电机系统变频节能改造工程项目可行性研究报告－优秀甲级资质可研报告、资金申请报告

- - 目 录 第一章 可行性研究报告概述 . 1 1.1项目名称 . 1 1.2项目承担单位 . 1 1.3项目建设地点 . 1 1.4可研报告编制单位 . 1 1.5项目概述及主要经济技术指标 . 1 第二章 编制目的、依据、原则和范围 . 5 2.1编制目的 . 5 2.2编制依据 . 5 2.3编制 原则 . 5 2.4可行性研究的范围 . 6 第三章 建设的必要性 . 7 3.1符合国家“十一五”规划纲要和循环经济要求 . 7 3.2环境保护和节能降耗的需要 . 8 3.3企业可持续发展的需要 . 9 第四章 项目建设条件 . 10 4.1主体工程概况 . 10 4.2厂址选择 . 12 4.3公用设施及社会依托条件 . 12 第五章 改造规模与产品方案 . 15 5.1改造规模 . 15 5.2生产方案 . 15 第六章 生产设备节电技改方案 . 16 6.1企业能耗现状分析 . 16 6.2改造设备运行参数 . 16 - - 6.3技术方案、设备方案 . 17 6.4项目建议改造方案 . 22 6.5消耗定额 . 25 6.6小结 . 25 第七章 项目实施机构和项目法人 . 28 7.1项目实施机构 . 28 7.2项目法人 . 28 第八章 环境保护 . 28 第八章 环境保护 . 29 第九章 社会经济效益 . 31 9.1环境效益 . 31 9.2社会效益 . 31 第十章 节约和合理利用能源 . 33 10.1节能依据及标准 . 33 10.2节能设计原则 . 33 10.3能耗分析 . 33 10.4节能措施及节能效果分析 . 34 第十一章 环境安全与劳动保护 . 35 11.1安全 . 35 11.2劳动保护 . 36 第十二章 生产管理与人员编制 . 38 12.1生产管理 . 38 12.2人员编制 . 38 第十三章 项目实施进度 . 39 13.1 建设工期 . 39 13.2 项目实施时期各阶段进度建议 . 39 - - 第十四章 项目招标方案 . 41 第十五章 投资估算及资金筹措 . 42 15.1投资估算 . 42 15.2资金筹措 . 43 第十六章 经济评价 . 44 16.1项目周期 . 44 16.2成本参数 . 44 16.3损益类参数 . 44 16.4经济评价结果 . 45 第十七章 结论 . 47 17.1结论意见及总的评价、存在的问题 和建议 . 47 - - 第一章 可行性研究报告概述 1.1 项目名称 *有限公司 电机系统变频节能改造 工程 项目 1.2 项目承担 单位 项目承担单位： *有限公司。 1.3 项目建设地点 建设地点： *省 *市 1.4 可研报告编制单位 单位名称： 工程咨询资格等级：甲级 证书编号： 发证机关：国家发展和改革委员会 1.5 项目概述及主要经济技术指标 1.5.1 项目法人概况 *有限公司是以优质 小麦良种繁育、推广种植、加工、综合深加工及食品加工于一体的 小麦 精深加工型农业产业化龙头企业。 公司小麦粉年加工能力 100 万吨， 挂面 5万吨。 2005 年被农业部授予“国家农产品加工业示范企业”，被 *省人民政府授予“省级农业产业化重点龙头企业”。 公司连续三年被中国农业发展银行 *省分行、中国农业银行 *省分行授予“ AA”级信誉。 2007年公司销售收入 168847 万元，实现利润 8105 万元。 公司综合经济指标连续多年在全国同行业中名列前列。 *始终坚持以质量为核心，先后通过了 ISO9001： 2000 质量- - 管理体系认证、 ISO14000 环境管理体系认证、 HACCP 食品安全管理体系认证、定量包装商品生产企业计量保证能力评价认证、标准化良好行为认证，并取得国家卫生注册证获得出口经营权，被国家公众营养与发展中心授予 “ 7+1”营养强化食品生产单位。其中“中裕”牌系列小麦粉被国家绿办授予“绿色食品”、被国家粮食行业协会评为“放心面”、被省质监局评为“ *名牌”。 2007 年 9月“中裕”牌小麦粉被国家质检总局、名推委评为“中国名牌”产品。 为了确保优质原粮供应，公司在 *市黄河及引黄灌渠小开河两岸建立了 100 万亩优质小麦种植基地，实行“统一供种，统一供应肥料，统一供应农药，统一技术指导，统一收购”的五统一生产模式。 过硬的产品质量，完善的售后服务，中裕产品赢得了广大消费者的青睐。公司产品现已销往全国 30 多个省市自治区，销售网络遍布 全国各地。“中裕”牌小麦粉被国家发改委、国家粮食局、铁道部、教育部、科技部等部委内部食堂定为专供面粉。在不断拓展国内市场的同时，公司领导把眼光瞄准了国际市场，并积极的邀请国外客户来公司考察合作。 2007 年以来公司生产的高档面包粉、面包糠、乌东面 、挂面 、花色挂面 等产品以其过硬的产品质量得 到了广大外商的认可，现已远销韩国、朝鲜、泰国、越南、印尼等国家和地区。 