一、案例名称
莱芜钢铁集团风机水泵变频调速项目
二、案例业主
莱钢始建于1970年,是具有年产1300万吨钢综合生产能力的大型钢铁企业集团。主要产品有:型钢、板带、棒材、优钢等系列,其中,热轧H型钢获“中国名牌产品”称号;齿轮钢和轴承钢获“国家冶金产品实物质量金杯奖”;螺纹钢获“山东省免检产品”称号。2005年莱钢被国家发改委确定为国家第一批循环经济试点单位。
三、案例内容
(一)技术原理及适用领域
高速功率可关断器件的串联技术:
独有的世界首创高速功率可关断器件,特别适用IGBT直接串联,使真正无输出、输入变压器的高压变频器成为现实。这对于提高性能、效率,减小体积、重量等各项主要技术经济指标,是以往任何一种节电装置都无法比拟的。
直接速度控制技术(DSC):
以DSC为核心的电机控制技术,是继V/F、转差矢量、矢量控制、直接转矩(DTC)之后的首创的一种控制技术。可采用开环或闭环控制,其鲁棒性超过以往的任一种控制技术。
正弦波技术:
在波形发生、滤波材料、设计方面的创新和优化,使输出电压谐波失真小于3%。使得这种变频器适用于任何电机,而无距离限制的要求。 输入电流正弦波技术,提高了功率因素,降低了对电网的干扰,特别是根据电源及负载的情况,输入端可用多种不同的配置,以符合IEEE519-92的要求。更可满足四象限快速加减速等场合的应用要求。
功率器件IGBT直接串联的二电平电压型高压节电装置是采用变频器已有的成熟技术,应用独特而简单的控制技术成功设计出的一种无输入输出变压器、IGBT直接逆变、输出效率达98%的高压调速系统。对于需要快速制动的场合,采用直流放电制动装置。
fontB iyP@n x?k B2312'>/t。按照年平均供热水量380000t计算,年节约成本456万元,节约标准煤9000吨,减少二氧化碳排放23000吨。
五、商业模式
本项目采用合同能源管理方式运行,项目实施单位与淮安市绿源热水有限公司(以下简称用能单位)签订节能项目开发合同。
项目总投资500万元,节能服务公司投入400万元,用能单位投入100万元,具体约定如下:
节能服务公司负责整个项目的调研、方案设计、可行性研究报告、设备及施工、用能单位的操作及维修培训、设备的保养维护。
用能单位负责项目的场所及建设批准手续、土建基础、系统的日常运行、维护保养。
本项目采用效益分成合作方式,合作期限为五年,按设备制取热水量每吨返还5元给节能服务公司,每两个月结算一次。合作期内节能服务公司提供的设备产权归节能服务公司,用能单位投入的设备产权归用能单位,合作期满,款项结清,项目产权全部移交用能单位,节能效益由用能单位独自享有。
六、融资渠道
本项目总投资500万元,其中80%由节能服务公司承担,节能服务公司自有资金230万元,通过其它社会融资借贷170万元,借款期限两年。
本技术可适用于火力发电、冶金采矿、石油化工、水泥制造、供水、污水处理及其他行业的风机、水泵类高压电机等领域。
(二)案例实施情况
1. 莱芜钢铁集团动力部的水泵(380V/6000V)和风机均为早期的离心式,运行效率较低,其主要原因是风机的调速性能差,并且运行点远离水泵和风机的最高效率点。其用电量及运行时间见下表:
负载名称 |
运行 功率 (KW) |
每天运行时数 |
每年运行天数 |
电费单价 (元/度) |
负载 数量 |
年用 电费 (万元) |
37KW、90KW、132KW 循环水泵 |
220.15 |
24 |
340 |
0.46 |
各1 |
82.6 |
160KW循环水泵 |
136 |
24 |
340 |
0.46 |
2 |
102.1 |
315KW循环水泵 |
267.75 |
24 |
340 |
0.46 |
2 |
201.0 |
355KW循环水泵 |
301.75 |
24 |
340 |
0.46 |
1 |
113.3 |
355加热炉鼓风机 |
284 |
24 |
340 |
0.46 |
1 |
106.6 |
355KW冷却风机 |
284 |
24 |
185 |
0.46 |
1 |
58 |
2. 公司主抽风机,电动机为560KW,4极电机,电压为6KV的三相交流异步电动机,调节进出口阀门开度来调节风压,效率偏低,有大量无功浪费存在。为此我们对引风机风量调节进行电动机调速技术改造,以达到节能降耗及提高效率及自动化水平,其用电量及运行时间见下表:
负载名称 |
有功功率(KW) |
每天运行时数 |
每年运行天数 |
电费单价(元/度) |
负载数量 |
年用电费(万元) |
主抽风机 (除尘) |
442 |
24 |
330 |
0.57 |
1 |
199.5 |
3. 1#、2#主抽风机配套电机为6KV,5#环冷风机配套电机为380V,风量调节采用调节出口风门的方式,测量时1#、2#主抽风机风门开度在75%左右,5#环冷风机在50%左右,造成严重的节流损失,同时造成系统管阻加大,在风机全速运行时易造成风机自身、管路、风门振动,影响设备使用寿命。且系统操作自动化程度较低,耗能高。其用电量及运行时间见下表:
负载 名称 |
运行 功率 (KW) |
每天运行时数 |
每年运行天数 |
电费单价(元/度) |
负载数量 |
年用电费 (万元) |
1#主抽风机 |
437 |
24 |
330 |
0.69 |
1 |
239 |
5#环冷风机 |
101 |
24 |
330 |
0.69 |
1 |
55 |
每节约 |
1kWh |
电 |
就相应节约了 |
0.34千克 |
标准煤 |
4升 |
净水 |
|
同时减少污染排放 |
0.272千克 |
碳粉尘 |
0.997千克 |
二氧化碳 |
|
0.03千克 |
二氧化硫 |
|
0.015千克 |
氮氧化物 |
二、商业模式
本项目采用合同能源管理方式运作,即项目实施单位就本项目与该业主签订节能服务合同,节能服务公司为业主提供能源审计、节能改造的可行性研究报告,节能改造所需的全部资金,设备设计、选择及采购、施工、安装和调试,为业主单位的操作和维修人员提供相关培训、以及项目建成后的维护和保养等专业节能服务。
节能服务公司负责解决本项目所需的所有资金,并与业主单位对本项目所产生的节能效益进行分享,合同规定价格总额,合同期内节能服务公司与业主的分享比例为8:2,在合同期内,项目的所有权属于节能服务公司,合同期满且业主付清所有合同款项后,节能服务公司向业主转移项目所有权,将设备无偿赠予业主,之后的节能收益为业主所有。在项目合同期内,节能服务公司向业主提供所安装设备的维护服务,并与业主保持密切联系,对所安装设备可能出现的问题进行快速诊断和处理,同时不断优化和改进所安装设备的运行性能,以提高项目的节能量及其效益。
三、融资渠道
本项目总投资为363万元(包括工程建设费用及后期运行维护费用),由节能服务公司自筹提供。