造纸厂技术改造项目可行性研究报告.doc

1 总论1.1项目名称及承办单位1.1.1 项目名称能量系统优化技术改造项目1.1.2 承办单位1、单 位 名称：#纸业有限公司2、建 设 地点：#3、项目负责人：#项目联系人：#联 系 电话：#1.1.3 承办单位概况#纸业有限公司（原名为#蔡伦造纸厂）位于#市#县，公司始建于1988年，现拥有固定资产1.4亿元，职工900余人，其中工程技术人员96人，占地面积15万平方米。企业拥有先进的造纸设备：长网多缸1760、长网多缸1880、长网多缸3150纸机七条生产线，年产轻型印刷纸10万吨，产值5.6亿元。生产的轻型印刷纸国内第一家成功用于学生教材，取得了较好的社会效益，产品投放市场以来，深受用户的好评，并以优良的品质和完善的售后服务畅销全国各地，远销国外。1.2技改原因及改造方案1.2.1三段供汽改造原因及方案（1）传统供汽方式简介：传统的纸机供热方式为无蒸汽循环方式，即由总汽管把蒸汽直接送到各个烘缸内，冷凝水由装有疏水阀或阀门的冷凝水管排出（2）传统供汽方式缺点： 因没有蒸汽循环，不凝结气体逐渐在烘缸内积聚，影响传热效率； 由于疏水阀数量多，当出现故障时，不是大量浪费汽，就是排水不畅通；因蒸汽循环不畅通而降低烘缸的热效率，增加了传动负荷及缸体的磨损；因不能重复利用乏汽而大量浪费能源。（3）三段供汽方式简介：三段供汽是根据烘缸一温度曲线把烘缸群分成三段：高温区、中温区、低温区，分别对各段的烘缸表面温度进行控制，是一种多段串联逆向蒸汽的供热系统，在各段烘缸间依靠闪蒸压力及冷凝水系统的压差推动蒸汽冷凝水闪蒸产生的二次蒸汽作为低温段的热源，蒸汽的能量利用比较充分。1.2.2纸机变频改造原因及改造方案#纸业有限公司现有的纸机本体传动控制系统为传统的直流系统，存在以下缺点：电耗高:直流电机虽然具有低速启动转矩大和调速性能优良的特点，但比较大的缺点是因为一些自身配备的过流、过压、失相等安全保护元器件，以及励磁系统，一般直流系统进线都配整流变压器和电抗器，所以直流电机要比同容量的交流电机能耗高约5%-10%。维护量大:由于附加一些外围元器件，故直流电机维护周期短、维护工作量大。故障率高:各卡件多为分体式结构，故障率比交流系统高。#纸业有限公司现有1760、1880、3150等造纸生产线7条，拟对7条生产线进行变频改造。1.2.3增加TE#T系统安全节电器的原因及方案TE#T系统安全节电器是根据滤波器原理，通过抑制du/dt、di/dt和谐波来达到节电目的，其原理是减少或削弱了由于du/dt、di/dt和谐波的存在而造成的无功功率消耗，装在系统电源（或线路）的首端，可以减少负载产生的电磁干扰对电源的影响，从而减少了系统无功功率的传输，从而节电。公司拟对7条生产线及供水车间、污水治理车间和两个白水回收车间，分三级布控安装节电器（共152台）。1.2.4增加电容器无功补偿装置的原因及方案一般情况下输电和配电系统是运行在固定频率的正弦波电压和电流波形下，但是当非线性负荷如晶闸管整流器接入系统后，会产生大量的谐波电流，从而导致电压和电流的畸变，及谐波电压。谐波电压会对电机和其他电子设备造成危害。金蔡伦纸业有限公司的造纸生产线都采用国内先进PLC控制技术，要求电压畸变率小于3%，较高的电压畸变率可导致控制设备误动作，进而造成造纸生产线运行中断，导致较大的经济损失。公司决定在配电系统中应用无功补偿装置，既可以减少线损，又能增加电网中有功功率的比例。1.3可行性研究报告编制的依据1、国家发展和改革委员会投资项目可行性研究指南试用版2、中华人民共和国节约能源法（中华人民共和国主席令【2007】）3、中华人民共和国环境保护法4、中华人民共和国环境噪声污染防治法5、国家计委、建设部颁发建设项目经济评价方法与参数第三版6、产业结构调整指导目录(2007年)7、“十一五”十大重点节能工程实施方案8、重点用能单位节能管理办法 （原国家经贸委令第7号）9、节能中长期专项规划（发改环资【2004】2505号）10、中国节能技术政策大纲11、国家发展改革委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知（发改投资20062787号）12、其他国家及地方相关法律、法规、政策及规定，技术资料 13、企业提供的基础资料和数据1.4可行性研究的范围和内容根据相关法律法规和建设单位的委托，本项目可行性研究报告的范围主要如下：1、总论2、项目提出的背景及必要性3、工艺技术方案4、环境概况5、公用工程和辅助设施方案6、环境保护及综合利用7、节能篇（章）8、劳动安全消防9、组织机构及人力资源10、项目实施进度11、投资估算与资金筹措12、财务经济评价1.5可行性研究的简要结论1.5.1项目内容本项目利用国内成熟、先进的工艺技术，进行如下技术改造：1. 将原有的并联无循环蒸汽加热系统，由技术先进的三段供汽循环利用系统代替。将含有较多热量的冷凝水通过闪蒸罐作用产生二次汽，再经过热泵作用重复利用二次汽以达到节能目的2、对现有1760、1880、3150等7条造纸生产线的纸机传动系统及一个供水车间，一个污水治理车间和两个白水回收车间进行变频改造。3、在7条造纸生产线低压用电设备上安装TS#T系列系统安全节电器。4、增加无功补偿设备与装置，使系统功率因数由原来的0.92提高到0.95。1.5.2项目投资概况本项目总投资5709万元。 其中工程费用4995万元（包括设备购置费4500万元、安装费用495万元）；工程其它费用122.11万元；预备费511.71万元；建设期利息80.18万元。1.5.3项目实施效果该项目实施后，可以解决能源浪费现象，减少设备的振动、噪音和磨损，同时采用国内外先进的变频节电技术，和蒸汽自动循环控制系统，对全场进行能量系统优化，项目实施后既可以提高设备的稳定性，又能提高产品的质量。工程实施后的供电系统节电率达到27.58%以上，供热系统节汽率达到22.26%，年可节电2097万kWh，节约蒸汽8.7万吨，共折合标煤11253吨/年，节能效果十分明显。1.5.4 项目实施后主要经济指标表1-1 财务指标汇总表序号名称单位指标说明1项目总投资(含全部流动资金)万元5709项目规模总投资(含铺底流动资金)万元57091.1建设投资万元5628.82 其中：基本预备费万元511.711.2建设期利息万元80.181.3流动资金万元0铺底流动资金万元02营业收入(不含税)万元2176.42生产期平均3营业税金及附加万元0生产期平均增值税万元0生产期平均4总成本费用万元396.01生产期平均5利润总额万元1780.41生产期平均6税后利润万元1780.41生产期平均7财务盈利能力分析7.1财务内部收益率项目投资所得税前%38.27项目投资所得税后%38.27项目资本金%46.897.2财务净现值项目投资所得税前万元9518.44ic=10%项目投资所得税后万元9518.447.3项目投资回收期含建设期静态投资所得税前年3.59静态投资所得税后年3.59动态投资所得税前年4.15动态投资所得税后年4.157.4总投资收益率%31.467.5项目资本金净利润率%68.258清偿能力分析年8.1财务比率资产负债率%21.59达产年8.2借款偿还期年2.51含建设期9盈亏平衡点%20.65生产期平均272 项目背景及建设的必要性2.1项目背景 为继续深入推进能源节约，中国政府发布了国务院关于加强节能工作的决定。制定并实施了节能中长期专项规划，确定了“十一五”期间能耗降低目标，并将节能任务具体落实到各省、自治区和直辖市以及重点企业。中国正在完善国内生产总值和能源消耗指标体系，将能源消耗纳入各地经济社会发展综合评价和年度考核，实行单位国内生产总值能耗指标公报制度，实施节能目标责任制和问责制，构建节能型产业体系，促进经济发展方式的根本转变。工业是我省能源消费大户，其中千户企业耗能量占了84%，占全省总耗能量的66%，集中分布在电力、冶金、化工、建材、造纸等10个传统行业。省政府决定重点抓好千户企业的节能，要求节能与结构调整相结合、与技术进步相结合、与加强管理相结合、与开发利用新能源相结合，推进产业产品结构优化升级， “十一五”期间完成1728万吨标煤，力争达到2000万吨标煤，确保单位产品能耗全面持续下降，到“十一五”末达到全国先进水平。