義煤集團新義礦業有限公司主通風機和乳化泵站變頻節能改造項目

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一、項目名稱

義煤集團新義礦業有限公司主通風機和乳化泵站變頻節能改造項目

二、項目業主

義煤集團新義礦業有限公司是義馬煤業(集團)股份有限公司與商丘中原騰達商貿有限公司合資建設的礦井，礦并設計生產能力1.2Mt/a，服務年限67年。礦井由鄭州煤炭設計研究院設計，主、副井口位于白墻村東南、11013孔西南200m左右處。主井井口標高+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，井口標高+373m，井筒落底于-305m水平。風井井口標高+372m，井筒凈直徑5.0m。通風系統采用中央并列式即副井進風，中央風井回風，設計以兩個采區、一個綜采面、一個抽采面保證礦共設計生產能力。

三、項目內容

1.技術原理及適用領域

(1)主通風機變頻節能設備原理及適用領域。

主通風機變頻節能改造方案，從變頻調節電機轉速和提高風機自身效率兩方面進行。一方面通過變頻調節電機的轉速進而可以改變風機風量，另一方面對風機工況進行診斷，在保證設備安全的前提下調整風機葉片或風門,從而使風機在高效工作區域運行在保證供風量的同時，最大化地提高風機系統的節能量。同時增加PLC控制系統，在保證設備安全運行的前提下實現兩臺風機不停風倒機控制功能。

改造原風機在線監控系統，在保證設備安全運行的前提下實現兩臺風機不停風倒機控制功能。

適用范圍為煤炭開采。

(2)乳化泵站變頻節能改造原理及適用領域。

乳化液泵站變頻節能從壓力智能控制方面對原乳化液泵系統進行節能改造。壓力自動控制是在原系統中增加變頻器，采用一拖一控制方式，通過壓力在線監測在變頻器內實現對轉速的PID閉環控制，根據實時壓力值和壓力變化率,精確調整電機的工作頻率使泵站輸出壓力值持續保持31.5MPa的設定值，系統響應速度快、調節精度高，且能有效地減少泄壓閥工作次數，增加設備使用壽命，節約電能。

適應范圍為煤炭開采。

2.節能改造具體內容

(1)主通風機變頻節能改造具體內容。

采用高壓變頻器+調節風機扇葉角度根據原有2x630kW對旋風機的工況，按照礦井風道需要風量和壓力，新增1套6kV、1600kVA的高壓變頻器進行一拖二旁路自動控制，同時根據現有工況調節軸流風機扇葉角度，既能保證礦并下的風量和壓力，又能使電機和風機運行在高效區達到節能的目的。

變頻裝置配備自動旁路柜，在變頻器故障或停機檢修時能將變頻器旁路系統改由工頻驅動。旁路系統由高壓隔離開關QS1、QS2、真空接觸器(KM1、KM2、KM3、KM4、KM5)組成。高壓開關OF1、電動機M1、M2為現場原有設備。

①旁路柜系統滿足“五防”聯鎖要求

②)進線刀閘QS1和出線刀閘QS2的作用是:一旦變頻裝置出現故障，即可馬上手動斷開進線刀閘OS1和出線刀閘OS2，將變頻裝置隔離，接觸器KM4吸合，在工頻電源下起動電機運行。

③變頻運行時，OS1、OS2、KM3KMS閉合，KM4斷開;工頻運行時，KM4閉合，OS1、OS2、KM3、KM5斷開。

用變頻器對風機進行改造后，配合風機葉片角度的調節，可以提高風機效率，使風機在高效工作區域運行，即風機效率>80%。

(2)乳化液泵站變頻節能改造具體內容。

原系統中乳化泵電機持續運行，當不進行采煤作業時，液壓支架在一定時間內不需要供液(液壓回路具備一定的壓力保持能

力),乳化泵依靠自動泄壓閥來自動卸載(當壓力高于31.5時，自動泄壓閥打開，液壓回路在泵內短路，直接壓回乳化液箱)，電機處于接近空轉的狀態，這一過程以10s左右為一個周期，持續進行。

加裝變頻器工頻一體控制防爆控制裝置和壓力檢測裝置，通過變頻器的PID閉環控制保持乳化泵的標定壓力不變。標定壓力略小于原系統自動卸載壓力(如:標定壓力為30MPa)，但保證在工作面入口處的壓力不低于P1=28.5MPa的標準值(該值以礦方要求的乳化液管路壓損限值為準);非采煤作業時，當壓力保持在30MPa時，讓電機處于停機休眠狀態，一旦檢測到P1小于28.5MPa時，電機自動啟動，繼續為系統供壓，如此循環。在采煤作業時，由于液壓支架在持續工作，系統壓力一直在變化，電機需持續運行。

乳化液泵站變頻改造后可以實現以下功能：

①泵站出口壓力檢測，并在變頻器內部實現PID控制，實現乳化液泵恒壓輸出，達到節能的目的;

②)啟用備用泵時，變頻器驅動備用本站電機，并實現與運行泵站相同的控制功能;

③變頻器故障時，旁路變頻器，使泵站工頻正常運行，保障系統的安全。

3.項目實施情況

該項目在2015年1月14日簽訂合同，由于設備訂貨、制造需要一定的周期，同時需要礦方協調生產等事宜，設備安裝調試從3月初開始到3月底全部安裝施工完畢并進入試生產環節。經過15天的試運行，所有設備都運行穩定，節能效果顯著，達到了預期目的。

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。

改造前用能情況:a.主通風機年用電量9313296kwh;b.乳化液泵年用電量587332.8kW·h。合計年用電量:9900628.8kw·h。

改造后用能情況:a.主通風機一個月用電量670557kW·h;b.乳化液泵一個月用電量23493kW·h。合計年用電量:8328607kw·h。

(2)節能量計算方法及項目年節能

重。

①節能量1(主通風機年用節電量)(改造前一年用電量-12-改造后一個月用電量)x12;

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

年節能量節能量1+節能量2=1572021kW·h，折算標煤為518噸。

2.年節能效益

該項目實施后年節約電能1572021kW·h，按照義煤集團新義礦業有限公司電價0.7元/kW·h，年節能效益110萬元。

五、商業模式

該項目是采用節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月，其中建設期為3個月(含驗收期)，效益分享期為5年。效益分享期內，節能服務公司分享56%的項目節能效益。具體的分期分享比例如下:

第1~8期:節能服務公司分享50%;

第9~16期:節能服務公司分享20%;

第17~20期:節能服務公司分享80%。

六、融資渠道

該項目總投資額為266.29萬元，節能服務公司通過自有資金進行投資。