合同能源管理助力循環(huán)水系統(tǒng)能源績效提升

摘 要：合同能源管理是企業(yè)拓寬融資渠道，降低技術風險，推進節(jié)能技術改造的有效手段，是企業(yè)實施綠色低碳戰(zhàn)略的重要舉措，是國家推廣的節(jié)能技術改造模式。某企業(yè)與節(jié)能服務公司進行合同能源管理項目技術改造循環(huán)水系統(tǒng)，項目完成后循環(huán)水電單耗較上年同期降低27.8%，節(jié)電效果顯著，充分體現(xiàn)節(jié)能項目實施在降本增效工作中的作用。

關鍵詞：循環(huán)水系統(tǒng);合同能源管理;節(jié)能;技術改造

1 合同能源管理概述

合同能源管理是指節(jié)能服務公司與用能單位以契約形式約定節(jié)能項目的節(jié)能目標，節(jié)能服務公司為實現(xiàn)節(jié)能目標向用能單位提供必要的服務，用能單位以節(jié)能收益支付節(jié)能服務公司的投入及其合理利潤的節(jié)能服務機制。合同能源管理可以解決耗能企業(yè)開展節(jié)能項目缺乏資金、技術、人員、管理經(jīng)驗等問題，實現(xiàn)節(jié)能零投資、零風險、持久受益，從而提高其節(jié)能積極性，并使企業(yè)有更多精力發(fā)展主營業(yè)務。

2 循環(huán)水系統(tǒng)情況簡介

某企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)冷卻塔一座，共3間，同列布置，單塔處理量4000m3/h，其中2間采用逆流式機械通風，1間采用水輪機通風，冷卻塔風機配功率185kW。旁濾部分設置了2組共計10臺全自動過濾器，每臺額定處理能力50t/h，合計處理能力500t/h。循環(huán)水泵共4臺，目前3用1備，單臺泵流量4000m3/h，電機功率710kW，揚程48m，露天布置。

3 循環(huán)水系統(tǒng)能耗分析及改造

企業(yè)委托節(jié)能服務公司對循環(huán)水系統(tǒng)進行了調(diào)查、測試，從系統(tǒng)整體耗能情況分析，認為該系統(tǒng)仍存在 “低效率、高能耗”現(xiàn)象。

①水泵實際運行效率較低只有80%-82%，與高效（90%以上）節(jié)能設備有較大的差距：a.水泵本身的性能不高，額定效率只有85%，另一方面由于現(xiàn)場進水水位較低，使性能與效率有所下降，容易引起泵發(fā)生汽蝕;b.另外一方面水泵與系統(tǒng)的管路特性曲線不匹配，水泵嚴重閉閥運行，處于不經(jīng)濟運行狀態(tài);

②循環(huán)水系統(tǒng)設計水量正常為12000t/h，當前實際用水量約為9500～10000t/h，目前系統(tǒng)滿負荷運行，并且氣溫較高。工藝裝置溫差在5℃以下，與經(jīng)濟運行溫差7-8℃還是差距。目前流量的使用效率不高，沒有處于經(jīng)濟狀態(tài)下運行?？梢圆捎么笮”么钆溥\行，高負荷（6-9月）運行3臺大泵總流量達到9500～10000t/h，低負荷（10-5月）運行兩大一小總流量8600～8900t/h。本次技改新增一臺小泵及其配套輔助設施。若經(jīng)過調(diào)試，運行兩大一小也能滿足系統(tǒng)生產(chǎn)要求，則可以全年度運行兩大一小;

③水量供需不平衡，需要的水量小于設計的流量，使設備處于偏工況低效率運行，從而增加泵站能耗;

④循環(huán)水系統(tǒng)輸送過程阻力趨勢圖及能耗分析。輸送過程中阻力的大小體現(xiàn)了管網(wǎng)“運輸效率”的高低，由于流體是具有連續(xù)性和傳遞性，在輸送過程中所消耗的能量是由泵站所提供的，因此，管網(wǎng)運行效率（管網(wǎng)有效利用功率或末端輸出功率與起始端輸入功率之比的百分數(shù)）的高低也是能耗的一個重要量化指標。a.經(jīng)檢測管網(wǎng)輸送過程中各阻力消耗情況：泵出口到總管壓力損失=（0.5-0.419）=0.081MPa，主要消耗在出口閥門調(diào)節(jié)以及多功能水利控制閥上，局部閥件阻力偏大，增加無效能耗;b.上塔阻力，冷卻塔高10m，回水壓力0.25MPa，通過上塔閉閥門調(diào)節(jié)，其阻力達到了15m;

綜上分析：循環(huán)水系統(tǒng)的供、回輸送過程能量消耗大，管網(wǎng)運行效率較低，可以通過優(yōu)化改造消除或者降低。

⑤冷卻塔單元：a.投運冷卻塔組（3個）額定總流量12000t/h，從實際流量10000t/h、溫差、供水溫度、風機功率通過數(shù)學模擬分析和冷卻塔冷卻能力可知，冷卻塔冷卻效果不存在問題;b.通過風機葉片角度調(diào)整已降低風機的運行功率，同時鑒于該系統(tǒng)熱負荷基本穩(wěn)定，冷卻塔冷卻能力主要與四季環(huán)境溫度變化有關，但目前循環(huán)水供水溫度無法精細化調(diào)節(jié);c.系統(tǒng)溫差6.1℃（主控顯示），合理溫差應在7℃-8℃，流量還存在一定的調(diào)整空間。

從以上分析，對冷卻塔風機進行改造，增加一套變頻控制系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)循環(huán)水供水溫度。

4 項目實施結果，能源績效參數(shù)改進

項目實施周期約一年， 從項目建議書、可行性研究報告/技術方案、商務談判、項目設計與建設、生產(chǎn)運行、項目評價、履行合同等步驟，原則上參照企業(yè)現(xiàn)有項目前期論證、項目設計、工程建設、開車等相關管理制度要求執(zhí)行。筆者所在部門進行全過程監(jiān)督，保質(zhì)保量，確保改造系統(tǒng)設備、設施安全及穩(wěn)定、長周期運行。

項目改造完成后對循環(huán)水系統(tǒng)進行節(jié)能效果驗證，系統(tǒng)穩(wěn)定運行169小時16分。整個循環(huán)水系統(tǒng)運行循環(huán)水泵兩大一小，供回水量9019/8548m3/h，供回水壓力0.402/0.252MPa，供回水溫度25.8/32.1℃，噸水電耗0.163kWh/t。改造后效果驗證期內(nèi)循環(huán)水小時耗電量1471kW，較能耗標定期內(nèi)小時耗電量2037kW降低27.79%。

參考文獻：

[1]王紅紅.企業(yè)實施合同能源管理的績效評價研究[D].南昌：江西師范大學，2015.

[2]陳紫微.合同能源管理項目關鍵成功因素與項目績效關系研究[D].天津：天津大學.

作者簡介：

徐榮（1982- ），男，東南大學動力工程碩士，主要從事石油化工節(jié)能管理工作。