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        合同能源管理在梅山鋼鐵公司的應(yīng)用實(shí)踐

        2012-02-08 07:15:00黃美華劉廣莉
        電力需求側(cè)管理 2012年1期
        關(guān)鍵詞:金鹵燈耗電量節(jié)電

        黃美華,劉廣莉

        (梅山鋼鐵公司 能源環(huán)保部,南京 210039)

        合同能源管理是指從事節(jié)能服務(wù)的公司通過(guò)與客戶簽訂節(jié)能服務(wù)合同,由自己擔(dān)負(fù)風(fēng)險(xiǎn)為客戶提供節(jié)能改造的一整套服務(wù),并從客戶節(jié)能改造后獲得的節(jié)能效益中收回投資和取得利潤(rùn)的一種商業(yè)運(yùn)作模式,其實(shí)質(zhì)就是一種以減少能源消費(fèi)來(lái)支付節(jié)能項(xiàng)目全部投資的營(yíng)運(yùn)方式,對(duì)于缺少資金支持又有節(jié)能需求的企業(yè)來(lái)說(shuō),合同能源管理模式是最佳的選擇。梅山鋼鐵公司(以下簡(jiǎn)稱“梅鋼公司”)2011年采取此種模式運(yùn)作了5個(gè)合同能源管理項(xiàng)目。

        1 項(xiàng)目推進(jìn)工作思路

        在合同能源管理項(xiàng)目正式啟動(dòng)前,梅鋼公司能源環(huán)保部通過(guò)制定宣傳教材、聘請(qǐng)專家培訓(xùn)、開(kāi)展會(huì)議研討等方式從管理層、具體工作人員到一線員工進(jìn)行了一次全方位的宣貫培訓(xùn)工作,在公司范圍內(nèi)進(jìn)行合同能源管理模式的宣貫和培訓(xùn),讓各部門熟悉合同能源管理相關(guān)政策及其他單位的成功案例。同時(shí),編寫了梅鋼公司《合同能源管理項(xiàng)目管理辦法》,明確各部門管理職責(zé)和項(xiàng)目流程,并組織會(huì)簽,公司最高領(lǐng)導(dǎo)簽發(fā)管理文件,使得開(kāi)展合同能源管理項(xiàng)目有了組織保障。

        考慮梅鋼公司處于合同能源管理模式的嘗試階段,先選擇針對(duì)單體耗能設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造,實(shí)施高效照明、變頻調(diào)速技術(shù)等簡(jiǎn)單且成熟的項(xiàng)目開(kāi)展工作,逐步向水泵4A技術(shù)、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、冷卻塔總體解決方案等系統(tǒng)性節(jié)能項(xiàng)目過(guò)渡。

        能源環(huán)保部首先要求各單位結(jié)合實(shí)際,按照節(jié)能減排的新要求,全面梳理本單位2011年合同能源管理項(xiàng)目。在寶鋼能源部的大力支持下,對(duì)各廠提出的項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、改造必要性和項(xiàng)目可行性分析,并在每個(gè)分廠組織召開(kāi)技術(shù)交流會(huì),從照明系統(tǒng)開(kāi)始組織召開(kāi)項(xiàng)目可研、概算審查會(huì)。

        通過(guò)局部能耗點(diǎn)的節(jié)能改造帶動(dòng)全工序全系統(tǒng)性專項(xiàng)節(jié)能的工作推進(jìn),如:能效電廠、高效爐窯、余能回收等專項(xiàng)評(píng)估,提供一攬子解決方案。

        寶鋼節(jié)能技術(shù)有限公司成立的專家團(tuán)隊(duì)以能效電廠、高效爐窯和余能回收為專項(xiàng)工作,開(kāi)展了從煉焦到冷軋的全流程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,挖掘了45個(gè)用電設(shè)備的可節(jié)電空間,項(xiàng)目全部實(shí)施可使噸鋼電耗下降26 kWh/t,前期先以5個(gè)項(xiàng)目為試點(diǎn)開(kāi)展。

