合同能源管理在梅山鋼鐵公司的應用實踐

黃美華，劉廣莉

（梅山鋼鐵公司 能源環保部，南京 210039）

合同能源管理是指從事節能服務的公司通過與客戶簽訂節能服務合同，由自己擔負風險為客戶提供節能改造的一整套服務，并從客戶節能改造后獲得的節能效益中收回投資和取得利潤的一種商業運作模式，其實質就是一種以減少能源消費來支付節能項目全部投資的營運方式，對于缺少資金支持又有節能需求的企業來說，合同能源管理模式是最佳的選擇。梅山鋼鐵公司（以下簡稱“梅鋼公司”）2011年采取此種模式運作了5個合同能源管理項目。

1 項目推進工作思路

在合同能源管理項目正式啟動前，梅鋼公司能源環保部通過制定宣傳教材、聘請專家培訓、開展會議研討等方式從管理層、具體工作人員到一線員工進行了一次全方位的宣貫培訓工作，在公司范圍內進行合同能源管理模式的宣貫和培訓，讓各部門熟悉合同能源管理相關政策及其他單位的成功案例。同時，編寫了梅鋼公司《合同能源管理項目管理辦法》，明確各部門管理職責和項目流程，并組織會簽，公司最高領導簽發管理文件，使得開展合同能源管理項目有了組織保障。

考慮梅鋼公司處于合同能源管理模式的嘗試階段，先選擇針對單體耗能設備進行技術改造，實施高效照明、變頻調速技術等簡單且成熟的項目開展工作，逐步向水泵4A技術、風機系統、冷卻塔總體解決方案等系統性節能項目過渡。

能源環保部首先要求各單位結合實際，按照節能減排的新要求，全面梳理本單位2011年合同能源管理項目。在寶鋼能源部的大力支持下，對各廠提出的項目進行現場調研、改造必要性和項目可行性分析，并在每個分廠組織召開技術交流會，從照明系統開始組織召開項目可研、概算審查會。

通過局部能耗點的節能改造帶動全工序全系統性專項節能的工作推進，如：能效電廠、高效爐窯、余能回收等專項評估，提供一攬子解決方案。

寶鋼節能技術有限公司成立的專家團隊以能效電廠、高效爐窯和余能回收為專項工作，開展了從煉焦到冷軋的全流程現場調研，挖掘了45個用電設備的可節電空間，項目全部實施可使噸鋼電耗下降26 kWh/t，前期先以5個項目為試點開展。

2 合同能源管理項目的實施

2.1 照明系統節能

2.1.1 改造的必要性

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

選用新型陶瓷金鹵燈，利用光源的優化設計，自身具備發光效率高、質量穩定、長壽命、光衰慢等優勢對照明設備進行更換，達到提高清晰度、節約能耗、降低維護成本的目的，并通過變頻電子鎮流器自動調控功率輸出，實現節能的目的。

2.1.2 改造方案

在滿足廠房照明照度標準（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 改造前后節電率的測定

項目節電量按實施雙方樣板照明裝電能表及時間累時器實測耗電量，選取18盞250 W石英金鹵燈與18盞100 W陶瓷金鹵燈采集15天內總使用時間及耗電量進行對比，得出單燈每小時平均節電量，以此為能耗基準，雙方商定結算電價按市價確定。以實際測量出單燈每小時的平均節電量作為基準單位依據，利用照明同開同關的特殊性，安裝一只時間累時裝置統計亮燈時間。

照明的總節電量=單燈每小時平均節電量×光源總數×亮燈時間。

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，計算平均照度接近104 lux,滿足照度標準值。共更換624套廠房照明燈具，理論每年節電效果如下。

節約電量為 624×365天×12h/天×（0.445kW-0.27 kW）/10 000=47.83萬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。

生活區共更換707套道路照明，每套光源電器配有自動調節功率功能，在連續亮燈6 h/d后功率自動從100 kW調節為70 kW,理論每年節電效果：

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為自動調節后陶瓷金鹵燈額定功率。

2.2 風機、水泵系統節能

2.2.1 改造的必要性

梅鋼煉鐵廠4號高爐熱風爐助燃風機電動機啟動時對電網沖擊較大；助燃風機一直高速運轉，風機壽命較短；風機高速運轉，工作噪聲較大；電動機長期在工頻50 Hz運行，通過操作風門來調節熱風爐助燃空氣量的大小，電能浪費嚴重。

