依托EMC模式實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目

王文超，盧立香，喬明亮，張愛平

（日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司，山東日照 276806）

依托EMC模式實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目

王文超，盧立香，喬明亮，張愛平

（日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司，山東日照 276806）

日照鋼鐵有限公司依托合同能源管理模式即EMC，完成了濁環(huán)提升泵系統(tǒng)、濁環(huán)供水泵系統(tǒng)、加熱爐供水系統(tǒng)、車間凈環(huán)供水系統(tǒng)、凈環(huán)提升系統(tǒng)等系統(tǒng)的水泵和風(fēng)機(jī)的高壓變頻節(jié)能技改。通過對這些項(xiàng)目的改造，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目標(biāo)。

合同能源管理；水泵；風(fēng)機(jī)；變頻；節(jié)能

1 前言

在鋼鐵行業(yè)原燃料日益匱乏、環(huán)保壓力日益增大的今天，各行各業(yè)都在積極探索、挖掘節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目，尤其是在合同能源管理模式（EMC，Energy Management Contracting）政策的鼓勵與刺激下，節(jié)能環(huán)保技改如雨后春筍般立項(xiàng)實(shí)施，日照鋼鐵緊隨政府導(dǎo)向，積極配合改造尋求產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，經(jīng)過幾年的不懈努力，已經(jīng)初見成效。

2 合同能源管理模式簡介

合同能源管理（簡稱“EMC”）是一種新型的市場化節(jié)能機(jī)制。其實(shí)質(zhì)就是以減少的能源費(fèi)用來支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本的業(yè)務(wù)方式。這種節(jié)能投資方式允許客戶用未來的節(jié)能收益為工廠和設(shè)備升級，以降低目前的運(yùn)行成本；或者節(jié)能服務(wù)公司以承諾節(jié)能項(xiàng)目的節(jié)能效益、或承包整體能源費(fèi)用的方式為客戶提供節(jié)能服務(wù)。

能源管理合同在實(shí)施節(jié)能項(xiàng)目的企業(yè)（用戶）與節(jié)能服務(wù)公司之間簽訂，它有助于推動節(jié)能項(xiàng)目的實(shí)施。依照具體的業(yè)務(wù)方式，可以分為分享型合同能源管理業(yè)務(wù)、承諾型合同能源管理業(yè)務(wù)、能源費(fèi)用托管型合同能源管理業(yè)務(wù)。在傳統(tǒng)節(jié)能投資方式下，節(jié)能項(xiàng)目的所有風(fēng)險(xiǎn)和所有盈利都由實(shí)施節(jié)能投資的企業(yè)承擔(dān)；在合同能源管理方式中，一般不要求企業(yè)自身對節(jié)能項(xiàng)目進(jìn)行大筆投資。

概括地說，合同能源管理模式是節(jié)能服務(wù)公司通過與客戶簽訂節(jié)能服務(wù)合同，為客戶提供包括：能源審計(jì)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目融資、設(shè)備采購、工程施工、設(shè)備安裝調(diào)試、人員培訓(xùn)、節(jié)能量確認(rèn)和保證等一整套的節(jié)能服務(wù)，并從客戶進(jìn)行節(jié)能改造后獲得的節(jié)能效益中收回投資和取得利潤的一種商業(yè)運(yùn)作模式。

3 依托EMC模式開展技改項(xiàng)目

目前，日照鋼鐵有限公司的節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目大力依托合同能源管理模式，近幾年，已經(jīng)陸續(xù)在長材制造部型鋼工場濁環(huán)提升泵系統(tǒng)、濁環(huán)供水泵系統(tǒng)、加熱爐供水系統(tǒng)、車間凈環(huán)供水系統(tǒng)、凈環(huán)提升系統(tǒng)、板材制造部2150工場水處理循環(huán)水泵、煉鐵制造部3#凈環(huán)泵站熱風(fēng)爐供水泵、上塔泵、8#凈環(huán)泵站熱風(fēng)爐供水泵等區(qū)域進(jìn)行了水泵節(jié)能技改。同時，在板材制造部2150帶鋼工場高壓濁環(huán)水泵系統(tǒng)、加熱爐煤氣助燃風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、能源動力部燒結(jié)余熱發(fā)電1#、2#循環(huán)風(fēng)機(jī)等區(qū)域進(jìn)行了水泵和風(fēng)機(jī)的高壓變頻節(jié)能技改，這些項(xiàng)目均采用合同能源管理模式，由節(jié)能服務(wù)公司墊付全部投資，改造完成根據(jù)實(shí)際節(jié)能效果進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后按照合同約定分期支付節(jié)能服務(wù)公司的投資，目前型鋼工場型鋼水泵節(jié)能技改項(xiàng)目及板材制造部2150工場高壓濁環(huán)水泵變頻節(jié)能技改項(xiàng)目已完成實(shí)施并驗(yàn)收完成，正在按合同約定進(jìn)行付款，煉鐵制造部3#凈環(huán)泵站水泵節(jié)能技改及燒結(jié)余熱發(fā)電1#、2#循環(huán)風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能技改已實(shí)施、驗(yàn)收完成。