        2 合同能源管理項(xiàng)目的實(shí)施

        2.1 照明系統(tǒng)節(jié)能

        2.1.1 改造的必要性

        梅鋼公司大多采用的是石英金鹵燈,因其技術(shù)壁壘的限制,光源發(fā)光效率低,損失效率大,壽命短,光衰快,不能保證正常照明,維護(hù)成本高,不符合當(dāng)今照明節(jié)能的要求。

        選用新型陶瓷金鹵燈,利用光源的優(yōu)化設(shè)計(jì),自身具備發(fā)光效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、長(zhǎng)壽命、光衰慢等優(yōu)勢(shì)對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行更換,達(dá)到提高清晰度、節(jié)約能耗、降低維護(hù)成本的目的,并通過(guò)變頻電子鎮(zhèn)流器自動(dòng)調(diào)控功率輸出,實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

        2.1.2 改造方案

        在滿足廠房照明照度標(biāo)準(zhǔn)(100~150 lux)的前提下,將冷軋廠廠房照明燈具由原624套400 W石英金鹵燈更換為250 W陶瓷金鹵燈并配備高效燈具。

        在滿足道路照度要求(10~15 lux)的前提下,將廠區(qū)道路照明的原707套250 W石英金鹵燈和高壓鈉燈更換為100 W陶瓷金鹵燈并配備高效燈具。

        2.1.3 改造前后節(jié)電率的測(cè)定

        項(xiàng)目節(jié)電量按實(shí)施雙方樣板照明裝電能表及時(shí)間累時(shí)器實(shí)測(cè)耗電量,選取18盞250 W石英金鹵燈與18盞100 W陶瓷金鹵燈采集15天內(nèi)總使用時(shí)間及耗電量進(jìn)行對(duì)比,得出單燈每小時(shí)平均節(jié)電量,以此為能耗基準(zhǔn),雙方商定結(jié)算電價(jià)按市價(jià)確定。以實(shí)際測(cè)量出單燈每小時(shí)的平均節(jié)電量作為基準(zhǔn)單位依據(jù),利用照明同開(kāi)同關(guān)的特殊性,安裝一只時(shí)間累時(shí)裝置統(tǒng)計(jì)亮燈時(shí)間。

        照明的總節(jié)電量=單燈每小時(shí)平均節(jié)電量×光源總數(shù)×亮燈時(shí)間。

        2.1.4 取得成效

        將原400 W石英金鹵燈更換為250 W陶瓷金鹵燈并配備高效燈具,計(jì)算平均照度接近104 lux,滿足照度標(biāo)準(zhǔn)值。共更換624套廠房照明燈具,理論每年節(jié)電效果如下。

        節(jié)約電量為 624×365天×12h/天×(0.445kW-0.27 kW)/10 000=47.83萬(wàn)kWh。式中,0.445 kW為原廠房石英金鹵燈額定功率,0.27 kW為更換成陶瓷金鹵燈后的額定功率。

        生活區(qū)共更換707套道路照明,每套光源電器配有自動(dòng)調(diào)節(jié)功率功能,在連續(xù)亮燈6 h/d后功率自動(dòng)從100 kW調(diào)節(jié)為70 kW,理論每年節(jié)電效果:

        707×365天×6 h/天×(0.284 kW-0.11 kW)+707×365天×6 h/天×(0.284 kW-0.08 kW)=58.53萬(wàn)kWh。式中,0.284 kW為原道路石英金鹵燈和高壓鈉燈的額定功率,0.11 kW為更換成陶瓷金鹵燈的額定功率,0.08 kW為自動(dòng)調(diào)節(jié)后陶瓷金鹵燈額定功率。

