义煤集团新义矿业有限公司主通风机和乳化泵站变频节能改造项目

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一、项目名称

义煤集团新义矿业有限公司主通风机和乳化泵站变频节能改造项目

二、项目业主

义煤集团新义矿业有限公司是义马煤业(集团)股份有限公司与商丘中原腾达商贸有限公司合资建设的矿井，矿并设计生产能力1.2Mt/a，服务年限67年。矿井由郑州煤炭设计研究院设计，主、副井口位于白墙村东南、11013孔西南200m左右处。主井井口标高+373m，井筒落底于-305m水平，并筒深度678m，主井采用水平上装载;副井井筒净直径6m，井口标高+373m，井筒落底于-305m水平。风井井口标高+372m，井筒净直径5.0m。通风系统采用中央并列式即副井进风，中央风井回风，设计以两个采区、一个综采面、一个抽采面保证矿共设计生产能力。

三、项目内容

1.技术原理及适用领域

(1)主通风机变频节能设备原理及适用领域。

主通风机变频节能改造方案，从变频调节电机转速和提高风机自身效率两方面进行。一方面通过变频调节电机的转速进而可以改变风机风量，另一方面对风机工况进行诊断，在保证设备安全的前提下调整风机叶片或风门,从而使风机在高效工作区域运行在保证供风量的同时，最大化地提高风机系统的节能量。同时增加PLC控制系统，在保证设备安全运行的前提下实现两台风机不停风倒机控制功能。

改造原风机在线监控系统，在保证设备安全运行的前提下实现两台风机不停风倒机控制功能。

适用范围为煤炭开采。

(2)乳化泵站变频节能改造原理及适用领域。

乳化液泵站变频节能从压力智能控制方面对原乳化液泵系统进行节能改造。压力自动控制是在原系统中增加变频器，采用一拖一控制方式，通过压力在线监测在变频器内实现对转速的PID闭环控制，根据实时压力值和压力变化率,精确调整电机的工作频率使泵站输出压力值持续保持31.5MPa的设定值，系统响应速度快、调节精度高，且能有效地减少泄压阀工作次数，增加设备使用寿命，节约电能。

适应范围为煤炭开采。

2.节能改造具体内容

(1)主通风机变频节能改造具体内容。

采用高压变频器+调节风机扇叶角度根据原有2x630kW对旋风机的工况，按照矿井风道需要风量和压力，新增1套6kV、1600kVA的高压变频器进行一拖二旁路自动控制，同时根据现有工况调节轴流风机扇叶角度，既能保证矿并下的风量和压力，又能使电机和风机运行在高效区达到节能的目的。

变频装置配备自动旁路柜，在变频器故障或停机检修时能将变频器旁路系统改由工频驱动。旁路系统由高压隔离开关QS1、QS2、真空接触器(KM1、KM2、KM3、KM4、KM5)组成。高压开关OF1、电动机M1、M2为现场原有设备。

①旁路柜系统满足“五防”联锁要求

②)进线刀闸QS1和出线刀闸QS2的作用是:一旦变频装置出现故障，即可马上手动断开进线刀闸OS1和出线刀闸OS2，将变频装置隔离，接触器KM4吸合，在工频电源下起动电机运行。

③变频运行时，OS1、OS2、KM3KMS闭合，KM4断开;工频运行时，KM4闭合，OS1、OS2、KM3、KM5断开。

用变频器对风机进行改造后，配合风机叶片角度的调节，可以提高风机效率，使风机在高效工作区域运行，即风机效率>80%。

(2)乳化液泵站变频节能改造具体内容。

原系统中乳化泵电机持续运行，当不进行采煤作业时，液压支架在一定时间内不需要供液(液压回路具备一定的压力保持能

力),乳化泵依靠自动泄压阀来自动卸载(当压力高于31.5时，自动泄压阀打开，液压回路在泵内短路，直接压回乳化液箱)，电机处于接近空转的状态，这一过程以10s左右为一个周期，持续进行。

加装变频器工频一体控制防爆控制装置和压力检测装置，通过变频器的PID闭环控制保持乳化泵的标定压力不变。标定压力略小于原系统自动卸载压力(如:标定压力为30MPa)，但保证在工作面入口处的压力不低于P1=28.5MPa的标准值(该值以矿方要求的乳化液管路压损限值为准);非采煤作业时，当压力保持在30MPa时，让电机处于停机休眠状态，一旦检测到P1小于28.5MPa时，电机自动启动，继续为系统供压，如此循环。在采煤作业时，由于液压支架在持续工作，系统压力一直在变化，电机需持续运行。

乳化液泵站变频改造后可以实现以下功能：

①泵站出口压力检测，并在变频器内部实现PID控制，实现乳化液泵恒压输出，达到节能的目的;

②)启用备用泵时，变频器驱动备用本站电机，并实现与运行泵站相同的控制功能;

③变频器故障时，旁路变频器，使泵站工频正常运行，保障系统的安全。

3.项目实施情况

该项目在2015年1月14日签订合同，由于设备订货、制造需要一定的周期，同时需要矿方协调生产等事宜，设备安装调试从3月初开始到3月底全部安装施工完毕并进入试生产环节。经过15天的试运行，所有设备都运行稳定，节能效果显著，达到了预期目的。

四、项目年节能量及节能效益

1.年节能量

(1)改造前后系统(设备)用能情况及主要参数。

改造前用能情况:a.主通风机年用电量9313296kwh;b.乳化液泵年用电量587332.8kW·h。合计年用电量:9900628.8kw·h。

改造后用能情况:a.主通风机一个月用电量670557kW·h;b.乳化液泵一个月用电量23493kW·h。合计年用电量:8328607kw·h。

(2)节能量计算方法及项目年节能

重。

①节能量1(主通风机年用节电量)(改造前一年用电量-12-改造后一个月用电量)x12;

②节能量2(乳化液泵年用节电量)(改造前一年用电量-12-改造后一个月用电量)x12;

年节能量节能量1+节能量2=1572021kW·h，折算标煤为518吨。

2.年节能效益

该项目实施后年节约电能1572021kW·h，按照义煤集团新义矿业有限公司电价0.7元/kW·h，年节能效益110万元。

五、商业模式

该项目是采用节能效益分享型的合同能源管理模式，合同期限为五年零三个月，其中建设期为3个月(含验收期)，效益分享期为5年。效益分享期内，节能服务公司分享56%的项目节能效益。具体的分期分享比例如下:

第1~8期:节能服务公司分享50%;

第9~16期:节能服务公司分享20%;

第17~20期:节能服务公司分享80%。

六、融资渠道

该项目总投资额为266.29万元，节能服务公司通过自有资金进行投资。