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）

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(duì)合同能源管理在電廠中應(yīng)用進(jìn)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(jī)節(jié)能改造中的實(shí)施情況及采用的控制策略。改造后設(shè)備運(yùn)行情況良好，尤其是排風(fēng)風(fēng)機(jī)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(guó)外簡(jiǎn)稱 ESCO（Energy Service Company），在國(guó)內(nèi)廣泛地被稱為合同能源管理（Energy Management Contract，EMC），是20世紀(jì) 70年代在西方發(fā)達(dá)國(guó)家開始發(fā)展起來(lái)一種基于市場(chǎng)運(yùn)作的全新的節(jié)能新機(jī)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(cái)務(wù)管理方法。其經(jīng)營(yíng)機(jī)制是一種節(jié)能投資服務(wù)管理；客戶見(jiàn)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(guò)與客戶簽訂節(jié)能服務(wù)合同，為客戶提供包括：能源審計(jì)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目融資、設(shè)備采購(gòu)、工程施工、設(shè)備安裝調(diào)試、人員培訓(xùn)、節(jié)能量確認(rèn)和保證等一整套的節(jié)能服務(wù)[2]，并從客戶進(jìn)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(rùn)的一種商業(yè)運(yùn)作模式。

EMC公司服務(wù)的客戶不需要承擔(dān)節(jié)能實(shí)施的資金、技術(shù)及風(fēng)險(xiǎn)，并且可以更快的降低能源成本，獲得實(shí)施節(jié)能后帶來(lái)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(shì)，2010年國(guó)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(jìn)節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見(jiàn)的通知（國(guó)辦發(fā)〔2010〕25號(hào)）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(xiàng)目概況

本次項(xiàng)目針對(duì)#1、#2爐4臺(tái)排粉風(fēng)機(jī)以及#1、#2爐2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)的高壓電機(jī)進(jìn)行高壓變頻節(jié)能改造。經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研：這些電機(jī)在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)擋板或?qū)~來(lái)調(diào)節(jié)所需的風(fēng)量大小。變頻改造后，通過(guò)改變?cè)嫉膿醢蹇刂疲徽撌菑纳a(chǎn)工藝控制還是用電損耗、減少設(shè)備維護(hù)量以及自動(dòng)化程度上都能帶來(lái)極大的改善。

1.2 風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能原理及節(jié)能計(jì)算分析簡(jiǎn)介

1）風(fēng)機(jī)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載，軸功率P與流量Q，揚(yáng)程H的關(guān)系為：P∝Q×H。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由 n1變化到 n2時(shí)，Q、H、P與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下：

可見(jiàn)流量Q和電機(jī)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(dāng)需要80%的額定流量時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)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(shí)所需功率將僅為原來(lái)的51.2%。

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

圖1 風(fēng)機(jī)、水泵的運(yùn)行曲線圖

當(dāng)所需風(fēng)量、流量從 Q1減小到 Q2時(shí)，如果采用調(diào)節(jié)閥門的辦法，管網(wǎng)阻力將會(huì)增加，管網(wǎng)特性曲線上移，系統(tǒng)的運(yùn)行工況點(diǎn)從A點(diǎn)變到新的運(yùn)行工況點(diǎn) B點(diǎn)運(yùn)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(jī)、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(jī)、水泵的特性曲線將下移，因此其運(yùn)行工況點(diǎn)由A點(diǎn)移至 C點(diǎn)[5]。此時(shí)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(guò)實(shí)踐的統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)泵類通過(guò)調(diào)速控制可節(jié)能20%～50%，有些風(fēng)機(jī)負(fù)載節(jié)能比例達(dá)60%以上。

2）變頻改造節(jié)能分析

改造前工頻運(yùn)行功率計(jì)算公式

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

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

1.3 各臺(tái)風(fēng)機(jī)變頻改造節(jié)電分析

根據(jù)上述節(jié)能原理對(duì)#1、2爐排粉風(fēng)機(jī)/增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能計(jì)算，見(jiàn)表1。

表1 各風(fēng)機(jī)的節(jié)能量

綜上所述，通過(guò)對(duì)旺隆電廠相關(guān)設(shè)備工況詳細(xì)調(diào)查及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際勘測(cè)、論證并綜合理論計(jì)算，得出此項(xiàng)目相關(guān)設(shè)備在電機(jī)系統(tǒng)全部改造措施實(shí)施后，與改造前比較，測(cè)算每年可以節(jié)約用電量（生產(chǎn)性負(fù)載設(shè)備年的年運(yùn)行小時(shí)按照7000h計(jì)算）共計(jì)約439萬(wàn)kW· h，按每度電0.498元/kW· h計(jì)算，年節(jié)約電費(fèi)約218.62萬(wàn)元；按3.45×10-4t標(biāo)煤/kW· h計(jì)算，年節(jié)約標(biāo)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(shí)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(duì)我司4臺(tái)排粉風(fēng)機(jī)及兩臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)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(hù)管理均由該節(jié)能服務(wù)公司負(fù)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(xiàng)目于2012年2月對(duì)電廠高壓變頻設(shè)備進(jìn)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(guò)218.62萬(wàn)的80%，后三年不得超過(guò)預(yù)計(jì)218.62萬(wàn)的70%。雙方應(yīng)當(dāng)按照附件項(xiàng)目方案的規(guī)定共同或者委托第三方機(jī)構(gòu)對(duì)項(xiàng)目節(jié)能量進(jìn)行測(cè)量和確認(rèn)。

3 目前旺隆電廠節(jié)電運(yùn)行狀況

通過(guò)找第三方進(jìn)行節(jié)能量測(cè)試，在鍋爐滿負(fù)荷的工況下，高壓變頻節(jié)能量測(cè)試結(jié)果如表2所示，#1增壓風(fēng)機(jī)由于測(cè)試時(shí)工頻振動(dòng)值偏大，不適合試驗(yàn)，節(jié)能率參照#2增壓風(fēng)機(jī)取值。

表2 各風(fēng)機(jī)的節(jié)能測(cè)試結(jié)果

由于改造前按風(fēng)量不變的原則計(jì)算變頻功率，實(shí)際我廠在機(jī)組檢修期間進(jìn)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(jī)實(shí)際節(jié)能效率高于計(jì)算值。而增壓風(fēng)機(jī)由于我廠脫硫設(shè)計(jì)是兩爐一塔，兩臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)風(fēng)量之間有影響，因此實(shí)際節(jié)能量比計(jì)算節(jié)能量小。

改造后設(shè)備運(yùn)行情況良好，2012年7月至2013年6月實(shí)際節(jié)能量如表3所示，年節(jié)約電費(fèi)（每度電按0.498元計(jì)算）共計(jì)約369.31萬(wàn)元。

表3 各風(fēng)機(jī)的實(shí)際年節(jié)能量

尤其是排風(fēng)風(fēng)機(jī)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(jì)效益和社會(huì)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(chǎng)機(jī)制推動(dòng)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(guó)的發(fā)展及待解決的問(wèn)題[J].電力需求側(cè)管理, 2004(6).

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

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

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

[5] 相玲. 變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機(jī)、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。