山西临汾热电有限公司2号机组锅炉给水泵变频节能改造项目

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一、案例名称

山西临汾热电有限公司2号机组锅炉给水泵变频节能改造项目

二、案例业主

山西临汾热电有限公司成立于2007年由山西漳泽电力股份有限公司、山西海姿焦化有限公司、北京国宏华安能源投资有限公司分别按50%、45%、5%的比例共同出资组建，位于临汾市尧都区金殿镇录井村。公司有2x300MW供热空冷发电机组，配套国产1065t/h燃煤锅炉，年发电量可达33亿千瓦时，供热面积1300万平方米。主要用能设备有锅炉给水泵、一次风机、二次风机等设备各类辅机设备耗电量占电厂发电量的8%左右。

三、案例内容

1.技术原理及适用领域

大型燃煤火力发电机组全配置锅炉电动给水泵大部分采用液力耦合器进行调速，虽然利用转速调节来控制给水流量，但这种调节过程是通过电动机和给水泵之间安装的液力耦合器完成的，液力耦合器属于液力滑差调节，是一种间接的转速调节方式，除了有固定的3%左右的滑差损耗外，液力耦合器工作油因滑差摩擦生热而形成不规则的功率传输损耗，较大的功率损耗产生在液力耦合器几个非线性摩擦发热点上。

从理论上说，根据泵与风机的相似性定律，给水泵的转速与功率的三次方成正比，若将给水泵调节优化成电动机直接变速方

式，会具有良好的节能效果，采用变频器控制电动机转速是目前普遍采用的新型调节方法。

对液力耦合器调速的电动给水泵采用一体化变频调速电动给水泵系统，将给水泵的转速调节方式由液力耦合器调节变为变频调节，消除了液力耦合器的滑差损失，并提高给水泵组的效率，从而减小给水泵的单耗。评

此项节能技术主要应用在大型燃煤火力发电机组全配置锅炉液力耦合器调速的电动给水泵。

2.节能改造具体内容

山西临汾热电有限公司2号机组给水泵液耦调速改变频调速，给水泵电动机与给水泵的传动采用“液偶直联”方案，亦即以原有德国VOITH液力耦合器为基础，通过科学、合理的技术改造为一台增速齿轮箱。

(1)取消液力耦合器泵轮和涡轮。

(2)将小齿轮泵轮轴与涡轮轴用鼓形齿联轴器柔性联接。

(3)新增外置润滑油泵

(4)封闭液力耦合器工作油系统，

(5)取消工作油冷油器

给水泵运行时，通过给水泵电动机配备的高压变频器，调节电动机频率控制给水泵转速。

电泵液耦调速改变频示意图

3.项目实施情况

该项目于2014年4月20日签订能源管理合同，并于2014年4月30日开始进行给水泵变频改造，于2014年9月15日竣工。竣工以来，改造后的液力耦合器和给水前置泵运行正常、稳定，锅炉给水自动调节品质完全满足给水的全程控制，锅炉给水泵改造项目实现了立项预期。

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2号机组锅炉给水泵改造前机组运行参数。

表1 2号锅炉给水泵改造前机组运行参数

续表

2号机组锅炉给水泵改造后机组运行参数

(2)节能量计算方法及项目年节能量

①能耗基准。

改造前对机组的运行工况进行记录，以机组实发负荷(或对应锅炉蒸发量)作为基点，从50%ECR开始作为第一点，按10%ECR递增至100%ECR，分别统计机组在6段负荷的参数(包括改造前给水泵 电流、转速、流量、出口压力)，每个负荷保持稳定运行2~3个小时，连续运行2个小时，取其合理平均值。

②改造后的能耗量。

按照改造前统计方式在6段负荷的参数(包括改造前给水泵电流、转速、流量、出口压力)，每个负荷保持稳定运行2~3个小时，连续运行2个小时，取其合理平均值。

③节能量计算。

按月统计出机组在上述负荷段下的运行小时数，根据功率计算公式，计算出其功率然后分别根据运行小时数则可计算出节能量。

P,=UxIx1.732xcospxn

其中:U--电机电压，kV;

I--电机电流改造前后电流差值

P--单一负荷下改造后节省的功率，kW;

cosq--单一负荷下运行功率因数，小于额定功率因数;

n--单一负荷下运行时电机效率。

改造前对机组的运行工况进行记录，以机组实发负荷(或对应的锅炉蒸发量)作为基点，从50%ECR开始作为第一点，按10%ECR递增至100%ECR，按点分别测取两台改造的给水泵电动机的耗电功率(单位kW)分别为:P1、P2、…P6。

改造后的能耗计算:改造完成后按改造前相同对应点进行测试并作记录，得出给水泵各点的运行功率为:p1、p2、…p6。

节能量计算:以机组实发负荷(或对应的锅炉蒸发量)作为基点，改造前与改造后给水泵电动机耗电功率相减:Wi=P1-p1、W:=P₂-p2、…·W。-P-p6、作为机组各负荷点下给水泵的单位时间节电量，则节约耗电量计算公式为:

W=W,xT +W,xT₂+·W,xT

以年平均负荷为75%计算，通过计量电表读出改造后减少的电功率数为1765kW年运行时间为7200b，则年节电量为:

1765kWx7200h-10000=1270.8万kw·h;

折标准煤为:1270.8万kW·hx3.30tce/万kW·h=4193.64tce。

2.年节能效益

当地上网电价为0.3617元/kW·h，年节能效益459.6万元。

五、商业模式

该项目采用节能效益分享型合同能源管理模式实施，在节能效益分享期内，节能服务公司与用能单位共同分享节能效益。

六、融资渠道

该项目总投资1850万元，全部由节能服务公司自有资金投资。