曾 玲

（廣州市旺隆熱電有限公司，廣州 511340）

合同能源管理在發(fā)電廠的應(yīng)用

曾 玲

（廣州市旺隆熱電有限公司，廣州 511340）

本文首先對合同能源管理在電廠中應(yīng)用進行了可行性分析，然后介紹了合同能源管理在旺隆電廠的6kV高壓電機節(jié)能改造中的實施情況及采用的控制策略。改造后設(shè)備運行情況良好，尤其是排風(fēng)風(fēng)機高壓變頻器的投入，使得我廠制粉電耗從往年的34kW·h/t降到26kW·h，廠用電率也有所下降，節(jié)能效果顯著。最后提出合同能源管理在電網(wǎng)企業(yè)中具有良好的推廣意義。

合同能源管理；發(fā)電廠；高壓變頻；節(jié)能

合同能源管理[1]，在國外簡稱 ESCO（Energy Service Company），在國內(nèi)廣泛地被稱為合同能源管理（Energy Management Contract，EMC），是20世紀 70年代在西方發(fā)達國家開始發(fā)展起來一種基于市場運作的全新的節(jié)能新機制。合同能源管理不是推銷產(chǎn)品或技術(shù)，而是推銷一種減少能源成本的財務(wù)管理方法。其經(jīng)營機制是一種節(jié)能投資服務(wù)管理；客戶見到節(jié)能效益后，EMC公司才與客戶一起共同分享節(jié)能成果，取得雙贏的效果。

合同能源管理是 EMC公司通過與客戶簽訂節(jié)能服務(wù)合同，為客戶提供包括：能源審計、項目設(shè)計、項目融資、設(shè)備采購、工程施工、設(shè)備安裝調(diào)試、人員培訓(xùn)、節(jié)能量確認和保證等一整套的節(jié)能服務(wù)[2]，并從客戶進行節(jié)能改造后獲得的節(jié)能效益中收回投資和取得利潤的一種商業(yè)運作模式。

EMC公司服務(wù)的客戶不需要承擔節(jié)能實施的資金、技術(shù)及風(fēng)險，并且可以更快的降低能源成本，獲得實施節(jié)能后帶來的收益，并可以獲取EMC公司提供的設(shè)備[3]。

基于以上合同能源管理的優(yōu)勢，2010年國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了發(fā)展改革委等部門關(guān)于加快推行合同能源管理促進節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見的通知（國辦發(fā)〔2010〕25號）大力推廣能源合同管理模式。

1 旺隆電廠合同能源管理可行性分析

1.1 項目概況

本次項目針對#1、#2爐4臺排粉風(fēng)機以及#1、#2爐2臺增壓風(fēng)機的高壓電機進行高壓變頻節(jié)能改造。經(jīng)過實地調(diào)研：這些電機在實際的生產(chǎn)過程中通過擋板或?qū)~來調(diào)節(jié)所需的風(fēng)量大小。變頻改造后，通過改變原始的擋板控制，不論是從生產(chǎn)工藝控制還是用電損耗、減少設(shè)備維護量以及自動化程度上都能帶來極大的改善。

1.2 風(fēng)機變頻調(diào)速節(jié)能原理及節(jié)能計算分析簡介

1）風(fēng)機變頻調(diào)速節(jié)能原理

從流體力學(xué)的原理得知[4]，使用感應(yīng)電動機驅(qū)動的風(fēng)機、水泵負載，軸功率P與流量Q，揚程H的關(guān)系為：P∝Q×H。

當電動機的轉(zhuǎn)速由 n1變化到 n2時，Q、H、P與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下：

可見流量Q和電機的轉(zhuǎn)速n是成正比關(guān)系的，而所需的軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比關(guān)系。所以當需要80%的額定流量時，通過調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速的 80%，即調(diào)節(jié)頻率到 40Hz即可，這時所需功率將僅為原來的51.2%。

如圖1所示，從風(fēng)機、水泵的運行曲線圖來分析采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果。

圖1 風(fēng)機、水泵的運行曲線圖

當所需風(fēng)量、流量從 Q1減小到 Q2時，如果采用調(diào)節(jié)閥門的辦法，管網(wǎng)阻力將會增加，管網(wǎng)特性曲線上移，系統(tǒng)的運行工況點從A點變到新的運行工況點 B點運行，所需軸功率 p2與面積 H2×Q2成正比；如果采用調(diào)速控制方式，風(fēng)機、水泵轉(zhuǎn)速由n1下降到n2，其管網(wǎng)特性并不發(fā)生改變，但風(fēng)機、水泵的特性曲線將下移，因此其運行工況點由A點移至 C點[5]。此時所需軸功率 P3與面積 HB×Q2成正比。從理論上分析，所節(jié)約的軸功率 Delt(P)與(H2-HB)×(C-B)的面積成正比。

考慮減速后效率下降和調(diào)速裝置的附加損耗，通過實踐的統(tǒng)計，風(fēng)機泵類通過調(diào)速控制可節(jié)能20%～50%，有些風(fēng)機負載節(jié)能比例達60%以上。