公司将按照现代企业管理的要求，遵循循环经济的理念，大力实施人才、品牌两大战略，将 *打造成规模、技术国内领先，产品覆盖大江南北，标准化的、综合性、循环型的国家级农业产业化龙头 企业 。 1.5.2 项目建设地点 - - 该项目是为 *有限公司电机系统变频节能改造工程项目 ， 其建设地点位于 *有限公司 厂区内。无需征地，也不涉及到移民问题，无社会影响。 1.5.3 项目建设主要内容 节能减排是我国的一项基本国策，也是我国国民经 济可持续发展战略的重要的组成部分。我国是能耗大国，随着国民经济的快速增长，能源紧张趋势的日益严峻，节能改造降低能耗已势在必行。提高能源利用效率，实施节能技术改造是企业顺利发展刻不容缓的紧要任务，本期工程主要内容为： 主要改造内容： 6kV 高压电机设备变频节能技术改造 （含配套供电线路改造及 DCS 控制系统调整） 。 1.5.4 项目实施后预期效果 设备改造前 6KV 高压电机设备年耗电量约为： 14000 万千瓦时，本技改项目完成后 主要设备每 年节 约用 电量 约 为： 5650 万千瓦时，高压变频系统自身新增电力消耗为： 300 万 千瓦时，本技改项目完成后预计年节电量为： 5350 万千瓦时， 折合标准煤 19100 吨（按每度电折合 0.357 千克标准煤），改造完成后 6KV 高压电机设备年耗电量约为： 8650 万千瓦时，项目节能降耗成果显著，实现了节能减排，可持续发展的目标。通过技术改造，减少能源消耗量，为实现节约型社会做出贡献，实现了环境效益、社会效益、经济效益三丰收。 1.5.5 主要经济技术指标： 主要技术经济指标表 表 1-2 - - 序号 指标名称 单位 指标 备注 1 项目总投资 万元 9860.45 1.1 固定资产投资 万元 9860.45 2 主要原材料、水电等消耗 万元 2.1 变频设备新增用电消耗 万元 204 3 新增劳动定员 人 0 不增加 4 项目节电收益 万元 3842.00 5 年总成本 万元 2232.43 年均 6 利润总额 万元 1609.57 年均 10 投资回收期 年 5.59 (含建设期 1年 ) 11 投资利润率 % 17.14% 12 投资利税率 % 17.14% 13 内部收益率（ FIRR） % 17.45% - - 第二章 编制目的、依据、原则和范围 2.1 编制目的 对本项目有关的社会、经济、技术等各方面进行深入细致的调查研究，对各种可能采用的技术方案和建设方案进行认真的技术经济分析和比较论证，对项目建成后的经济效益进行科学的预测和评价。在此基础上，对本项目的技术先进性和适应性、经济合理性和有效性，以及建设必要性和可行性进行全面分析、系统论证、多方案比较和综合评价，得出本项目是否应该投资和如何投资等结论性意见，为项目投资决策提供可靠的科学依据。 2.2 编制依据 2.2.1*有限公司 委托 *编制该项目可行性研究报告的委托书； 2.2.2 项目单位提供的有关基础数据资料； 2.2.3 现行有关设计规范、标准、规定； 2.2.4 中华人民共和国节约能源法（ 2007 修订）有关规定 。 2.2.5 国家、 *省有关政策、法规及投资政策； 2.2.6 国家发改委、建设部建设项目经济评价方法与参数（第三版） ； 2.3 编制原则 2.3.1、 对项目进行全面研究、科学评价的原则 。 2.3.2、坚持客观性、科学性、公正性、可靠性和实事求是的原则。 2.3.3 可研报告按照国内有关的建设项目可行性研究报告深度- - 要求 进行编写； 2.3.4 贯彻“清洁生产原则”采用能耗小、 无 污染、资源利用率 高 的先进工艺 。 2.3.5 吸取 粮油深加工 项目建设和变频节能项目的先进经验，坚持先进适用的原则。 2.3.6 按照国家“十一五”期间开展十大重点节能工程之“电机系统节能工程”的要求。 2.3.7 为提高工程的可靠性，采用设备为国际先进性。 2.3.8 努力创造条件使节能改造不影响正常生产。 2.4 可行性研究的范围 针对 *有限公司 电机系统变频节能改造 工程 项目进行研究评价。本可行性研究的范围主要包括以下内容： 2.4.1 变频节 能工程的建设条件； 2.4.2 变频节能工程技术方案； 2.4.3 变频节能工程投资估算及运行成本分析； 2.4.4 变频节能工程技术与经济分析。 - - 第三章 建设的必要性 3.1 符合国家“十一五”规划纲要和循环经济要求 当前，实现节能减排目标面临的形势十分严峻。今年来，全国上下加强了节能减排工作，国务院发布了加强节能工作的决定，制定了促进节能减排的一系列政策措施，各地区、各部门相继做出了工作部署，节能减排工作取得了积极进展。但是 ， “十一五”节能减排工作的难度 仍然 很大，据 统计，近年来工业特别是高耗能、高污染行业增长过快，占全国工业能耗和二氧化硫排放近 70%的电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等六大行业增长 20.6，同比加快 6.6 个百分点。 