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1、北京乐普四方方圆科技股份有限公司 TEL：010-88850481 FAX: 010-88850485杨庄煤矸石热电厂动力节能改造 可行性研究报告 提交日期： 2010年05月20日提交单位：北京乐普四方方圆科技股份有限公司地 址：北京市海淀区闵庄路3号清华科技园玉泉慧谷10楼方案编制人: 孙瑞刚电 话： 010-88850481 传 真： 01088850479-6999第 18 页 总共 18 页北京乐普四方方圆科技股份有限公司 TEL：010-88850481 FAX: 010-88850479目 录一、现状分析31.1 企业设备运行状况31.2 节能改造的必要性5二、节能潜力分析62.
2、1 设计冗余及分析62.2 供电电压分析92.3 功率因数分析92.4 电网电能质量分析92.5 节能潜力综合评测9三、LP智能化设备和节能技术简介113.1 节电原理113.2 产品特点123.3 技术参数13四、实施方案134.1 系统改造的原则134.2设备选型14五、效益分析145.1 效益预算145.2 间接效益155.3 社会效益15六、节电率测算166.1 测试方法166.2 节电率计算方法16七、售后服务16八、公司业绩17 一、现状分析1.1 企业设备运行状况根据我公司技术人员对贵单位75吨锅炉使用的风机、水泵设备系统的勘察，以及贵单位工程技术人员的介绍得知 锅炉系统配备了引
3、风机、送风机、二次风机及锅炉给水泵、循环泵等 设备具体配置情况如下：贵单位现已投入生产的2座锅炉，每台锅炉配备引风机1台、送风机1台、二次风机1台。循环水泵4台（2用2备，应用于2座锅炉），锅炉给水泵3台（2用1备，应用于2座锅炉）。引风机：每台锅炉配备1台500kW风机电机，生产时投入使用；风机型号YL-NO210额定风量213000M3/h额定风压4736Pa风机功率 500kW额定转速1450r/min电机型号YKK450-6额定电压6kV额定电流61.5A额定转速990r/min额定功率因数0.83电机启动方式为液力耦合器启动，电机的实际运行电流为26-30A，运行电压为6kV，液力耦
4、合器执行器调节40%-90%，系统风道阀门开40%-80%(常在50%左右运行),由工人根据生产经验（锅炉内煤层厚度、煤质等）控制风机风量。送风机：每台锅炉配备一台450kW风机电机，生产时投入使用；风机型号JIG75-22A额定风量47121M3/h额定风压12285Pa风机功率 kW额定转速1450r/min电机型号YKK400-4额定电压6kV额定电流53.62A额定转速1480r/min额定功率因数0.86电机启动方式为液力耦合器启动，电机的实际运行电流为31.2A-34.5A左右，运行电压为6kV，液力耦合器执行器调节55%-80%（一般在70%左右），风机出口风道阀门开50%-80
5、%(现场开度在55%左右运行),由工人根据系统压头风压状况（一般大于9.8Kpa）和生产经验（锅炉内煤层厚度、煤质等）控制风机风量。二次风机：每台锅炉均配备1台250kW二次风机电机，生产时投入使用；风机型号JIG75-15A额定风量66355M3/h额定风压15762 Pa风机功率 kW额定转速1450r/min电机型号YKK335-4额定电压6kV额定电流31.2A额定转速1480r/min额定功率因数0.84电机启动方式为液力耦合器启动，电机的实际运行电流为11.7-13A，运行电压为6kV，液力耦合器执行器调节30%-80%，风机出口风道阀门开45%-70%(现场开度在50%左右运行)
6、,根据生产经验及风压1.9-3.5Kpa（现场压力为2.5Kpa）控制风机风量。锅炉供水泵:两套锅炉配备3台250kW水泵电机，正常生产时2用1备方式使用（现场运行1台）。水泵型号D685-679额定流量85M3/h额定效率65%水泵功率214.6kW额定转速2950 r/min额定扬程590m电机型号YKK355-2额定电压6kV额定电流28.6A额定转速2967r/min额定功率因数0.85电机启动方式为液力耦合器启动，电机的实际运行电流为21.5A，运行电压为6kV，水泵出水压力为5.6Mpa(通常在5 Mpa左右运行),系统汽包压力一般在3.4-3.4MPa左右，距离地面约30米。系统
7、要求给水泵最低压力要大于汽包压力，即水泵压力保持在5.0Mp可满足锅炉给水泵系统正常工作。循环水泵:两套锅炉配备4台160kW水泵电机，正常生产时2用2备方式使用。水泵型号500S22额定流量2000M3/h额定效率84%水泵功率160kW额定转速980r/min额定扬程22m电机型号Y355M1-6额定电压380V额定电流299A额定转速989r/min额定功率因数0.86电机启动方式为软起启动，电机的实际运行电流为275-300A，运行电压为380V，进出水阀门全开。 虽然昼夜有温度变化，但一般情况下不调整阀门的开度。1.2 节能改造的必要性贵单位风机系统存在的缺陷：l 无论系统工况怎样变
