申报研发。
一、技术分析评估主要有以下五个方面
(一)节约能源:节能效益显著,电能质量极高。 风机、泵类电机运行时主要会产生以下功率损耗:
1、裕量损失:由于风机、泵类设备在设计选型时要考虑留有各种裕量,因此其出力裕度往往较大:电机实际输出功率和负载实际输入轴功率存在差异,以及二者与工况要求最大负荷时实际所需电机输出功率的差异皆已损失。
2、节流损失:流量的调节方式通常采用档板或阀门调节时,档板或阀门节流产生压力损失,能量损失也很大。
而高压变频器通过调节电机转速来实现节能,无需考虑出力裕度,节约了“裕量损失”。应用变频器后,档板或阀门全开,减少了由于节流阻力产生的能量损失,又由于转速较低,功率消耗按转速的三次方规律下降,所以耗电量大大减少,可以节约能量30%—70%,因此不存在“节流损失”。
(二)环保:减少因耗电产生的空气污染、电机运行产生的电磁污染 在节电同时避免了因此产生的空气污染。SH-HVF系列高压变频器的多电平、多重化措施更使谐波低至2%以下,几乎没有谐波污染,电网侧输入十分纯净,可靠性极高,减少了电磁污染。
(三)优化工艺:提高生产率及产品质量
由于高压变频器的平滑调节,可通过优化转速来保证工艺上的优化,也可通过高精度的调节主动适应复杂多变的负荷工况,从而显著提高生产效率和加工产品质量。
(四)提高设备可靠性:
由于高压变频器所特有的软启动、精调节的功能,从而大大减少了机械的磨损,和启动冲击电流对设备的损害,有效降低了检修维护成本,延长了检修
维护的周期,使设备维护低成本、长周期、简单化、自动化。特别是如SH-HVF完美无谐波系列高压变频器所具有的控制技术数字化、矢量控制技术及PLC直接转矩控制更代表了高压变频器调节维护软件化、操作系统程序化和负荷参数模型化的最新发展趋势。
(五)设备本身的无污染性:主要指噪音污染
这既是对高压变频器的一大要求,也是使用高压变频器的一个目的,必须具有较高的防护等级和较低的噪音水平,才能一方面无需改装就可直接对普通电机实现变频调速,另一方面又为运行检修人员提供了良好的工作环境。噪音水平:75dB。
二、经济评估以可以两种方式测算
“回收投资年限法”:回收投资年限指设备采用高压变频调速的电网收益及其它经济效益补偿设备投资和安装费的最多年限,回收投资年限最短的方案为最优方案。节电收益可通过计量系统测得,其它经济效益可比照已改造的同类设备收益取定额计算,该方法的优点是直观明确,缺点是仅能反映初投资与收益的比例关系,不能反映各种不同方案长期运行的经济性。
“将来费用折算现值法”:将来费用折算现值指购买附加设备(高压变频器)费用,安装费用以及维持主设备和附加设备在全部使用寿命期间运行所需要的运行费、维修费的折算现值。总现值最低的方案为最优方案。该方法较全面、准确地反映了一种方案经济性的优劣,但需要详尽的前期调研和准备工作,对于原始资料的准确性要求很高,否则会导致计算依据不准,从而影响经济评价的效果。
但无论采用哪一种方法,对于离心式风机和泵类而言,变频调速的经济性都是显而易见的,其投资回收年限约在3-5年间,可是其节能收益是长达15-18年的。此外由于变频调速所固有的优点,使运行维护费用也较之其它方案将
大大减少,因此综合以上两点,在其全寿命周期内,都具有很高的运行经济性。
第四章 案例分析
对于电机的高压变频改造以东风汽车公司热电厂为例,可作为一个典型案例分析。
一、项目单位背景
东风汽车公司热电厂位于湖北省十堰市车城西路139号,成立于1980年3月,注册资本25400万元,全民所有制企业,主要负责对东风汽车公司供电供暖。经营范围:电、蒸汽产品生产、供应、销售及服务,粉煤灰综合利用,设备、设施检修,锅炉和热力管网安装、检修及备件加工,防腐保湿,电机修理,煤炭销售。
电厂共有发电机组3台(3×50MW),锅炉5台(5×220t/h(蒸发量));平均厂用电率为13%(冬季15%,夏季10%);2002年厂总发电量为7.8亿度;2002年给水泵全年总耗电量约占厂发电量的4%;上网电价0.28元RMB/度。当年送、引风机全年总耗电量约占厂发电量的2%。
4#锅炉的送、引风机为两套双侧布臵(甲、乙两套),当甲(乙)侧送、引风机单独工作时,锅炉最大可产蒸汽量约为额定的70%左右,因此,甲、乙两侧送、引风机同时工作时,约有40%的富余量。另外,根据高、低峰负荷(电量)及冬、夏季供暖(蒸汽量)的差别,锅炉实际蒸汽量在不同负荷或不同季节有较大的调整量,因此,送、引风机有较大的节能改造空间。变频改造前,其送、引风机的出力由运行人员根据锅炉出力及燃烧工况手动对其送、引风的挡板进行调整,由于送、引风机设计冗余功率较大,利用挡板调节风量造成较大的节流损失,因此,厂用电率较高,影响机组的经济运行。
二、解决方案
为了降低4#炉的送、引风机的耗电量,东风汽车公司热电厂委托我公司对该炉的4台风机(送、引)电机进行变频节能改造。
我公司根据4台风机的实际情况,对2台高压引风机采用自行开发研制的SH-HVF-Y6K/400型高压变频器进行变频调速改造,对2台低压送风机采用低压变频器进行调速改造。并跟据用户的实际控制系统情况进行外围控制系统的配套设计及方案实施。
风机的控制方式从原有的风门挡板控制方式转向变频调速控制方式,有利于实现自动化闭环控制,而且无需改变现有运行工况。同时我们采用变频器与风机 “一对一”的控制方式,既方便实现对单台设备的调节,又提高了整个系统的安全可靠性。
由于风机为锅炉比较重要的辅机设备,其运行的可靠性将影响到整个机组的安全运行。为了充分保证系统的可靠性,每台变频器加装三道后备保护系统措施,保证变频器故障时不影响用户的原用生产运行。
由于该项目为改造工程,且设备的尺寸较大,需要较大的安装场地。为此需在电厂锅炉边现有的空地上建造一新的变频器专用室,用来安装高压变频器。低压变频器尺寸较小,则安装在配电室的现有的空间处。
三、商务合同的主要条款
2004年4月22日,三环公司与东风热电厂签订了商务合同,合同以EPC模式运行,三环公司提供设备,并支付安装费用,将变频器安装在东风热电厂的4#炉送、引风机上,在不影响东风热电厂流动资金的情况下,双方根据商务合同的约定共享节能收益。商务合同的主要内容如下:
1、三环公司为东风公司热电厂生产SH-HVF-Y6K/400高压变频器2套,低
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