我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现 经济又好又快发展。同时，温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要，是我们应该承担的责任。 04 年以来，能源紧缺成为了议论的焦点。电力紧张制约了我国经济的发展。为使我国的国民经济走上持续发展的健康轨道，各级政府和社会各界都极为重视节能降耗工作，把这项工作提高到战略高度去抓。 - - “十一五”规划建设目标的一个重要特点是，从产出方面提出了目标要求，人均 GDP 翻一番，同时也提出另外一个约束性非常强的指标，单位 GDP 能耗要比“十五”期末降低 20。而实现 单位GDP 能耗下降 20的主要途径有三个，包括结构节能、推进技术节能及管理节能。可以看出节能已成为一项政府行为，也是十一五规划的工作重点之一。 3.2 环境保护和节能降耗的需要 随着国民经济的快速发展，国内能源消费的不断增长，能源供需矛盾日益突出，实施节能技术改造是企业顺利发展刻不容缓的紧要任务。电机系统包括电动机、被拖动装置、传动控制系统及管网负荷。电机系统用电量约占全国用电量的 60%，其中风机、压缩机的用电量分别占全国用电量的 10.4%、 9.4%。我国 80%以上的电机产品效率比国外先进水平低 2 5 个百分 点，虽然设计水平与国外先进水平相当，但制造技术和工艺有差距；电机传动调速及系统控制技术差距较大，产品效率比国外先进水平低 20 30%。 电机系统量大面广，节电潜力巨大。全国现有各类电机系统总装机容量约 4.2亿千瓦，运行效率比国外先进水平低 10 20 个百分点，相当于每年浪费电能约 1500 亿千瓦时。我国电力供应大部分为火电，电力企业是我国的用煤大户。 煤炭作为我国的主要能源之一 ,75%的原煤用于直接燃烧。而煤在燃烧过程中会产生大量的气体 ,气体中含有大量的 CO2、 SO2、 NOX 等污染物 ,其中 CO2 为温室气体 , SO2可导致酸雨形成 ,NOX 在一定条件下可破坏臭氧层及产生光化学烟雾 ,这些都是引起大气环境恶化的主要元凶。因此 ,燃煤产生的气体是造成我国生态环境破坏的最大- - 污染源之一。我国的能源消费占全世界能源消费的 8.0%-9.0%,SO2 的排放量占到全世界总排放量的 15.1%,而燃煤所排放的 SO2 又占全国总排放量的 87.0%。据统计 ,我国煤炭年消费量高达 12 亿吨 ,SO2 年排放量超过 20000 吨 ,预计到 2010 年我国煤炭年产销量将达到18 亿吨 ,如果不采取有效的控制措施 ,SO2 的排放量将达到 30000 吨 ,数 字十分惊人。 电机 变频节能技术是控制 SO2 和酸雨危害最有效的手段之一。 3.3 企业可持续发展的需要 根据国家十大重点节能工程之“电机系统节能工程”的要求对全公司电机系统进行变频节能技术改造，通过工艺系统流程变频调速及自动化控制代替落后的节流调速等措施实现到节能 %以上的目标。 *有限公司 电机系统存在的主要问题是：电动机效率低；系统调节方式落后，大部分风机采用机械节流方式调节，效率比调速方式约低 30%。 仅高压电机 年消耗电力 就达 14000 万 千瓦时，是当地能耗大户，对现有的电机实施节能技术改造，有 利于企业充分发挥设备潜力，增强生产线的自动化控制能力，提高运行效率，达到降低能耗，促进技术进步，提高企业的竞争力和经济效益，实现企业的可持续发展。 因此， *有限公司对全 公司 生产线 电机系统变频节能改造，符合国家节能政策，节约能源消耗量，降低企业运营成本，对提高大气环境质量和国民经济是有益的，对促进企业进一步发展 是必要的 ，且效益显著 。 - - 第四章 项目建设条件 4.1 主体工程概况 主体工程为 *有限公司 电机系统变频节能改造 工程 项目，利用现有工业场地建设。工程计划用 12 个月时间完成全部项目改造工作。 4.1.1 建设地点位置 *有限公司 现有厂区内。 4.1.2 自然条件 （ 1）地点与地理位置 本项目拟建于 *省 *市滨城区滨北开发区 *有限公司厂区内。 *市位于 *省北部、黄河三角州腹地、渤海湾西南岸，北通渤海，东临东营市，南连淄博市，西南与济南市交界，西与德州市接壤，西北隔漳卫新河与河北省海兴县、黄骅市相望。 全市境域横跨黄河两岸，地理坐标为：东经 117° 15至 118°37，北纬 36° 41至 38° 16。东西最大跨径 120 公里，南北 最大跨径 175 公里，总面积 9444.65 平方公里。 （ 2）地形、地貌情况 *市地处燕山运动断裂带，渤海凹陷西南边缘与泰沂山区山前冲积平原的交接地带，地势南高北低，大致上由西南向东北倾斜，渐次过度到大海。齐河至广饶大断裂带从中部穿过，小清河基本上处断层裂隙处，从而将全 市 分成南北两个不同的地质构造单元。小清河以北属黄泛平原，小清河以南属泰沂山区山前冲积平原。