2）變頻改造節(jié)能分析

改造前工頻運行功率計算公式

式中，U為電機電壓，kV；I為電機電流，A；P1為單一負荷下工頻運行功率，kW；cosφ為單一負荷下運行功率因數(shù)，小于額定功率因數(shù)。

式中，T為全年平均運行時間，h；P1為單一負荷下的運行功率，kW；δ為這種負荷下的全年運行時間比例；C1為改造前總耗電量，kW·h。

1.3 各臺風(fēng)機變頻改造節(jié)電分析

根據(jù)上述節(jié)能原理對#1、2爐排粉風(fēng)機/增壓風(fēng)機進行節(jié)能計算，見表1。

表1 各風(fēng)機的節(jié)能量

綜上所述，通過對旺隆電廠相關(guān)設(shè)備工況詳細調(diào)查及對現(xiàn)場的實際勘測、論證并綜合理論計算，得出此項目相關(guān)設(shè)備在電機系統(tǒng)全部改造措施實施后，與改造前比較，測算每年可以節(jié)約用電量（生產(chǎn)性負載設(shè)備年的年運行小時按照7000h計算）共計約439萬kW· h，按每度電0.498元/kW· h計算，年節(jié)約電費約218.62萬元；按3.45×10-4t標煤/kW· h計算，年節(jié)約標煤約1514.55t。

2 旺隆電廠節(jié)電降耗改造中能源合同管理的實施情況

2011年 12月，旺隆電廠同廣州智光節(jié)能有限公司簽訂了高壓變頻改造的節(jié)能服務(wù)合同，對我司4臺排粉風(fēng)機及兩臺增壓風(fēng)機加裝變頻器。

改造后效益分享期為6年，效益分享期間的一切設(shè)備維護管理均由該節(jié)能服務(wù)公司負責(zé)，并向電廠提高人員培訓(xùn)。分享完后所有節(jié)電設(shè)備歸電廠所有。

該項目于2012年2月對電廠高壓變頻設(shè)備進行安裝，于2012年3月完成安裝。在節(jié)能效益分享期內(nèi)，第一、第二、第三年我司分享20%的節(jié)能效益，節(jié)能服務(wù)公司分享80%的節(jié)能效益；第四、第五、第六年我司分享30%的節(jié)能效益，節(jié)能服務(wù)公司分享70%的節(jié)能效益。節(jié)能服務(wù)公司分享的年節(jié)能效益前三年不得超過218.62萬的80%，后三年不得超過預(yù)計218.62萬的70%。雙方應(yīng)當按照附件項目方案的規(guī)定共同或者委托第三方機構(gòu)對項目節(jié)能量進行測量和確認。

3 目前旺隆電廠節(jié)電運行狀況

通過找第三方進行節(jié)能量測試，在鍋爐滿負荷的工況下，高壓變頻節(jié)能量測試結(jié)果如表2所示，#1增壓風(fēng)機由于測試時工頻振動值偏大，不適合試驗，節(jié)能率參照#2增壓風(fēng)機取值。

表2 各風(fēng)機的節(jié)能測試結(jié)果

由于改造前按風(fēng)量不變的原則計算變頻功率，實際我廠在機組檢修期間進行了空預(yù)器的改造，鍋爐漏風(fēng)現(xiàn)象減少，因此改造前后鍋爐工況有變化，且取值有一定誤差，因此排粉風(fēng)機實際節(jié)能效率高于計算值。而增壓風(fēng)機由于我廠脫硫設(shè)計是兩爐一塔，兩臺增壓風(fēng)機風(fēng)量之間有影響，因此實際節(jié)能量比計算節(jié)能量小。

改造后設(shè)備運行情況良好，2012年7月至2013年6月實際節(jié)能量如表3所示，年節(jié)約電費（每度電按0.498元計算）共計約369.31萬元。

表3 各風(fēng)機的實際年節(jié)能量

尤其是排風(fēng)風(fēng)機高壓變頻器的投入，使得我廠制粉電耗從往年的 34kW·h/t降到 26kW·h/t，廠用電率也有所下降，節(jié)能效果顯著。

4 結(jié)論

綜上所述，合同能源管理是電網(wǎng)企業(yè)開展節(jié)能服務(wù)的一種有效方式，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。電網(wǎng)企業(yè)可將合同能源管理作為節(jié)能服務(wù)的主要手段，利用市場機制推動節(jié)能服務(wù)事業(yè)的發(fā)展。

[1] 楊振宇，趙劍鋒，王書保. 合同能源管理在中國的發(fā)展及待解決的問題[J].電力需求側(cè)管理, 2004(6).

[2] 戴建如. 中國合同能源管理融資模式研究[D]. 北京：中央財經(jīng)大學(xué),2005.

[3] 常燕，陳武，張曉萱. 節(jié)能投資新機制:合同能源管理[J]. 能源技術(shù)經(jīng)濟, 2011, 23(2): 40-44.

[4] 蔡增基, 龍?zhí)煊? 流體力學(xué)泵與風(fēng)機[M]. 中國建筑工業(yè)出版社, 1999.

[5] 相玲. 變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機、水泵節(jié)能改造中的應(yīng)用[D]. 華北電力大學(xué), 2012.

Application of Energy Management Contract in Power Plant

Zeng Ling
(Guangzhou Wanglong Thermoelectricity Co., Ltd, Guangzhou 511340)

Firstly,the feasibility of energy management contract in power plant are analyzed in this paper. Based on this, the implementation of contract energy management in Wanglong power plants is introduced，including the application of control strategies. After renovation, the equipment is running in good condition.Especially the renovation of powder exhaust fan, makes milling electric cost from 34kW·h/t to 26kW·h/t and lift the boiler operation economy. Power consumption rate is also reduced.Finally, it is proposed that contract energy management contract in the grid enterprises has good marketing sense.

energy management contract; high voltage inverter; power plant; energy saving

曾 玲（1982-），女，湖北武漢人，工程師，工學(xué)碩士，主要從事電廠電氣專業(yè)管理工作。