随着GB/T24915—20l0合同能源管理技术通则及财建【2010】249号合同能源管理项目财政奖励资金管理暂行办法等相关文件的出台,越来越多的节能服务公司加入节能行业。在相同的待改造项目上,由于各家公司的技术产品不尽相同,节能改造的效果也不一样,这给业主在选择什么样的技术产品时造成一定的困扰,针对这一情况,结合相关案例给出分析评价。
1、系统运行情况分析
河北钢铁集团炼钢厂连铸设备冷却泵共2台,运行模式一开一备,电机由佳木斯电机公司生产,型号为Y315L2—4,额定功率为220 kw, 额定电压为380 v,额定电流为359 A,功率因数为o.89;水泵由上海康大泵业公司生产,型号为KD0w200一660C,流量为2l0m3/h一660 m3/h,扬程为98 m,汽蚀余量为5.1 m。
参照sL548—2012泵站现场测试与安全检测规程进行测量,经过与业主相关技术人员沟通及对系统多年的运行参数统计分析后,得出连铸设备冷却泵系统运行流量范围为400 m3/h~500 m3/h,水泵出口压力为0.85 MPa。0.9 MPa。水泵每年大部分时间(约6 000h)运行工况为:出口阀门开度为65%,进口阀门全开,流量为500 m3/h,压力为0.9 MPa,电机运行电流为339 A;在冬季大气温度比较低时(约2 000 h)运行工况为:出口阀门开度为50%,进口阀门全开,流量为400 m3/h,压力为0.1MPa。
2、复合节能技术改造评价
2.1 采用三元流技术设计更换节能泵
三元流技术对循环水泵的节能改造具有重要作用,它的实质是理论与实践相结合的成果。它通过采用先进的水泵设计软件,即榭流一尾迹三元流动理论计算方法》Ⅲ,并与水泵在现实生产运行的实际状况相结合,对水泵内部的以叶轮为主要部件的水力构件进行设计。它主要是通过以下步骤完成的:首先是对正在使用的离心泵的工况,如水流量、压力变化的范围以及离心泵所耗费的功率等进行试验,并将以前泵体运行的参数标准提出来,以这些参数为依据进行离心泵的设计,然后再通过相关软件设计出新的高效水泵。
把现有连铸设备冷却泵更改成高效节能泵,计算前提:水泵出口流量500 m3/h、压力0.9 MPa,水泵出口阀门开度100%,电机运行电流为339 A,其余管网硬件设施不便,经软件分析计算后得出系统改造后的节能量。
改造前:电机耗电功率Pl=1.732×380 x 339×0.89=198.6 kW,电机输出轴功率P2=1.732×380×339×0.89×0.92=182.7 kw,水泵输入轴功率B=电机输出轴功率=182.7 kw,水泵输出轴功率P4=9.8×500×90,3 600=122.5 kW,水泵运行效率=剐P3=67%。通过软件分析计算,新设计的水泵可以运行在高效率区,其效率可达到85%。
改造后:水泵输入轴功率P3。=122.5/0.85=144.1kw,电机输出轴功率P2’=水泵输入轴功率P3’=144.1kW,电机耗电功率Pl’=144.1/0.92=156.6 kW,小时节电量=P1一只。=198.6—156.6=42 kW,节能率=42/198.6=21.1%,年节能量:42 kW×8 000 h=33.6 x 10 4kW·h,电费按照0.6元/(kW.h)计算,年节省电费=33.6×104kW·h×0.6元,(kW·h1=20.2×10 4元,1.5 a左右的时间可以收回投资成本。
2.2节能泵调速节能
根据电机的特性可知电动机的调速原理,异步电动机输出轴转速(简称电机转速)为几0_(1一s)×60×f/p,式中:凡0为电动机同步转速,r/min;f为电动机定子供电频率,Hz;P为电动机极对数,2p;s=(no-n)no;s为转差率,凡为电动机定子供电频率变化后的转速,r/min。通过改变电机供电频率可以改变电机转速。
连铸设备冷却泵更换为高效节能泵以后,考虑到在冬季大气温度比较低时,设备的冷却效果较好,循环水用量有所降低,用水量为400 m3/h。此时若水泵出口阀门全开,其出水流量为500 m3/h,超过了设备冷却实际需求量400 m3/h。不仅电机的能耗较高,也浪费水资源,若采取减小出口阀开度方式来减小水泵出口流量,会造成节流损失,降低水泵系统运行效率。节能泵变速运行可以解决这个问题。在高效节能泵系统上加装变频器,通过改变电机的供电频率,达到改变电机和水泵的转速。根据流体力学原理,离心式水泵风机等负载设备运行负荷相似定律:流量p与电机转速n一次方成正比,即Q ∞ n;水压日与电机转速n二次方成正比,即H ∞n2。功率P与电机转速n三次方成正比,即P ∞ n3。