形成全境西高东低，南北高中间洼的颠簸状地形特点，平均海拔 8 米。 - - 项目建设地点冻土深度：最大冻土深度 570mm、抗震设防烈度：6 度。 （ 3）水文地质条 件 水文地质：地下水埋藏较浅，地下水对砼及砼中钢筋均无侵蚀性。 项目区 位于华北平原构造带、郯庐构造带之间与渤海湾交汇处。自新生代以来，该区以大规模沉降运动为主，沉积了厚度巨大的松散岩系，下伏第三系基岩。 （ 4） 气候条件 *市地处 *北部 ，气候宜人，光照充足， 属东亚暖温带亚湿润大陆性季风气候，冬冷夏热，雨热同期，四季分明。 1）气温： 极端最高气温 40.9 极端最低气温 -20.9 年平均气温 12.5 2）主导风向、风速： 常年主导风向为东北风向 最大风速： 25M/S 极大风速： 38.3 M/S 年平均风速： 2.7 M/S 3）降雨量： 年平均降雨量 589.4 毫米，年最大降雨量 1013 毫米，日最大降雨量 150.4 毫米。 4）冻土深度：最大冻土深度 570 毫米。 - - 4.1.3 地震烈度 根据建筑抗震设计规范（ GB50011-2001）中的有关规定；估算场地土层等效剪切波速 Vse=300m/s，为中硬场地土，场地类别为类场地，特征周期 0.25s。建筑场地为对建筑抗震有利地段。 场地所属区域，按有关规定要求应按抗震设防烈度 7度设防，设计基本地震加速度值 0.05g，第 1组。 4.2 厂址选择 （一）选址 原则： 1、符合 *市总体发展规划； 2、符合企业总体发展规划及长远发展规划； 3、建设规模符合当地资源状况； 4、水、电、交通等配套条件良好。 （二）建设地点 项目建设地点位于 *有限公司厂区 内 。 综合分析厂址方案，该项目选址具有以下优势： 1、符合规划：本工程厂址位于 *市，符合加工区的规划要求，符合当地发展规划； 2、区域内基础设施齐全，生产辅助设施配套条件好。良好的基础，可保证项目的顺利实施、有效运转； 项目的厂址选择按企业的实际情况，做到了统筹兼顾、经济合理、优化配置、节省资源， 据以上分析项目选址是可行的。 4.3 公用设施及社会依托条件 (一 )项目区位置 优越 ，交通便利。 *市地处黄河三角州腹地，胶东半岛与京津唐两大发达地区- - 的中间地带，是环渤海经济圈与黄河三角州经济带的结合部，南临省会济南，北依天津、北京，地理位置十分优越， 205、 220 国道、济青 、津汕、威乌 高速公路穿境而过，公路交通网络四通八达。 (二 )能源充足，通讯便捷。 全市拥有 110 千伏及以上变电站 16 座，变电总容量 161.6 亿千伏安，输电线路 834.3 公里，配电线路 112.3 公里。供电电压合格率完成 99.68%，其中 A 类达到 99.9%，配电系统供电可靠率 RS1、RS3 均达到 99.986%， 110 千伏线路全部实现手拉手、双电源供电。500 千伏黄河北输变电工程建成投运，为 *增加了电源支撑点，提高了电压质量和可靠性。 *市通讯网已完全实现交换程控化、传输数字化、传输介质已全部实现光缆传输，具有高宽带传输能力，通信网完全可提供数字、图像、音频等各种信息的交换和传输，已建成 *信息港，通信网是具有世界先进水平的信息网络平台，能保证 项目区 通讯设施正常使用。 (三 )基础设施完善，投资环境优越 。 *是首批国家级 卫生城市。西区行政文化中心建设已初步完成。“四环五海”工程 (即 :环城公路、环城水系、环城绿化带、环城风景区和东、西、南、北、中五座平原水库 ),集园林与湖水于一色 ,融产业、生态、文化为一体 ,规划设计达到国内、国际先进水平 ,一个生态园林型现代化中心城市正在崛起。经过多年的开发建设，*市的基础设施日益完善，交通、通讯、给排水、绿化美化等建设日新月异，城市承载功能显著增强。现代通信在全市实现了无缝覆盖。不断完善的基础设施为建设 *创造了便利条件。 - - - - 第五章 改 造规模与产品方案 5.1 改造规模 5.1.1 对 粮食深加工 生产的设备进行变频节能改造 改造规模 ：对 6KV 高压电机设备进行 变频节能改造 （含配套供电线路改造及 DCS 控制系统调整） 。 对上述设备的传动控制系统全部更换改造为先进可靠的变频传动控制系统。 在保证设备连续、可靠运转，安全稳定的同时 ，大幅度降低电力消耗。 5.1.2 对 风机、 压缩机系统进行变频节能改造 风机、 压缩机节能改造规模为：对 粮食深加工 生产中的 风机、压缩机进行改造。 将 上述 风机、 压缩机的传动控制系统全部更换改造为先进可靠的变频传动控制系统。在保证设备连续、 可靠运转，安全稳定的同时，大幅度降低电力消耗。 5.2 生产方案 本项目的实施，原来的产品方案保持不变，不影响企业目前的产品工艺和生产规模。- - 第六章 生产设备节电技改方案 6.1 企业能耗现状分析 目前， *有限公司 是一家大型 粮食深加工 企业。主要产品 3 大类 32 个品 种， 年 设计能力为： 民用粉 30 万吨、 专用粉 70万吨、 挂面 5 万吨； 仅高压电机 年耗电量 就有 14000 万 千瓦时，是当地的用电大户。 