8、化电动机仍处于工频态运行，造成一定的能源浪费；l 启动时对电网冲击大，电能浪费严重；l 运行中电能浪费严重；l 设备长期高速运转，磨损严重，寿命短；l 工作噪音大。当前，变频调速控制技术、节能控制技术已相当成熟，可以全面、彻底解决上述问题。并且投入经费不多，可在短时间内收回成本。同时带来的好处是：l 系统能平稳软启动，仅一个按键即可，操作方便；l 启动时对电网无冲击，节约电能；l 运行中电能消耗大幅度减少；l 设备运转速度低，可大幅度延长寿命；l 工作噪音小。二、节能潜力分析2.1 设计冗余及分析由于循环流化床锅炉独特的流态化、循环燃烧等特点,系统配备电机及负载都是按照最大负荷的1.52倍来设
9、计的，因为他要考虑到在极端不利情况下满足系统正常工作的需要。比如管道系统老化、煤质较差、风机效率低等。这在实际运行中就造成了“大马拉小车”的现象。这种情况下系统的效率是不高的。即对应于系统所做的有用功来说，消耗的电能要多一些。这是普遍存在的浪费电能的根源之一。A、本案锅炉供水泵：供水泵的管道出水压力为5.6Mpa，而系统要求压力不低于5.0Mpa（由5.6MPa下降到5.0MPa，压力下降了0.6MPa 即下降5.5%）；就能满足系统的正常运行；根据流量q与电机转速n成正比；压力（扬程）Pa与电机转速n的二次方成正比；而轴功率P与转速n的三次方成正比；温度t与转速n成反比这一原理。转速下降（%
10、）频率下降（Hz）压 力Pa（%）轴功率P（%）温度t（%）流量下降（%）节电率（%）10458172.91111027.120406451.21252048.8根据上表数据，当压力下降5.5%时，实际压力为88.3%；所以 ： 89.3%=（1n%）2 n 5.5% 因为电机转速N 的三次方与电机的轴功率P成正比。所以： 当电机转速下降5.5%时，实际轴功率为： P = （15.5%）3 100% =84.4%根据公式推理,在这种工况下运行时的实际输出功率为84.4%，所以可以粗略认为，由于设计冗余造成的电能浪费大致为100%-84.4%=15.6%。考虑到管道阻力及生产中的压力要求，初步确
11、定送给水泵节电率约12%左右。B、本案锅炉送风机：送风机的液力耦合器调整速度约为额定的60%左右，但是液力耦合器随速度下降，其效率降低很多。这样大部分电能被白白给浪费；功率损耗的原因：电动机本身功率损耗除外，无论是变频调速还是液力偶合器调速，均存在额外的功率损耗，液力偶合器从电动机输出轴取得机械能，通过液力变速后送入负载，其效率不可能为1；变频器从电网取的电能，通过逆变后送入电动机电枢，其效率也不可能是1。而且在全转速范围内，两种方式的效率曲线也不一样。上图 “两种调速方式效率曲线”为典型的液力偶合器和变频器的效率转速曲线，随着输出转速的降低，液力偶合器的效率基本上正比降低（例如：额定转速时效
12、率0.95，75%转速时效率约0.72，20%转速时效率约0.19），而变频器在输出转速下降时效率仍然较高（例如：额定转速时效率0.97，75%以上转速时效率大于0.95，20%以上转速时效率大于0.9）。从曲线数据看，当输出转速降低时，液力偶合器的效率比变频调速的效率下降快得多，因此变频调速的低速特性比液力耦合器要好。当然，有一点我们应该看到，就是用于风机、泵类负载时，由于其轴功率与转速的三次方成正比，当转速下降时，虽然液力偶合器效率正比下降，但电动机综合轴功率还是随着转速的下降成二次方比例下降，因此也能起到节能作用。变频调速通过电力电子整流和脉宽调制逆变技术改变电动机电枢的电压和频率，除本
13、身控制所需很少一部分能量消耗保持不变外，电力电子器件的损耗基本上与输出功率成正比，因此变频调速可以在全转速范围内保持较高效率运行。而液力偶合器依靠泵和涡轮传递能量，在低速输出时，泵和涡轮的效率均下降，因此综合效率随转速下降而下降。由于风机系统设计富余量较大，在生产时为了控制系统风量，现多数单位风机都是利用调节管道风门挡板的方法来满足生产的要求。这样大部分电机负荷用在克服风门阻力上。而且降低了风机电机的运行效率，缩短了风机电机及风门的维修周期，增加了系统的维修费用。注：据有关部门统计，目前使用的风机阀门调节满足生产要求的系统大约有25%的能量是无谓消耗。根据风机电机原理我们知道风机的风量、转速、
14、轴功率有以下关系：（1）Q2/Q1 n2/n1 ；（2）H2/H1 （n2/n1）2； （3）P2/P1 （n2/n1）3 ；上图中，曲线为风机阻力特性，曲线为工频速度下的风量与风压关系曲线，此时风机工作在A点时，轴功率P1与Q1 、H1乘积，即图中面积AQ10H1A成正比。若要将风量从Q1降到Q2，如风门（挡板），则工作点由A移到C，风量下降，压力上升，轴功率减少不多，减少的能量被挡板消耗；若采用变频调速，则工作点由A移到B，在满足同样风量Q2的情况下，压力也下降，轴功率大大降低，且没有挡板损耗。送风机节电率计算：l 工频运行时功耗为：根据工况的信息，在送风机工频运行时，电机实际功耗为：P工=电机电压电机电流实际功率因数=6kV34.5A0.86=308.3kWl 送风机变频改造后功耗为：依据液力耦合器调整控制风机后实际转速下降到70%左右，：根据流体力学公式：Q1/Q0N1/N0 和 P1/P0=(N1/N0)3P变450（0.70）0.95162.5kWl 送风机理论节电率为：节电率308.3162.5308.3100
