中铝宁夏能源集团六盘山热电厂2号机组电动给水泵变频改造项目

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一、案例名称

中铝宁夏能源集团六盘山热电厂2号机组电动给水泵变频改造项目

二、案例业主

六盘山热电厂装机容量为330MWx2.采用空冷技术，厂用电率设计值为9.35%。两台机组均于2010年投入商业运行，锅炉给水配用3台半容量电动给水泵，单泵电机额定容量6300kW，运行方式两用一备，正常运行中给水泵耗电约占厂用电的35%左右锅炉给水调节方式为电动机定速，液力耦合器离合式调节给水泵转速，虽然比电动机定速阀门节流调节能耗低，但液力耦合器的滑差功耗随着转速下降而反比增加，在机组负荷65%~100%之间，对应的存在着35%~8%左右的功率损耗。!实践证明，如果机组年平均负荷率在75%，给水泵有20%左右的节能空间。

在对锅炉给水泵的流量调节方面，六盘山热电厂采取了一定的节能措施，采用两用一备的运行方式，锅炉给水系统配置了3台半容量液力耦合以调节电动给水泵输出转速。相比过去单纯依靠风门、阀门进行流量节流或调节，取得了明显的节能效果。但液力耦合器调节也存在一定的弊端，如在低转速比时效率明显下降,存在较大的传动损耗设备维护率高，甚至出现漏油等现象。

六盘山发电厂2号机组的两台给水泵电机额定功率为6300kW，经液耦调节后，实际平均运行功率约2x4225kW。实际设备年运行约为8000h，实际平均功率x年运行时间=6760万kW·h。

三、案例内容

1.技术原理及适用领域

从流体力学的原理得知，使用感应电动机驱动的风机、水泵负载，轴功率P与流量0、扬程H的关系为PxOxH

使用液力耦合器调节输出转速，输出转速和输入功率的关系为:P=(1-s)Pi，其中S为转差率。可见功率P和输出转速n近似成正比。

对于变频调速，当电动机的转速由n变化到n时，Q、H、P与转速的关系如下:

6=0,x”

H,=цx(”)

p =px(兴)

可见流量O和电机的转速n是成正比关系的，而所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。所以当需要80%的额定流量时，通过调节电机的转速至额定转速的80%，即调节频率到40Hz即可，这时所需功率将仅为原来的51.2%。可以看出变频调速的节能效果一般明显优于液偶调速的节能效果，并且变频器的整体在负载率不是很高的情况下，调速效率要远高于液偶调速。

变频调速与液力耦合器调速效率比较

2.节能改造具体内容

采用合同能源管理的模式，对中铝宁夏

能源集团有限公司六盘山热电厂(甲方)进行2号机组电泵变频改造节能项目。

边界条件:中铝宁夏能源集团有限公司六盘山热电厂2号机组电泵系统三台(其中两台进行改造)，包括液力耦合器、配套电机和电源系统，安装变频节能装置，并对机组DCS控制系统相应部分进行控制软件改造。

3.项目实施情况

项目于2013年6月20日开工，2013年9月30日竣工。项目实施期间基本顺利，现已投入运行，节电量符合预期。

四、项目年节能量及节能效益

1.节能量

根据双方约定的节能量测量和验证方案具体办法，对比电泵变频改造前后的电流下降值，经计算可得其节能量，具体如下

(1)因B电泵的电流下降值与A泵相当，计算中认为其下降值一样。

(2)因数自0.82逐步上升至0.895;电泵变频运行时当机组负荷从190MW至330MW变化时，变频器频率基本在35Hz至45Hz之间变化，变频器输入功率因数基本维持在0.99，因此，计算时变频状态取其功率因数为固定0.99。

(3)电能计算公式:

W=1.732xUxIxCOSyxT。

(4)机组年均运行小时参考2012年按8000小时计算。

(5)根据变频器技术协议中关于变频装置总效率(含变压器)的要求及其承诺变频器总效率>96%，计算时取96%。

(6)经统计2012年上半年机组负荷在190MW至330MW运行时的天数，作为年度各负荷段节能量计算时的加权系数(上半年共计运行182天)

(7)节约电费按照每千瓦时0.2986元上网电价计算。

节电量计算

项目年节电约1795.26万kW·h，按照电厂2012年平均供电煤耗335g/kW·h计算，折合标煤6014.12吨。

2.节能效益

按照电厂上网电价0.2986元/kW·h计算，每年可产生经济效益536.07万元。

五、商业模式

采用节能效益分享型的合同能源管理的模式，对中铝宁夏能源集团六盘山热电厂(甲方)进行2号机组电泵变频改造节能项目(一期)，业主将节能改造后节省的能源费用与节能服务公司分享，节能服务公司通过分享节能效益的方式收回节能改造投资项目节能效益预计为2680万元(电价按照0.2986元/kW·h计算)。合同分享期为5年节能服务公司在5年内按月从实际节能效益中收回投资和合理利润。合同期满后，所有设备和节能效益均归甲方所有。

六、融资渠道

来源为节能服项目总投资约950万元，务公司自有资金。