从现场测量数据看出，需改造的高压电机设备在运行中电流波动很大，电机负荷实际使用不高，高次谐波含量很高，瞬流和浪涌大量存在。负荷率不足，大马拉小车现象严重，浪费大。高次谐波引起变压器和电机铜损、铁损的增加和电机线圈额外温升增加，使导体的阻值增大，增加了不必要的损耗，使设备维修费用增加，设备使用寿命减短。 6.2 改造设备运行参数 现有设备 节电技改主要设备的运行 情况 介绍 表 6-1 序号 电机 功率（ kW） 数量（台） 序号 电机 功率（ kW） 数量（台） 1 250 6 10 560 1 2 280 8 11 570 3 3 320 8 12 580 1 4 350 8 13 630 5 5 380 2 14 780 4 - - 6 400 14 15 800 12 7 450 4 16 850 3 8 500 9 17 900 5 9 550 5 合计： 98 台（ 套 ） 电机 6.3 技术方案、设备方案 6.3.1 改造方案分析 （ 1）高压变频调速系统原理 高压变频调速系统采用先进的功率单元串联叠波（又称功率单元多重化结构）方式、空间矢量控制的正弦波 PWM 调制方法，利用成熟的低压变频器技术和功率器件 IGBT，从原理上保证了系统的可靠性，并使变频器的输入输出波形得到极大改善，在美国该方式变频器号称完美无谐波。 功 率单元和控制系统之间采用光纤通讯，实现强弱电间的完全电气隔离，提高了整个系统的抗干扰能力。 电压叠加原理类同于“电池组叠加”技术。对于 6kV 系统，每相 6 单元串联，每个功率单元输出交流有效值 Vo 为 577V，相电压为 3464V，线电压为 6000V。 - - 图 6 1【电压叠加形成高压输出原理结构】 变频器系统控制原理图 (6kV系列 ) 功率单元单 元 A 5隔离变压器输入电源单 元 A 2单 元 A 1单 元 B 1单 元 C 5单 元 C 2单 元 B 2单 元 B 5光 纤 板 ( 3 )A B C信号板输出电流取样分压电阻输入电压信号输入电流信号主控板P L C信号平板电脑 / 操 作界面现场 系统，通讯协议信号单 元 C 1单 元 A 9单 元 B 9单 元 C 91 0电动机变频器系统控制原理图 (6kV 系列 ) 功率单元主要由三相桥式整流桥、滤波电容器、 IGBT 逆变桥构成，同时还包 括由功率器件驱动、保护、信号采集、光纤通讯等功能组成的控制电路。通过控制 IGBT 的工作状态，输出 PWM 电压波形。每个功率单元在结构及电气性能上完全一致，可以互换。 图 6 2【功率单元电路结构】 图 6 3【单元输出 PWM 波形】 功率单元具有旁路功能。当某个单元发生熔断器故障、过热和IGBT 故障而不能继续工作时，该单元及其另外两相相应位置上的单- - 元将自动旁路，此时 L+、 L-、 R+、 R-封锁输出，接触器 k导通，以保证变频器连续工作，并发出旁路告警 。单元旁路时，变频器因运行单元数量减少，额定输出电压能力将降低，但当变频器本身运行频率较低，如 6kV 系列运行频率低于 40Hz， 10kV 系列运行频率低于 43.7Hz 时，变频器将自动提高工作单元的输出电压，而保证变频器输出性能不变，实现无扰动自动旁路。 （ 2）高压变频调速系统变频器的主要优势及特点 1）该装置由移相变压器、功率单元和控制器组成。移相变压器副边绕组分为三相， 18 个功率单元，每相由 6个功率单元串联构成，每个单元的主回路相对独立，可等效为一台单相低压变频器，便于采用现有的成熟技术。 2） 每个功率单元 电路为基本的交 -直 -交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，构成 36 脉冲整流方式，通过对 IGBT 逆变桥进行正弦 PWM 控制，得到每个单元的输出。然后将每相 6个单元的输出串联成星形接法，通过对每个单元的 PWM 波形进行重组，得到阶梯正弦 PWM 波形。这种波形正弦度好， dv/dt 小，谐波分量少于国家规定标准。 3）电动机实现了真正的软启动、软停运，变频器提供给电机的无谐波干扰的正弦波电流，峰值电流和峰值时间大为减少，可消除对电网和负载的冲击，避免产生操作过电压而损伤电机绝缘，延长了电动机和风机、 压缩机 的使用寿命。同 时，变频器设置共振点跳转频率，避免了风机、 压缩机 处于共振点运行的可能性，使风机、压缩机 工作平稳，轴承磨损减少，启动平滑，消除了机械的冲击力，提高了设备的使用寿命。 4）变频器自身保护功能完善，同原来继电保护比较，保护功- - 能更多，更灵敏，瞬间过流保护 (超过 200%额定电流峰值 )10 s,动作有效过流保护 (150%额定电流 )3s 动作，过载保护 (120%额定电流 )1min 动作，大大加强了对电动机的保护。 