为推动节能工作，确保实现“十一五”节能任务，根据国务院关于加强节能工作的决定（国发200628号）山东省制定山东节能目标责任考核办法，近几年来组织全省节能监察机构，紧紧围绕全省节能目标和工作重点，认真履行职责，对重点用能企业用能设备、生产工艺、能源管理岗位设立、能源管理负责人聘任等情况，依法实施节能专项监察，督促企业加强节能管理，杜绝能源浪费，为全省完成“十一五”节能目标做出积极的贡献。并于2008年初印发了2008年全省节能监察工作实施方案，对全省节能专项监察目标任务、工作措施、进度计划，做出了安排。要求工业能耗高、污染重的企业调整工业结构，转变经济发展方式，实现省政府确定的“十一五”时期万元生产总值能耗降低22%、主要污染物排放量削减16%以上的目标。 #纸业有限公司属于千户企业之一，为了完成省政府确定的“十一五”时期万元生产总值能耗降低22%、主要污染物排放量削减16%以上的目标，必须安排一定资金用于节能技术改造，推行节能标杆管理，瞄准同行业同类产品的国际或国内先进水平，明确企业节能改进目标，制定针对性强和可操作的节能实施方案并按年度保持一定增长幅度。2.2三段通汽改造的必要性2.2.1现有供汽方式主要存在的问题因没有蒸汽循环，不凝结气体逐渐在烘缸内积聚，影响传热效率；由于疏水阀数量多，当出现故障时，不是大量浪费汽，就是排水不畅通；因蒸汽循环不畅通从而降低烘缸的热效率，增加了传动负荷及缸体的磨损；因不能重复利用乏汽而大量浪费能源。2.2.2三段供汽的优势循环供汽方式，将含有较多热量的冷凝水通过闪蒸罐作用产生二次汽，再经过热泵作用重复利用二次汽以达到节能目的。将原纸机供汽方式改为三段供汽，一段冷凝水排到1号闪蒸罐,经闪蒸产生二次汽, 再经过热泵将二次汽供二段使用, 1号闪蒸罐及二段冷凝水排到2号闪蒸罐,经闪蒸产生二次汽通过热泵供三段使用。蒸汽以梯级利用的形式供给各个烘缸，提高了蒸汽的热利用率。2.3 造纸机变频改造的必要性2.3.1公司纸机传动系统主要存在的问题目前造纸机各分部传动设备，大部分采用晶闸管直流调速（大功率）和滑差电机（小功率）传动，在生产过程中经常由于机械磨损、传动带的打滑等因素造成速度匹配失调，形成断纸、厚度不均等现象。经常出现的问题表现在以下五个方面：1）电机整流子磨损严重，易烧毁，导致停机时间长；2）电机维修困难多，要求高，修理费用也高；3）发电机易磨损，造成传动系统精度低；4）调速控制系统复杂，调试困难，一般技工很难掌握。5）耗电量大，传动效率低，速度精度差，速度不够稳定，从而影响产品的质量。2.3.2进行变频改造的意义造纸机械结构上大致由流浆箱、网部、压榨部、干燥部、压光、收卷几部分组成。传动系统是由多分部传动点组成的速度链式协调系统。为了降低能耗、优化产品质量，提高劳动生产率，现代化的造纸设备多采用多电机分部传动，即在每一个传动分部安装交流电动机并配制相应的变频器、要求各分部能够实现同步控制，并能够在一定的范围内调速。造纸是一个连续生产的过程，因此生产线的连续和有序控制成为了制约成品纸质量和产量的瓶颈。使用变频控制系统可以使传动系统具备非常方便及精确的调速功能：1）各分部传动点之间能保持固定的传动比，使各传动点上线速度保持一致，便于设备提速、减速，避免各传动点之间因线速度相差太大而断纸；2）连续平稳地拖动纸机运行；3）具有平滑加减速功能；4）运行精度高，能实现精确调节，速度是由输出频率限定，当负荷出现波动时，转速不变。2.4TS#T系统安全节电器是一种适用于低压用电系统的通用节电装置TS#T系统安全节电器采用专门针对瞬变设计的抑制开关元件，通过治理电网污染来实现节能，治理对象包括谐波、浪涌、瞬变。节电效果随污染指数变化而变化，故 TS#T系列系统安全节电器属于被动节能的设备。瞬变使电耗增加，主要表现为：1、使用电效率下降：瞬变的冲击作用会在开关装置及其它接触性器件上生成氧化性碳膜层，而每一欧姆阻抗的氧化性碳膜层的产生和存在，可使电机的效率损失13%，导致线路电耗增加。