梅鋼連鑄水處理二期結晶器泵共有3臺水泵，根據運行參數，可以計算出1號和2號泵的運行效率為61%，而3號泵的運行效率則達到75%，比老泵高出14個百分點。根據運行數據測算，單臺新泵與老泵相比，運行1 h可節電40 kWh。

2.2.2 改造方案

對2號助燃風機進行變頻控制改造：正常情況下變頻器對助燃風機進行變頻控制，如果變頻器故障，利用旁路裝置切換到工頻狀態，確保助燃風機連續運行。

2.2.3 改造前后節能率的測算

改造前先在系統每臺風機或水泵的控制柜上安裝精度為0.5級的三相有功電能表，對系統的運行電耗進行確認。系統運行能耗以單位時間的功耗作為計量依據，雙方對改造前系統的單位耗電量進行確認，記錄系統運行30天風機（水泵）所消耗的電量P和系統運行時間T，按公式（1）計算出每臺助燃風機（水泵）的單位小時耗電量λ1作為改造前的能耗基準值。

改造工程完成后，在同等的工藝運行條件下，記錄系統運行30天所消耗的電量和系統運行時間，按公式（1）計算出改造后每臺助燃風機（水泵）的單位小時耗電量λ2，從而得出改造前后助燃風機（水泵）單位小時的節電量為

在進行節能效益回收計算時，可以得出當期節電量=Δλ×當期運行時間。

功耗確定時，電量計量工具采用安裝的三相有功電能表，運行時間計量采用累時器。安裝的三相有功電能表和累時器的數據準確性、改造前后單位時間的耗電量及改造后的當期節電量均需雙方簽字認可。

2.2.4 理論節能效果

風機系統節電效益見表1所示。

表1 風機系統節電效益

風機系統改造后節電率25%，年節約用電量約177.3萬kWh，年節約電費約106.4萬元。

水泵優化改造后，在滿足系統供水量的前提下，提高了水泵的運行效率，降低了水泵能耗。按每年生產12個月，每月25天，每天24 h生產計，水泵全年可節約耗電量約28萬kWh。

2.3 冷卻塔系統節能

2.3.1 改造的必要性

煉鋼中心轉爐濁循環系統運行中冷卻塔水質情況較差，硬度為95，pH值11.6。填料易結垢，在堵塞嚴重時，易造成填料崩塌的安全隱患。由于填料塔的降溫效果不穩定，且生產裝置的熱負荷較大，要達到設備工藝要求則必須加大循環水量，才能提高冷卻效果，因此必須對冷卻塔進行改造。

2.3.2 改造方案

對轉爐濁循環水系統5臺冷卻塔進行優化改造，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 改造前后節能率的測算

該泵組現場安裝有獨立的水量表和電量表，當期節電量=（當期耗電總量/當期送水總量-基準值）×當期送水總量。

2.3.4 理論節能效果

電動機功率18.5 kW（按運行功率15.5 kW計），電動機改造后因冷卻塔風阻下降，功率下降16%,節省功率2.5 kW,按每年運行時間7.5個月計算,年節省電量

2.5 kW×7.5×30天×24 h/10 000＝1.35萬kWh。

2.4 空調節能

2.4.1 改造的必要性

檔案館庫房采用的是恒溫恒濕中央空調系統。機組夏季采用7℃出水的方式為將新風和回風統一降溫至露點溫度以下，新風與回風的比例為1：4。而實際上室內回風不需要除濕，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主機能量的大量浪費。

2.4.2 改造方案

對科技部檔案館庫房中央空調系統改造，對倉庫中央空調系統采用溫濕度分開控制的方法，減少室內回風降溫負荷。

2.4.3 改造前后節能率的測算

以每年84萬kWh用電量作為基準單位依據，安裝電能表統計年度耗電量并與基準電量比較。計算公式為：年度節能量＝年度基準電量-年度實際耗電量。

2.4.4 理論節能效果

檔案館倉庫空調系統改造后，電能消耗下降，每年節約30%,電耗約12.6萬kWh。

3 后期更多新技術的應用

后期梅鋼公司將從以下幾個方面通過合同能源管理項目降低能源成本：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；二是風機、水泵系統節能，對586臺風機、1 590臺水泵進行能效評價，更換為高效葉輪；三是高效電動機，對334臺高壓電動機進行技術改造，更換為高效電動機；四是低溫余熱發電技術。熱軋加熱爐低溫蒸汽、高爐沖渣水、冷軋減溫減壓采用PowerBox發電，可以大幅度提高自發電比例。

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