山东先河悦新机电股份有限公司龙门刨床电气化节能改造项目

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一、案例名称

山东先河悦新机电股份有限公司龙门刨床电气化节能改造项目

二、案例业主

山东先河悦新机电股份有限公司位于淄博市淄川区，现有员工1100余人，资产总额1.1亿元。公司下属10个生产经营单位，主要生产矿山机械、电器设备、冶金设备、金属表面工程防腐、不锈钢制品、铸造、各类机电设备安装及钢结构件制作安装等。拥有大型机床设备若干套，年销售收入过亿元，月耗电30万千瓦时。

三、案例内容

1.技术原理及适用领域

开关磁阻电机直接减速驱动龙门刨床工作台，往返一次，完成一个加工周期，包括工作台前进和后退两个阶段，前进时进行工件切削;后退时空程返程。在一个周期内有多个阶段，转速和时间设定都不一样。每个阶段都有相应的参数进行控制。用此技术对现有扩大机-发电机-电动机组(A-G-M)驱动系统的龙门刨床进行节能改造。

现有龙门刨床的电气控制系统主要包括工作台的主传动和进给机构的逻辑控制两大部分。目前，国内龙门刨床的主传动系统-部分是20世纪50年代的电机扩大机-发电机-电动机组(A-G-M)驱动系统，系统的逻辑控制普遍采用继电器控制,故障率高低速时损耗大，功率因数低，并且对电网和机械的冲击很大，维修麻烦。也有部分电机采用变频调速系统替代原有的主传动系统，但变频器存在低速转矩小、电流大、电机温升高等问题，也不能完全解决存在的问题。因此，需要采用开关磁阻电机新的动力系统来取代现有的龙门刨床的主传动系统，以提升龙门刨床的性能。

2 .案例实施情况

项目实施单位已完成对客户龙门刨床节能技术改造。由于开关磁阻电机所具有的特性，将其用于龙门刨床主拖动系统优势十分明显。

(1)调速范围宽，动态响应快，工作台运行平稳。

(2)低速运行效率高，电机发热量小，无需单独散热风机。

(3)换向平稳，冲击小。传动系统的间隙会造成换向冲击，改造后，换向采用了S线柔性控制，可减小机械冲击与振荡。

(4)只需一台电机和一台电控柜，即可完成对龙门刨床的控制，占地面积少。

(5)对电网的冲击小。开关磁阻电机具有起动转矩大，起动电流小的特点，避免了频繁换向对电网的冲击。

(6)高低速参数自适应。采用数字化控制，高低速运行参数自适应，，工作台速度变化时不需调节参数。

(7)可靠性高。电机结构简单，绕组采用特殊加工工艺，在频繁换向冲击下，可以长期可靠运行。

(8)调试简单，维护方便。

(9)现场调试简单，只需设定控制器的参数即可完成调试。控制柜使用的继电器和接触器的数量减少,减小了设备的维护量。

四、项目年节能量及节能效益

开关磁阻电机驱动系统在宽广的调速范围内都具有高效率，与传统四机组驱动系统相比，节能20%~40%，可在1年内收回改造成本。

该项目旧刨床的工作台驱动由120kW交流机组、120kW直流发电机组、2台60kW直流电动机组及8kw交磁扩大机(具体以实际功率为准)组成。假定各电机效率为90%则电机本身损耗为10%，可见，每小时仅系统损耗就为60x10%(交流机)+60x90%x10%(发电机)+60x90%x90%x10%(直流机)+4(交磁扩大机)=40.52kW。计算起来每年耗电量为:40.52kWx10小时x30天x12月=145872kW·h。每台损耗折合标准煤为50.33吨/年。

开关磁阻电机还有良好的小电流启动和宽范围调速等性能，再考虑传动损耗等各方面因素，因此改造后节能效果很理想。

五、商业模式

该项目采用节能效益分享型方式运作即节能服务公司与业主共同签署能源管理合同。主要条款包括:全部技改资金节能服务公司承担，业主从连续五年节能效益中拿出80%按月支付节能服务公司，作为投资回报。节能效益的测算由具有节能评估资质的单位认定或双方依据测试结果确定。其月节能效益的计算方法，即以双方认可的节电率和提高的经济效益为准。此费用双方约定不受任何因素的影响(如乙方限电影响等)要按月足额支付。5年内设备改造部分所有权归节能服务公司，5年后归业主所有。

六、融资渠道

该项目单套设备改造投资为10万元(包括后期运行维护费用)，由节能服务公司自有资金提供。

七、优惠政策

开关磁阻电机以其优越的性能被各级政府列为重点推广的节能新产品。电机系统节能被列为国家十大重点节能工程和山东省三个“100”项重点推广的节能新技术。因此，该项目为国家鼓励的节能项目，同时，该项目符合国办发〔2010〕25号《关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展的意见》文件精神，可以争取各项税收优惠政策获得奖励资金。