        2.2 風(fēng)機(jī)、水泵系統(tǒng)節(jié)能

        2.2.1 改造的必要性

        梅鋼煉鐵廠4號(hào)高爐熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊較大;助燃風(fēng)機(jī)一直高速運(yùn)轉(zhuǎn),風(fēng)機(jī)壽命較短;風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),工作噪聲較大;電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期在工頻50 Hz運(yùn)行,通過(guò)操作風(fēng)門來(lái)調(diào)節(jié)熱風(fēng)爐助燃空氣量的大小,電能浪費(fèi)嚴(yán)重。

        梅鋼連鑄水處理二期結(jié)晶器泵共有3臺(tái)水泵,根據(jù)運(yùn)行參數(shù),可以計(jì)算出1號(hào)和2號(hào)泵的運(yùn)行效率為61%,而3號(hào)泵的運(yùn)行效率則達(dá)到75%,比老泵高出14個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)測(cè)算,單臺(tái)新泵與老泵相比,運(yùn)行1 h可節(jié)電40 kWh。

        2.2.2 改造方案

        對(duì)2號(hào)助燃風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制改造:正常情況下變頻器對(duì)助燃風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制,如果變頻器故障,利用旁路裝置切換到工頻狀態(tài),確保助燃風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行。

        2.2.3 改造前后節(jié)能率的測(cè)算

        改造前先在系統(tǒng)每臺(tái)風(fēng)機(jī)或水泵的控制柜上安裝精度為0.5級(jí)的三相有功電能表,對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行電耗進(jìn)行確認(rèn)。系統(tǒng)運(yùn)行能耗以單位時(shí)間的功耗作為計(jì)量依據(jù),雙方對(duì)改造前系統(tǒng)的單位耗電量進(jìn)行確認(rèn),記錄系統(tǒng)運(yùn)行30天風(fēng)機(jī)(水泵)所消耗的電量P和系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間T,按公式(1)計(jì)算出每臺(tái)助燃風(fēng)機(jī)(水泵)的單位小時(shí)耗電量λ1作為改造前的能耗基準(zhǔn)值。

        改造工程完成后,在同等的工藝運(yùn)行條件下,記錄系統(tǒng)運(yùn)行30天所消耗的電量和系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間,按公式(1)計(jì)算出改造后每臺(tái)助燃風(fēng)機(jī)(水泵)的單位小時(shí)耗電量λ2,從而得出改造前后助燃風(fēng)機(jī)(水泵)單位小時(shí)的節(jié)電量為

        在進(jìn)行節(jié)能效益回收計(jì)算時(shí),可以得出當(dāng)期節(jié)電量=Δλ×當(dāng)期運(yùn)行時(shí)間。

        功耗確定時(shí),電量計(jì)量工具采用安裝的三相有功電能表,運(yùn)行時(shí)間計(jì)量采用累時(shí)器。安裝的三相有功電能表和累時(shí)器的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、改造前后單位時(shí)間的耗電量及改造后的當(dāng)期節(jié)電量均需雙方簽字認(rèn)可。

        2.2.4 理論節(jié)能效果

        風(fēng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)電效益見(jiàn)表1所示。

        表1 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)電效益

        風(fēng)機(jī)系統(tǒng)改造后節(jié)電率25%,年節(jié)約用電量約177.3萬(wàn)kWh,年節(jié)約電費(fèi)約106.4萬(wàn)元。

        水泵優(yōu)化改造后,在滿足系統(tǒng)供水量的前提下,提高了水泵的運(yùn)行效率,降低了水泵能耗。按每年生產(chǎn)12個(gè)月,每月25天,每天24 h生產(chǎn)計(jì),水泵全年可節(jié)約耗電量約28萬(wàn)kWh。

        2.3 冷卻塔系統(tǒng)節(jié)能

        2.3.1 改造的必要性

        煉鋼中心轉(zhuǎn)爐濁循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行中冷卻塔水質(zhì)情況較差,硬度為95,pH值11.6。填料易結(jié)垢,在堵塞嚴(yán)重時(shí),易造成填料崩塌的安全隱患。由于填料塔的降溫效果不穩(wěn)定,且生產(chǎn)裝置的熱負(fù)荷較大,要達(dá)到設(shè)備工藝要求則必須加大循環(huán)水量,才能提高冷卻效果,因此必須對(duì)冷卻塔進(jìn)行改造。