5）调速工段内的设备调节和优化控制由机组 DCS 完成， DCS 负责采集模拟量、开关量等信号，变频器输出的模拟量、开关 量信号全部进入 DCS 系统，形成闭环控制，同时实现相关辅机联锁功能等。 6.3.3 变频调速节能原理 根据 风机、 压缩机运行特性以及从流体力学的原理知，使用感应电机驱动的压缩机和使用感应电机驱动的风机轴功率 P与流量 Q，压力 H 的关系为： HQP 当电动机的转速由 n1 变化到 n2 时 , Q、 H、 P 与转速的关系如下 : 1212 nnQQ (1) 21212 nnHH (2) 2p = 1p312 nn (3) 可见流量 Q 和电机的转速 n 是成正比关系的，而所需的轴功率P 与转速的立方成正比关系。所以当需要 80的额定流量时，通过调节电机的转速至额定转速的 80，即调节频率到 40 赫兹即可，这时所需功率将仅为原来的 51.2。 如下图所示，从 运 行 风机曲线图来分析采用变频调速后的节能效果。 - - 图 3 1 风机的运行曲线 当所需流量从 Q1 减小到 Q2 时，如果采用 非变频的办法 ，管网阻力将会增加 ， 管网特性曲线上移，系统的运行工况点从 A 点变到新的运行工况点 B点运行，所需轴功率 P2 与面积 H2× Q2 成正比；如果采用调速控制方式，风机 、压缩机 转速由 n1 下降到 n2，其管网特性并不发生改变，但风机 、压缩机 的特性曲线将下移，因此其运行工况点由 A 点移至 C 点。此时所需轴功率 P3 与面积 HB× Q2 成正比。从理论上分 析，所节约的轴功率 Delt(P)与（ H2-HB）×（ C-B）的面积成正比。 考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践的统计，风机类通过调速控制可节能 20 70。 （ 2）变频改造节能预计分析 1) 预计改造前工频运行功率计算公式 c os732.11 IUP 其中： U 工频运行电机电压， kV； I 工频运行电机电流， A； 1P 工频运行功率， kW ； - - cos 工频运行功率因数，小于额定功率因数。 2）改造后变频运行预计功率计算公式： 由于压缩机和风机采用变频器调速的特性和压缩机运行特性得知，因此利用公式 ： 21212 nnHH 和 2p=1p312 nn 即得： 变P=P 额 ×（ ） ³÷ 其中：变P 变频运行功率， KW； P 额 额定轴功率， KW H2 变频运行流量 H1 额定运行流量 变频装置效率 =0.96 其中根据改造压力不变原则有 H2= H 工，其中 ( )是压缩机的负载率 , 也等于 (工作频率 /额定频率 ) 6.4项目建议改造方案 6.4.1 总平面布置及运输 本次节能技术改造工程不增加运输量，也不需要新增建筑物。原有基础设施，可以满足工程需要。 6.4.2 外形尺寸 由于高压变频调速系统体积大、对运行环境要求高，在项目建设或行业改造过程中，对现场空间及布局有一定要求。 *有限公司现有厂房有足够空间容纳高压变频调速系统设备、设施，能够满足项目对空间布局的要求。 6.4.3 高压变频调速系统主要设备 - - 高压变频设备一览表 序号 名 称 变频器 规格 (kW) 单位 数量 备注 1 功率单元控制 柜 250 套 6 包含安全旁路柜 2 功率单元控制柜 315 套 8 包含安全旁路柜 3 功率单元控制柜 400 套 32 包含安全旁路柜 4 功率单元控制柜 500 套 13 包含安全旁路柜 5 功率单元控制柜 630 套 15 包含安全旁路柜 6 功率单元控制柜 800 套 16 包含安全旁路柜 7 功率单元控制柜 900 套 8 包含安全旁路柜 8 共计 套 98 6.4.4 运行方式 （ 1）开关量控制速度模式 变频器提供给现场一对闭合点（频率到达给定的速度点）。 根据 现场工艺，可以扩展相应的提速或降速点。 - - 以上接点全为无源接点。 （ 2）通信设置 通过通讯方式接收来自主控系统的运行频率或被控量给定值。 （ 3）本地设置 通过操作触摸屏设置运行频率。 （ 4）引风机变频柜应留出自动开启风门的信号接口。 6.4.5 供电电源状况 该公司 是 110kV 工业专业线路供电，进线截面为 240mm2，裸铝架空线，厂内电缆敷设，厂区电缆敷设，厂区北 部设有变电所一座，采用交联聚氯乙烯电缆向各用电点送电。 (1)供电方案 厂区变电所进线 110kV，由 110kV/6.3 kV 送往车间，车间再用6 kV/0.4 kV 变压，现场 可 380V/220V 使用。接地系统采用 TN-C-S，照明电压为 220V，安全照明检修电压为 24V。 设备配电柜大部分随机自带，各配电箱之间电缆沿桥架明设，为散热良好采用托盘桥架，分别采用主柱，托臂和吊臂安装。 电器照明除室内灯 具 外，一律采用高效钠汞单管 节能 灯，具有体积小重量轻，便于安装维护等优点。 照明配电箱采用 XRM102 型。 6.4.6 电信现状 本项目电信设计包括：行政电话、调度电话、对讲电话及电话配线。 