山西臨汾熱電有限公司2號(hào)機(jī)組鍋爐給水泵變頻節(jié)能改造項(xiàng)目

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一、案例名稱

山西臨汾熱電有限公司2號(hào)機(jī)組鍋爐給水泵變頻節(jié)能改造項(xiàng)目

二、案例業(yè)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(guó)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(qū)金殿鎮(zhèn)錄井村。公司有2x300MW供熱空冷發(fā)電機(jī)組，配套國(guó)產(chǎn)1065t/h燃煤鍋爐，年發(fā)電量可達(dá)33億千瓦時(shí)，供熱面積1300萬平方米。主要用能設(shè)備有鍋爐給水泵、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)等設(shè)備各類輔機(jī)設(shè)備耗電量占電廠發(fā)電量的8%左右。

三、案例內(nèi)容

1.技術(shù)原理及適用領(lǐng)域

大型燃煤火力發(fā)電機(jī)組全配置鍋爐電動(dòng)給水泵大部分采用液力耦合器進(jìn)行調(diào)速，雖然利用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)來控制給水流量，但這種調(diào)節(jié)過程是通過電動(dòng)機(jī)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(diào)節(jié)，是一種間接的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)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(guī)則的功率傳輸損耗，較大的功率損耗產(chǎn)生在液力耦合器幾個(gè)非線性摩擦發(fā)熱點(diǎn)上。

從理論上說，根據(jù)泵與風(fēng)機(jī)的相似性定律，給水泵的轉(zhuǎn)速與功率的三次方成正比，若將給水泵調(diào)節(jié)優(yōu)化成電動(dòng)機(jī)直接變速方

式，會(huì)具有良好的節(jié)能效果，采用變頻器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是目前普遍采用的新型調(diào)節(jié)方法。

對(duì)液力耦合器調(diào)速的電動(dòng)給水泵采用一體化變頻調(diào)速電動(dòng)給水泵系統(tǒng)，將給水泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式由液力耦合器調(diào)節(jié)變?yōu)樽冾l調(diào)節(jié)，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(píng)

此項(xiàng)節(jié)能技術(shù)主要應(yīng)用在大型燃煤火力發(fā)電機(jī)組全配置鍋爐液力耦合器調(diào)速的電動(dòng)給水泵。

2.節(jié)能改造具體內(nèi)容

山西臨汾熱電有限公司2號(hào)機(jī)組給水泵液耦調(diào)速改變頻調(diào)速，給水泵電動(dòng)機(jī)與給水泵的傳動(dòng)采用“液偶直聯(lián)”方案，亦即以原有德國(guó)VOITH液力耦合器為基礎(chǔ)，通過科學(xué)、合理的技術(shù)改造為一臺(tái)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(lián)軸器柔性聯(lián)接。

(3)新增外置潤(rùn)滑油泵

(4)封閉液力耦合器工作油系統(tǒng)，

(5)取消工作油冷油器

給水泵運(yùn)行時(shí)，通過給水泵電動(dòng)機(jī)配備的高壓變頻器，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)頻率控制給水泵轉(zhuǎn)速。

電泵液耦調(diào)速改變頻示意圖

3.項(xiàng)目實(shí)施情況

該項(xiàng)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(jìn)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(yùn)行正常、穩(wěn)定，鍋爐給水自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)完全滿足給水的全程控制，鍋爐給水泵改造項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了立項(xiàng)預(yù)期。

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)2號(hào)機(jī)組鍋爐給水泵改造前機(jī)組運(yùn)行參數(shù)。

表1 2號(hào)鍋爐給水泵改造前機(jī)組運(yùn)行參數(shù)

續(xù)表

2號(hào)機(jī)組鍋爐給水泵改造后機(jī)組運(yùn)行參數(shù)

