續(xù)進(jìn)行。

加裝變頻器工頻一體控制防爆控制裝置和壓力檢測(cè)裝置，通過變頻器的PID閉環(huán)控制保持乳化泵的標(biāo)定壓力不變。標(biāo)定壓力略小于原系統(tǒng)自動(dòng)卸載壓力(如:標(biāo)定壓力為30MPa)，但保證在工作面入口處的壓力不低于P1=28.5MPa的標(biāo)準(zhǔn)值(該值以礦方要求的乳化液管路壓損限值為準(zhǔn));非采煤作業(yè)時(shí)，當(dāng)壓力保持在30MPa時(shí)，讓電機(jī)處于停機(jī)休眠狀態(tài)，一旦檢測(cè)到P1小于28.5MPa時(shí)，電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，繼續(xù)為系統(tǒng)供壓，如此循環(huán)。在采煤作業(yè)時(shí)，由于液壓支架在持續(xù)工作，系統(tǒng)壓力一直在變化，電機(jī)需持續(xù)運(yùn)行。

乳化液泵站變頻改造后可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

①泵站出口壓力檢測(cè)，并在變頻器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)PID控制，實(shí)現(xiàn)乳化液泵恒壓輸出，達(dá)到節(jié)能的目的;

②)啟用備用泵時(shí)，變頻器驅(qū)動(dòng)備用本站電機(jī)，并實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行泵站相同的控制功能;

③變頻器故障時(shí)，旁路變頻器，使泵站工頻正常運(yùn)行，保障系統(tǒng)的安全。

3.項(xiàng)目實(shí)施情況

該項(xiàng)目在2015年1月14日簽訂合同，由于設(shè)備訂貨、制造需要一定的周期，同時(shí)需要礦方協(xié)調(diào)生產(chǎn)等事宜，設(shè)備安裝調(diào)試從3月初開始到3月底全部安裝施工完畢并進(jìn)入試生產(chǎn)環(huán)節(jié)。經(jīng)過15天的試運(yùn)行，所有設(shè)備都運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)能效果顯著，達(dá)到了預(yù)期目的。

四、項(xiàng)目年節(jié)能量及節(jié)能效益

1.年節(jié)能量

(1)改造前后系統(tǒng)(設(shè)備)用能情況及主要參數(shù)。

改造前用能情況:a.主通風(fēng)機(jī)年用電量9313296kwh;b.乳化液泵年用電量587332.8kW·h。合計(jì)年用電量:9900628.8kw·h。

改造后用能情況:a.主通風(fēng)機(jī)一個(gè)月用電量670557kW·h;b.乳化液泵一個(gè)月用電量23493kW·h。合計(jì)年用電量:8328607kw·h。

(2)節(jié)能量計(jì)算方法及項(xiàng)目年節(jié)能

重。

①節(jié)能量1(主通風(fēng)機(jī)年用節(jié)電量)(改造前一年用電量-12-改造后一個(gè)月用電量)x12;

②節(jié)能量2(乳化液泵年用節(jié)電量)(改造前一年用電量-12-改造后一個(gè)月用電量)x12;

年節(jié)能量節(jié)能量1+節(jié)能量2=1572021kW·h，折算標(biāo)煤為518噸。

2.年節(jié)能效益

該項(xiàng)目實(shí)施后年節(jié)約電能1572021kW·h，按照義煤集團(tuán)新義礦業(yè)有限公司電價(jià)0.7元/kW·h，年節(jié)能效益110萬元。

五、商業(yè)模式

該項(xiàng)目是采用節(jié)能效益分享型的合同能源管理模式，合同期限為五年零三個(gè)月，其中建設(shè)期為3個(gè)月(含驗(yàn)收期)，效益分享期為5年。效益分享期內(nèi)，節(jié)能服務(wù)公司分享56%的項(xiàng)目節(jié)能效益。具體的分期分享比例如下:

第1~8期:節(jié)能服務(wù)公司分享50%;

第9~16期:節(jié)能服務(wù)公司分享20%;

第17~20期:節(jié)能服務(wù)公司分享80%。

六、融資渠道

該項(xiàng)目總投資額為266.29萬元，節(jié)能服務(wù)公司通過自有資金進(jìn)行投資。