1、系统运行情况分析
河北钢铁集团炼钢厂连铸设备冷却泵共2台,运行模式一开一备,电机由佳木斯电机公司生产,型号为Y315L2—4,额定功率为220 kw, 额定电压为380 v,额定电流为359 A,功率因数为o.89;水泵由上海康大泵业公司生产,型号为KD0w200一660C,流量为2l0m3/h一660 m3/h,扬程为98 m,汽蚀余量为5.1 m。
参照sL548—2012泵站现场测试与安全检测规程进行测量,经过与业主相关技术人员沟通及对系统多年的运行参数统计分析后,得出连铸设备冷却泵系统运行流量范围为400 m3/h~500 m3/h,水泵出口压力为0.85 MPa。0.9 MPa。水泵每年大部分时间(约6 000h)运行工况为:出口阀门开度为65%,进口阀门全开,流量为500 m3/h,压力为0.9 MPa,电机运行电流为339 A;在冬季大气温度比较低时(约2 000 h)运行工况为:出口阀门开度为50%,进口阀门全开,流量为400 m3/h,压力为0.1MPa。
2、复合节能技术改造评价
2.1 采用三元流技术设计更换节能泵
三元流技术对循环水泵的节能改造具有重要作用,它的实质是理论与实践相结合的成果。它通过采用先进的水泵设计软件,即榭流一尾迹三元流动理论计算方法》Ⅲ,并与水泵在现实生产运行的实际状况相结合,对水泵内部的以叶轮为主要部件的水力构件进行设计。它主要是通过以下步骤完成的:首先是对正在使用的离心泵的工况,如水流量、压力变化的范围以及离心泵所耗费的功率等进行试验,并将以前泵体运行的参数标准提出来,以这些参数为依据进行离心泵的设计,然后再通过相关软件设计出新的高效水泵。
把现有连铸设备冷却泵更改成高效节能泵,计算前提:水泵出口流量500 m3/h、压力0.9 MPa,水泵出口阀门开度100%,电机运行电流为339 A,其余管网硬件设施不便,经软件分析计算后得出系统改造后的节能量。
改造前:电机耗电功率Pl=1.732×380 x 339×0.89=198.6 kW,电机输出轴功率P2=1.732×380×339×0.89×0.92=182.7 kw,水泵输入轴功率B=电机输出轴功率=182.7 kw,水泵输出轴功率P4=9.8×500×90,3 600=122.5 kW,水泵运行效率=剐P3=67%。通过软件分析计算,新设计的水泵可以运行在高效率区,其效率可达到85%。
改造后:水泵输入轴功率P3。=122.5/0.85=144.1kw,电机输出轴功率P2’=水泵输入轴功率P3’=144.1kW,电机耗电功率Pl’=144.1/0.92=156.6 kW,小时节电量=P1一只。=198.6—156.6=42 kW,节能率=42/198.6=21.1%,年节能量:42 kW×8 000 h=33.6 x 10 4kW·h,电费按照0.6元/(kW.h)计算,年节省电费=33.6×104kW·h×0.6元,(kW·h1=20.2×10 4元,1.5 a左右的时间可以收回投资成本。
2.2节能泵调速节能
根据电机的特性可知电动机的调速原理,异步电动机输出轴转速(简称电机转速)为几0_(1一s)×60×f/p,式中:凡0为电动机同步转速,r/min;f为电动机定子供电频率,Hz;P为电动机极对数,2p;s=(no-n)no;s为转差率,凡为电动机定子供电频率变化后的转速,r/min。通过改变电机供电频率可以改变电机转速。
连铸设备冷却泵更换为高效节能泵以后,考虑到在冬季大气温度比较低时,设备的冷却效果较好,循环水用量有所降低,用水量为400 m3/h。此时若水泵出口阀门全开,其出水流量为500 m3/h,超过了设备冷却实际需求量400 m3/h。不仅电机的能耗较高,也浪费水资源,若采取减小出口阀开度方式来减小水泵出口流量,会造成节流损失,降低水泵系统运行效率。节能泵变速运行可以解决这个问题。在高效节能泵系统上加装变频器,通过改变电机的供电频率,达到改变电机和水泵的转速。根据流体力学原理,离心式水泵风机等负载设备运行负荷相似定律:流量p与电机转速n一次方成正比,即Q ∞ n;水压日与电机转速n二次方成正比,即H ∞n2。功率P与电机转速n三次方成正比,即P ∞ n3。