本项目所需行政电话、调度电话接入电话站，此次主要作室内配线设计。 - - 本项目技 术方案先进适用、成熟可靠，配套基础设施完全可以满足，节能改造工程的需要。 6.5消耗定额 6.5.1 消耗定额计算基础 设计条件：高压变频调速系统运行只消耗电能，其能耗标准，一般按照高压机电设备额定耗电量的 1%-3%考虑，本项目按照 1.5%测算。 6.5.2 消耗定额 消耗定额表 序号 名称 规格 单位 小时消耗 1 电 6KV kW· h 378.8 6.6小结 1设备改造前 6KV 高压电机设备年耗电量约为： 14000 万千瓦时，设备进行安装改造后可以大大降低能耗，节电率在 30%-40%左右，主要设备每 年节约用电量约为： 5650 万千瓦时，高压变频系统自身新增电力消耗为： 300 万千瓦时，本技改项目完成后预计年节电量为： 5350 万千瓦时，折合标准煤 19100 吨（按每度电折合 0.357千克标准煤），改造完成后 6KV 高压电机设备年耗电量约为： 8650万千瓦时，项目节能降耗成果显著，详见下表： - - 变频改造后的节能率及年度节电效益表 序号 电机规格 （ KW） 数量 预计 节电率 预计 年度 节电量 (万度 ) 备注 1 250 6 39.5% 212.49 2 315 8 38.2% 288.19 3 400 32 38.1% 1437.75 4 500 13 37.8% 685.06 5 630 15 37.5% 981.72 6 800 16 37.2% 1281.28 7 900 8 36.4% 763.51 合计 98 5650.00 2、上述运行中的参数即工艺改变时，节电比例关系也会随之改变，主要是与 变频节能 有很大关系。 3、网侧功率因数提高：原电机直接由工频驱动时，满载时功率因数为 0.81 左右，实际运行功率因数远低于 0.8。采用高压变频调速系统后，电源侧的功 率因数可提高到 0.9 以上，无需 额外 无功补偿装置就能大大的减少无功功率，满足电网要求，可进一步节约上游设备的运行费用。 4、设备运行与维护费用下降：采用变频调节后，由于通过调节电机转速实现节能，在负荷率较低时，电机、风机转速也降低，主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减轻，维护周期可加长，设备运行寿命延长； 变频器 运行中，只需定期对 变频器 除尘，不- - 用停机，保证了生产的连续性。随着生产的需要，调节 风机、电机的转速，既满足生产工艺的要求，工作强度又大大降低。采用变频技术调速后，减少了机械磨损，维护工作量降低，检修费用下降。 5、用高压变频调速装置后，可对电机实现软启动，启动时电流不超过电机额定电流的 1.2 倍，对电网无任何冲击，电机使用寿命延长。在整个运行范围内，电机可保证运行平稳，损耗减小，温升正常。 电机 、风机 启动时的噪音和启动电流非常小，无任何 异常振动和噪音。 与原来旧系统相比较， 变频器 具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升等多项保护功能，更完善地保护了电机。 同时 操作简单，运行方便。可通过计算机远程给定风量或压力等参数，实现智能调节。 适应电网电压波动能力强，电压工作范围宽，电网电压在-15% +10%之间波动时，系统均可正常运行。 - - 第七章 项目实施机构和项目法人 7.1项目实施机构 为保证有领导、有组 织、有计划地搞好变频节能项目配套工作，*有限公司成立了专门的项目领导小组。组长由 郭良 担任，全面负责该项目的领导和协调工作；副组长由 张志强 担任，具体负责该项目的组织和实施工作；成员由 2名具有专业特长的工程师担任，专门负责该项目的技术与施工监督工作。 7.2项目法人 本项目项目法人为： *有限公司 。 组织机构图 董事长 副总经理 副总经理 总经理 副总经理 生产科 供应科 各生产车间 设备科 销售科 行政办公室 计划财务科 人力资源部 - - 第八章 环境保护 一、 有关环境质量标准 （ 1）环境空气执行 GB3095-1996环境空气质量标准二级，噪声执行 GB3096-93城市区域环境噪声标准（ 3 类），地表水质量标准执行地表水质量标准（ GB/T14848-93）中的 III 类标准。 环境空气质量标准（ GB3095-1996）中的二级标准 污染物名称 小时平均浓度 mg/Nm3 日平均浓度 mg/Nm3 年平均浓度 mg/Nm3 SO2 0.50 0.15 0.06 PM10 - 0.15 0.10 TSP - 0.30 0.20 （ 2）地表水体执行地表水环境质量标准（ GHZB 1-1999）IV 类标准。 （ 3）环境噪声执行城市区域环境噪声标准中的 2 类标准。 二、 项目的环境排放标准要求 （ 1 ） 锅炉 烟 气 执行 锅炉 大 气污 染 物 排放 标 准 （ GB13271-2001） II 时段的二级标准， （ 2）废水执行污水综合排放标准（ GB8978-1996）中二级标准。 （ 3）噪声执行工业企业厂界标准（ GB12348-90）中的 II类标准。 三、 节能减排量 - - 通过技术改造，项目年节电 5350 万千瓦时，折合标煤 19100吨（折标系数按 0.357kgce/千瓦时计），节能环保效益明显。 项目 的实施将为节约能源消耗量，促进可持续发展作出贡献，降低企业运营成本，起到积极的示范带头作用。 - - 第九章 社会经济效益 9.1环境效益 *有限公司，是当地的能源消耗大户，年 仅高压电机 耗电量 就达 14000 万 千瓦时，通过本项目技术改造全年节电 5350 万千瓦时，折合标煤 19100 吨（折标系数按 0.357kgce/千瓦时计）。项目通过节能减排实现，减少了能源消耗量，提高了能源利用率，减少了因能源消耗造成的污染，其环境效益是首位的。 9.2社会效益 随着经济的快速发展，我国能源消费的不断增长，能源供需 矛盾日益突出，电力紧张状况严重，各地纷纷采取各种强制性限电措施，由于电力供应紧张，部分企业无法满负荷运营，造成社会资源浪费。 电机系统用电量约占全国用电量的 60%，其中 、 风机、压缩机的用电量分别占全国用电量的 10.4%、 9.4%。 我国 80%以上的电机产品效率比国外先进水平低 2 5 个百分点， 电机、风机 、压缩机产品效率比国外先进水平低 2 4 个百分点，虽然设计水平与国外先进水平相当，但制造技术和工艺有差距；电机传动调速及系统控制技术差距较大，产品效率比国外先进水平低 20 30%，因此改造项目选用进口设备 。电机系 统量大面广，节电潜力巨大。全国现有各类电机系统总装机容量约 4.2 亿千瓦，运行效率比国外先进水平低 10 20 个百分点，相当于每年浪费电能约 1500 亿千瓦时。 机电变频节能装置带来的社会效益是明显的，安装了变频节能装置，首先是企业得到了可持续的发展， 粮食深加工行业 的发展将- - 能促进国民经济的飞速发展需求，并且通过技术改造全年 节电 5350万千瓦时，折合标煤 19100 吨（折标系数按 0.357kgce/千瓦时计）。因此，本项目的实施是充分体现国家“十一五”规划纲要中关于科学发展观，节能减排，资源综合利用的典型项目，通过有 效的节能减排方法企业将实现环境效益、社会效益、经济效益多项效益，企业可持续发展的动力和源泉。 - - 第十章 节约和合理利用能源 10.1 节能依据及标准 1、中华人民共和国节约能源法 2、中华人民共和国电力法 3、中华人民共和国清洁生产促进法 4、节能中长期专项规划（发改环资 2004 2505 号） 5、产业结构调整指导目录 (2005 年本 )（国家发改委令 第40 号） 6、综合能耗计算通则 7、评价企业合理用电技术导则（ GB3485-1998） 10.2 节能设计原则 10.1.1 专业协作原则 为了节约能源、降低生产成本，企业大力贯彻专业化协作的原则。 10.1.2 新工艺、新设备选用原则 积极采用节能、高效和先进工艺，采用国家推荐的节能产品和国外 先进生产设备。 10.3 能耗分析 本项目为原有设备的节电改造项目，项目主要耗能设施为高压变频节电系统运行能耗。能源品种为电力。 - - 能耗汇总表 名称 规格 单位 年 消耗量 折标煤（吨） 备注 电 万 kWh 300 1071 总计（吨标煤） 1071 10.4 节能措施及节能效果分析 10.4.1 节能措施 为认真贯彻节约能源 ，合理利用能源的精神，对本项目变频节能系统的节约能源主要考虑以下措施： （ 1）对于企业用电大的设备，进行技术改造，加装节电设备，根据双节原则，尽量采用安全可靠、技术先进、效率高、性能好的设备，以节约能源。 （ 2）加强变频节能系统管理，保证节电设备高效运行。 （ 3）在各低压出线回路均装设电度表便于及时分析能源消耗量。 （ 4）电力变压器选用 S11M 系列低损耗变压器。 （ 5）照明采用高效发光光源。 10.4.2 节能效果分析 实施 电机 变频节能措施， *有限公司通过技术改造全年节电 5350 万千瓦时，折合标 煤 19100 吨（折标系数按 0.357kgce/千瓦时计）。 - - 第十一章 环境安全与劳动保护 11.1 安全 11.1.1 主要安全问题 变频节能系统在运行时是一套相对比较安全的装置 , 其潜在的安全方面的问题主要有： （ 1）电伤 由于雷击或接地不良所造成的损坏并由此给工作人员带来的伤害 , 高压电器设备由于人员的误操作及保护不当而给人员带来的伤害。 （ 2）机械伤害 在运行和检修过程中如果操作不当或设备布置不当均有可能给工作人员造成伤害。 （ 3）其它伤害 其它伤害包括 : 人员在高处作业时的跌倒 与作业时的意外 等。 11.1.2 安全防治措施 （ 1）防电伤措施 （ a）电气设备应采取必要的机械、电气联锁装置以防止误操作； （ b）电气设备设计严格按照带电部分不低于最小安全净距执行； （ c）电气设备选