3.1 水泵節(jié)能類技改

長材制造部長材制造部H型鋼工場水泵房節(jié)能技改，改造17臺套水泵組，全部更換為節(jié)能泵組（含電機(jī)改造更換）。

改造范圍包括如下系統(tǒng)（各項(xiàng)目的具體技改方案見表1）。

表1 各項(xiàng)目具體技改方案

改造后要求總管壓力、流量不得低于改造前的壓力、流量，改造前每個控制柜安裝電度表、計(jì)時器掛表一周（電度表由廠家采購，市計(jì)量局校驗(yàn)上線），改造后72 h開始計(jì)時，前后運(yùn)行功率對比節(jié)能效率綜合達(dá)到28.6%，節(jié)能效果明顯。

煉鐵制造部3#凈環(huán)水泵站熱風(fēng)冷卻泵組，水泵三臺套，兩用一備，節(jié)能改造兩臺主循環(huán)泵，電機(jī)未作改動，改造前后對比見表2。

表2 3#水泵站熱風(fēng)冷卻泵組節(jié)能技改前后對比表（電機(jī)型號：YKK4503-4，電壓等級：10000 V）

改造后要求總管壓力、流量不得低于改造前的壓力、流量，改造前每個控制柜安裝電度表、計(jì)時器掛表1個月，改造后5天開始計(jì)時，前后運(yùn)行功率對比節(jié)能效率達(dá)到37%，節(jié)能效果明顯。

煉鐵制造部3#凈環(huán)泵站上塔泵組節(jié)能改造、8#凈環(huán)泵站節(jié)能改造等項(xiàng)目正在實(shí)施過程中。

3.2 風(fēng)機(jī)、電機(jī)變頻節(jié)能類技改

板材制造部2150工場高壓濁環(huán)水泵站共有6臺濁環(huán)泵，4用2備。

改造前工頻運(yùn)行工況下，流量5800～7500 m3/h，壓力波動范圍0.98～1.26 MPa，母管制供水，6臺驅(qū)動電機(jī)，額定功率1600 kW，額定電壓10 kV，額定電流112.1 A。

技改后變頻運(yùn)行時工況下，仍為4用2備，流量5800～7500 m3/h，壓力可隨機(jī)設(shè)置，目前穩(wěn)定在1.02±0.01 MPa，兩年多的運(yùn)行中滿足生產(chǎn)需求。

經(jīng)過公司各部門共同確認(rèn)，改造后7天內(nèi)6臺泵實(shí)際工頻運(yùn)行114 h45 min，用電149340 kW·h；變頻運(yùn)行了152 h，用電146970 kW·h。

計(jì)算得知，技改前（工頻）每小時耗電1301.43 kW，技改后（變頻）每小時耗電966.91 kW，根據(jù)合同中甲乙雙方認(rèn)可的變頻水泵節(jié)電率計(jì)算公式：節(jié)電率=（技改前單位時間工頻耗電量-技改后單位時間變頻耗電量）/技改前單位實(shí)際工頻耗電量× 100%，帶入數(shù)值后計(jì)算可得：節(jié)電率= （1301.43-966.91）/1301.43×100%=25.7%，此數(shù)據(jù)得到了各部門的共同確認(rèn)，并且正按此數(shù)據(jù)對節(jié)能服務(wù)公司付款。

此外，變頻改造后也產(chǎn)生了間接效益：

（1）變頻泵電機(jī)功率因數(shù)較工頻泵提高了，減少了系統(tǒng)的銅損和鐵損等；

（2）水泵出口壓力不再大幅波動，不再憋泵，大大減小了葉輪汽蝕，消除了水錘沖擊，水泵運(yùn)行在高效工況區(qū)，既提高了效率還降低了能耗，減少了葉輪、閥門等設(shè)備維護(hù)量；

（3）由于變頻泵的緩起緩?fù)！⒆詣臃€(wěn)壓，減少了對電網(wǎng)、管網(wǎng)的沖擊。

公用設(shè)施處燒結(jié)余熱發(fā)電1#、2#循環(huán)風(fēng)機(jī)項(xiàng)目于2014年5月份實(shí)施完成，節(jié)電率計(jì)算過程如下：