        2.3.2 改造方案

        對(duì)轉(zhuǎn)爐濁循環(huán)水系統(tǒng)5臺(tái)冷卻塔進(jìn)行優(yōu)化改造,取消冷卻塔填料,采用高效噴霧水分散裝置改造冷卻塔布水裝置。

        2.3.3 改造前后節(jié)能率的測(cè)算

        該泵組現(xiàn)場(chǎng)安裝有獨(dú)立的水量表和電量表,當(dāng)期節(jié)電量=(當(dāng)期耗電總量/當(dāng)期送水總量-基準(zhǔn)值)×當(dāng)期送水總量。

        2.3.4 理論節(jié)能效果

        電動(dòng)機(jī)功率18.5 kW(按運(yùn)行功率15.5 kW計(jì)),電動(dòng)機(jī)改造后因冷卻塔風(fēng)阻下降,功率下降16%,節(jié)省功率2.5 kW,按每年運(yùn)行時(shí)間7.5個(gè)月計(jì)算,年節(jié)省電量

        2.5 kW×7.5×30天×24 h/10 000=1.35萬(wàn)kWh。

        2.4 空調(diào)節(jié)能

        2.4.1 改造的必要性

        檔案館庫(kù)房采用的是恒溫恒濕中央空調(diào)系統(tǒng)。機(jī)組夏季采用7℃出水的方式為將新風(fēng)和回風(fēng)統(tǒng)一降溫至露點(diǎn)溫度以下,新風(fēng)與回風(fēng)的比例為1:4。而實(shí)際上室內(nèi)回風(fēng)不需要除濕,只需要降溫即可,降溫不需要7℃冷凍水作為冷源,這種將溫度和濕度一起處理的方式造成了中央空調(diào)主機(jī)能量的大量浪費(fèi)。

        2.4.2 改造方案

        對(duì)科技部檔案館庫(kù)房中央空調(diào)系統(tǒng)改造,對(duì)倉(cāng)庫(kù)中央空調(diào)系統(tǒng)采用溫濕度分開(kāi)控制的方法,減少室內(nèi)回風(fēng)降溫負(fù)荷。

        2.4.3 改造前后節(jié)能率的測(cè)算

        以每年84萬(wàn)kWh用電量作為基準(zhǔn)單位依據(jù),安裝電能表統(tǒng)計(jì)年度耗電量并與基準(zhǔn)電量比較。計(jì)算公式為:年度節(jié)能量=年度基準(zhǔn)電量-年度實(shí)際耗電量。

        2.4.4 理論節(jié)能效果

        檔案館倉(cāng)庫(kù)空調(diào)系統(tǒng)改造后,電能消耗下降,每年節(jié)約30%,電耗約12.6萬(wàn)kWh。

        3 后期更多新技術(shù)的應(yīng)用

        后期梅鋼公司將從以下幾個(gè)方面通過(guò)合同能源管理項(xiàng)目降低能源成本:一是高效照明,采用陶瓷金鹵燈光源和燈具替換原有的高能耗光源和燈具;二是風(fēng)機(jī)、水泵系統(tǒng)節(jié)能,對(duì)586臺(tái)風(fēng)機(jī)、1 590臺(tái)水泵進(jìn)行能效評(píng)價(jià),更換為高效葉輪;三是高效電動(dòng)機(jī),對(duì)334臺(tái)高壓電動(dòng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造,更換為高效電動(dòng)機(jī);四是低溫余熱發(fā)電技術(shù)。熱軋加熱爐低溫蒸汽、高爐沖渣水、冷軋減溫減壓采用PowerBox發(fā)電,可以大幅度提高自發(fā)電比例。

        [1] 劉子成.合同能源管理在新鋼釩公司的應(yīng)用實(shí)踐[J].四川冶金,2009(4):48-49.

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