中鋁寧夏能源集團六盤山熱電廠2號機組電動給水泵變頻改造項目

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一、案例名稱

中鋁寧夏能源集團六盤山熱電廠2號機組電動給水泵變頻改造項目

二、案例業主

六盤山熱電廠裝機容量為330MWx2.采用空冷技術，廠用電率設計值為9.35%。兩臺機組均于2010年投入商業運行，鍋爐給水配用3臺半容量電動給水泵，單泵電機額定容量6300kW，運行方式兩用一備，正常運行中給水泵耗電約占廠用電的35%左右鍋爐給水調節方式為電動機定速，液力耦合器離合式調節給水泵轉速，雖然比電動機定速閥門節流調節能耗低，但液力耦合器的滑差功耗隨著轉速下降而反比增加，在機組負荷65%~100%之間，對應的存在著35%~8%左右的功率損耗。!實踐證明，如果機組年平均負荷率在75%，給水泵有20%左右的節能空間。

在對鍋爐給水泵的流量調節方面，六盤山熱電廠采取了一定的節能措施，采用兩用一備的運行方式，鍋爐給水系統配置了3臺半容量液力耦合以調節電動給水泵輸出轉速。相比過去單純依靠風門、閥門進行流量節流或調節，取得了明顯的節能效果。但液力耦合器調節也存在一定的弊端，如在低轉速比時效率明顯下降,存在較大的傳動損耗設備維護率高，甚至出現漏油等現象。

六盤山發電廠2號機組的兩臺給水泵電機額定功率為6300kW，經液耦調節后，實際平均運行功率約2x4225kW。實際設備年運行約為8000h，實際平均功率x年運行時間=6760萬kW·h。

三、案例內容

1.技術原理及適用領域

從流體力學的原理得知，使用感應電動機驅動的風機、水泵負載，軸功率P與流量0、揚程H的關系為PxOxH

使用液力耦合器調節輸出轉速，輸出轉速和輸入功率的關系為:P=(1-s)Pi，其中S為轉差率。可見功率P和輸出轉速n近似成正比。

對于變頻調速，當電動機的轉速由n變化到n時，Q、H、P與轉速的關系如下:

6=0,x”

H,=цx(”)

p =px(興)

可見流量O和電機的轉速n是成正比關系的，而所需的軸功率P與轉速的立方成正比關系。所以當需要80%的額定流量時，通過調節電機的轉速至額定轉速的80%，即調節頻率到40Hz即可，這時所需功率將僅為原來的51.2%。可以看出變頻調速的節能效果一般明顯優于液偶調速的節能效果，并且變頻器的整體在負載率不是很高的情況下，調速效率要遠高于液偶調速。

變頻調速與液力耦合器調速效率比較

2.節能改造具體內容

采用合同能源管理的模式，對中鋁寧夏

能源集團有限公司六盤山熱電廠(甲方)進行2號機組電泵變頻改造節能項目。

邊界條件:中鋁寧夏能源集團有限公司六盤山熱電廠2號機組電泵系統三臺(其中兩臺進行改造)，包括液力耦合器、配套電機和電源系統，安裝變頻節能裝置，并對機組DCS控制系統相應部分進行控制軟件改造。

3.項目實施情況

項目于2013年6月20日開工，2013年9月30日竣工。項目實施期間基本順利，現已投入運行，節電量符合預期。

四、項目年節能量及節能效益

1.節能量

根據雙方約定的節能量測量和驗證方案具體辦法，對比電泵變頻改造前后的電流下降值，經計算可得其節能量，具體如下

(1)因B電泵的電流下降值與A泵相當，計算中認為其下降值一樣。

(2)因數自0.82逐步上升至0.895;電泵變頻運行時當機組負荷從190MW至330MW變化時，變頻器頻率基本在35Hz至45Hz之間變化，變頻器輸入功率因數基本維持在0.99，因此，計算時變頻狀態取其功率因數為固定0.99。

(3)電能計算公式:

W=1.732xUxIxCOSyxT。

(4)機組年均運行小時參考2012年按8000小時計算。

(5)根據變頻器技術協議中關于變頻裝置總效率(含變壓器)的要求及其承諾變頻器總效率>96%，計算時取96%。

(6)經統計2012年上半年機組負荷在190MW至330MW運行時的天數，作為年度各負荷段節能量計算時的加權系數(上半年共計運行182天)

(7)節約電費按照每千瓦時0.2986元上網電價計算。

節電量計算

項目年節電約1795.26萬kW·h，按照電廠2012年平均供電煤耗335g/kW·h計算，折合標煤6014.12噸。

2.節能效益

按照電廠上網電價0.2986元/kW·h計算，每年可產生經濟效益536.07萬元。

五、商業模式

采用節能效益分享型的合同能源管理的模式，對中鋁寧夏能源集團六盤山熱電廠(甲方)進行2號機組電泵變頻改造節能項目(一期)，業主將節能改造后節省的能源費用與節能服務公司分享，節能服務公司通過分享節能效益的方式收回節能改造投資項目節能效益預計為2680萬元(電價按照0.2986元/kW·h計算)。合同分享期為5年節能服務公司在5年內按月從實際節能效益中收回投資和合理利潤。合同期滿后，所有設備和節能效益均歸甲方所有。

六、融資渠道

來源為節能服項目總投資約950萬元，務公司自有資金。