1#風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行節(jié)電率=（工頻每小時耗電量-變頻每小時耗電量）/工頻每小時耗電量×100%= （1350.71-1026.43)/1350.71×100%=24.01%

2#風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行節(jié)電率=（工頻每小時耗電量-變頻每小時耗電量）/工頻每小時耗電量×100%= （1314.52-1143.57)/1314.52×100%=13.00%

1#、2#風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行平均每小時節(jié)電率=（1#風(fēng)機(jī)節(jié)電率+2#風(fēng)機(jī)節(jié)電率）/2=變頻運(yùn)行平均每小時節(jié)電率=(24.01%+13.00%)/2=18.51%

計(jì)算結(jié)果：2×360余熱發(fā)電循環(huán)風(fēng)機(jī)變頻改造項(xiàng)目變頻運(yùn)行時，平均每小時節(jié)電率：18.51%（達(dá)到協(xié)議要求，完成驗(yàn)收）。

3.3 無動力冷卻塔節(jié)能技改

此項(xiàng)技術(shù)在日照鋼鐵應(yīng)用很少，建廠初期在一煉鋼有少量應(yīng)用，但因當(dāng)時技術(shù)不成熟，應(yīng)用效果并不理想，2014年，公司技術(shù)中心重新開啟了此項(xiàng)技術(shù)的交流，經(jīng)過一系列的論證，最終確定將板材制造部二期中心水泵房凈環(huán)3#冷卻塔及兩臺上塔泵作為節(jié)能改造試點(diǎn)，拆除原有冷卻塔電機(jī)、減速機(jī)，用水輪機(jī)替代原風(fēng)葉電機(jī)，用新式節(jié)能水泵替代原有兩臺水泵，實(shí)現(xiàn)利用水泵揚(yáng)程余壓的推動水輪機(jī)做功帶動風(fēng)葉轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)汽水熱交換達(dá)到冷卻目的，且改造后保證風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不低于原運(yùn)行轉(zhuǎn)速180 r/min，若此項(xiàng)目改造成功，將陸續(xù)推廣到其他泵站，該項(xiàng)目也采用合同能源管理模式，實(shí)施完成后根據(jù)實(shí)際節(jié)電率分成支付廠家投資，目前項(xiàng)目已完成實(shí)施，經(jīng)測定，冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)葉轉(zhuǎn)速1100 r/min，與原電機(jī)帶動風(fēng)機(jī)時的轉(zhuǎn)速相比相差6%以內(nèi)，符合協(xié)議要求及冷卻使用要求，待進(jìn)一步試運(yùn)行后進(jìn)行驗(yàn)收。

4 結(jié)語

通過合同能源管理模式引入這些節(jié)能技術(shù)，大大降低了企業(yè)在技改項(xiàng)目上的投資負(fù)擔(dān)，且將投資風(fēng)險(xiǎn)降低到最小，帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在鋼鐵市場長期低迷的時期，極大減輕了企業(yè)負(fù)擔(dān)，對企業(yè)加強(qiáng)能源管理、提高行業(yè)競爭力創(chuàng)造了有利條件，為企業(yè)節(jié)能增效的工作提供了行之有效的方法。隨著節(jié)能技改項(xiàng)目的推廣，企業(yè)的節(jié)能減排工作也得到了進(jìn)一步推動。

[1]王秋林.變頻節(jié)能改造中合同能源管理的研究與應(yīng)用[D].北京：華北電力大學(xué)，2008.

Energy Saving Transformation of Water Supply System Based on EMC Mode

WANG Wenchao，LU Lixiang，QIAO Mingliang，ZHANG Aiping
(Rizhao Iron and Steel Holdings Co.,Ltd.,Rizhao,Shandong 276806,China)

Rizhao Steel adopted the energy management contracting (EMC)mode to realize H-voltage frequency-changing energy saving technical transformation of the pumps and fans in the lift pumping system for turbid circulating water,turbid circulating water supply pumping system,water supply system for the heating furnace,purified circulating water supply system for the workshop and purified circulating water lifting system.The goal of energy saving and emission reduction has been achieved through these transformation programs.

EMC;water pump;fan;frequency converting;energy saving

TK018

B

1006-6764(2015)06-0072-03

2015－04－20

王文超（1988－），男，畢業(yè)于冶金工程專業(yè)，大學(xué)本科學(xué)歷，助理工程師，現(xiàn)從事技術(shù)改造項(xiàng)目管理工作。