(2)節(jié)能量計(jì)算方法及項(xiàng)目年節(jié)能量

①能耗基準(zhǔn)。

改造前對(duì)機(jī)組的運(yùn)行工況進(jìn)行記錄，以機(jī)組實(shí)發(fā)負(fù)荷(或?qū)?yīng)鍋爐蒸發(fā)量)作為基點(diǎn)，從50%ECR開始作為第一點(diǎn)，按10%ECR遞增至100%ECR，分別統(tǒng)計(jì)機(jī)組在6段負(fù)荷的參數(shù)(包括改造前給水泵 電流、轉(zhuǎn)速、流量、出口壓力)，每個(gè)負(fù)荷保持穩(wěn)定運(yùn)行2~3個(gè)小時(shí)，連續(xù)運(yùn)行2個(gè)小時(shí)，取其合理平均值。

②改造后的能耗量。

按照改造前統(tǒng)計(jì)方式在6段負(fù)荷的參數(shù)(包括改造前給水泵電流、轉(zhuǎn)速、流量、出口壓力)，每個(gè)負(fù)荷保持穩(wěn)定運(yùn)行2~3個(gè)小時(shí)，連續(xù)運(yùn)行2個(gè)小時(shí)，取其合理平均值。

③節(jié)能量計(jì)算。

按月統(tǒng)計(jì)出機(jī)組在上述負(fù)荷段下的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，根據(jù)功率計(jì)算公式，計(jì)算出其功率然后分別根據(jù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)則可計(jì)算出節(jié)能量。

P,=UxIx1.732xcospxn

其中:U--電機(jī)電壓，kV;

I--電機(jī)電流改造前后電流差值

P--單一負(fù)荷下改造后節(jié)省的功率，kW;

cosq--單一負(fù)荷下運(yùn)行功率因數(shù)，小于額定功率因數(shù);

n--單一負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)電機(jī)效率。

改造前對(duì)機(jī)組的運(yùn)行工況進(jìn)行記錄，以機(jī)組實(shí)發(fā)負(fù)荷(或?qū)?yīng)的鍋爐蒸發(fā)量)作為基點(diǎn)，從50%ECR開始作為第一點(diǎn)，按10%ECR遞增至100%ECR，按點(diǎn)分別測(cè)取兩臺(tái)改造的給水泵電動(dòng)機(jī)的耗電功率(單位kW)分別為:P1、P2、…P6。

改造后的能耗計(jì)算:改造完成后按改造前相同對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試并作記錄，得出給水泵各點(diǎn)的運(yùn)行功率為:p1、p2、…p6。

節(jié)能量計(jì)算:以機(jī)組實(shí)發(fā)負(fù)荷(或?qū)?yīng)的鍋爐蒸發(fā)量)作為基點(diǎn)，改造前與改造后給水泵電動(dòng)機(jī)耗電功率相減:Wi=P1-p1、W:=P?-p2、…·W。-P-p6、作為機(jī)組各負(fù)荷點(diǎn)下給水泵的單位時(shí)間節(jié)電量，則節(jié)約耗電量計(jì)算公式為:

W=W,xT +W,xT?+·W,xT

以年平均負(fù)荷為75%計(jì)算，通過計(jì)量電表讀出改造后減少的電功率數(shù)為1765kW年運(yùn)行時(shí)間為7200b，則年節(jié)電量為:

1765kWx7200h-10000=1270.8萬kw·h;

折標(biāo)準(zhǔn)煤為:1270.8萬kW·hx3.30tce/萬kW·h=4193.64tce。

2.年節(jié)能效益

當(dāng)?shù)厣暇W(wǎng)電價(jià)為0.3617元/kW·h，年節(jié)能效益459.6萬元。

五、商業(yè)模式

該項(xiàng)目采用節(jié)能效益分享型合同能源管理模式實(shí)施，在節(jié)能效益分享期內(nèi)，節(jié)能服務(wù)公司與用能單位共同分享節(jié)能效益。

六、融資渠道

該項(xiàng)目總投資1850萬元，全部由節(jié)能服務(wù)公司自有資金投資。