2、使电机温度升高：瞬变可导致电机因负载电流损失增加和铜损提高、多余的电能转换成热能，使温度上升。而电机温升每升高一度，大约增加损耗4%。3、产生电流的集肤效应：使输电线等效截面积减小，使线路损耗增加。集肤效应使电机和变压器铜损、铁损增加而过热，使变压器铁芯产生磁滞伸缩现象，磁滞回线面积的增加使得铁芯材料由于过度磁滞引起电流损失增加，噪音增加。TS#T系统安全节电器是一种系统节电器，应用时实行系统布控才能起到很好的作用效果，即在主配电母线上，各分支线路空气开关下端以及个分配电柜空气开关下端均需安装系统节电器，只有这样才能形成一个网，将瞬流的所有通路都切断，一旦瞬流出现，立即就地泄放，从而消除瞬流可能造成的系统能耗和电气设备损害。根据TS#T系统节电器宜在低压配电系统中采用布控节能的特点，公司拟分三级布控安装TS#T系统节电器共152台。2.5 无功补偿可以有效的进行谐波治理进一步达到节能效果目前公司有很多大型传动设备，而传动调速控制系统中有很多非线性负载，如：直流调速装置、变频器、UPS、整流单元等，因此在生产过程中电网中会产生大量的谐波电流，特别是3次、5次、7次谐波的产生，严重污染了电网，同时也影响设备的正常运行。电容器组可起到吸收高次谐波电流的作用，因此，通过无功补偿可以有效的进行谐波治理和节能。公司拟对7条生产线安装电容器组，对传动设备进行无功补偿。2.6符合我国相关产业政策本项目的建设性质为节能改造项目中的能量系统优化项目，年可节约标煤11253吨。符合产业结构调整指导目录(2007年本) 第一类鼓励类中第三十三项“资源节约和综合利用”中第6小项规定“交流变频调速节能技术开发及应用 ”，和第12项“节能、节水、环保及资源综合利用等技术开发、应用及设备制造”因此本项目为国家鼓励发展的项目，无论从企业自身发展还是国家产业政策角度来看，本项目的投资实施是十分必要的。3 工艺技术方案3.1 造纸生产工艺流程#纸业有限公司生产工艺流程图见图31图3-1造纸生产工艺流程图3.2 本项目技术改造内容3.2.1三段通汽改造三段供汽是根据烘缸一温度曲线把烘缸群分成三段：高温区、中温区、低温区，分别对各段的烘缸表面温度进行控制，是一种多段串联逆向蒸汽的供热系统(如下图)，在各段烘缸间依靠闪蒸压力及冷凝水系统的压差推动蒸汽冷凝水闪蒸产生的二次蒸汽作为低温段的热源，蒸汽的能量利用比较充分。图3-2改造前供汽原理图图3-3三段通汽原理图公司拟安装8套由安丘市立圆造纸设备自控设备厂纸机供热节能系统，该系统由热泵、闪蒸罐及冷凝水回收等相应配套的自控装置组成。该系统为循环供汽方式，将含有较多热量的冷凝水通过闪蒸罐作用产生二次汽，再经过热泵作用重复利用二次汽以达到节能目的。将原纸机供汽方式改为三段供汽，一段冷凝水排到1号闪蒸罐,经闪蒸产生二次汽, 再经过热泵将二次汽供二段使用, 1号闪蒸罐及二段冷凝水排到2号闪蒸罐,经闪蒸产生二次汽通过热泵供三段使用。三段通汽改造新增设备见表3-1#纸业轻型纸纸机QCS配置表。表3-1#纸业轻型纸纸机QCS配置表序号用 途仪 表 名 称型 号规 格单位数量产 地备 注单价：万元分项：万控制站（QCS系统）1现场机柜QCS现场机柜SYQCS3200含朗宁固态继电器、德国微德米勒接头、施耐德接线端子）套8双元公司4.5362主控制单元可编程控制器S7系列（含电源模块、模拟量模块、数字量模块）套8SIEMENS（西门子）7.963.23工程师/操作员站计算机19寸LCD/CPUP43.0G/内存512M/硬盘80G套8DELL（戴尔）1.29.64软件包SYQCS-1套8浙江大学0.86.45显示操作平台软件包SYQCS-2套8浙江大学0.86.46激光打印机HP1008台8惠普原装0.547电源净化器SG-20002.0KW台8苏州电工0.453.68不间断电源SANKEN1.0KVA台8深圳山特0.10.89扫描架数据通讯通讯模块CP243-1通讯模块块8德国SIEMENS（西门子）0.957.610车速采样车速隔离模块块8上海0.10.811热泵8浙江大学129612闪蒸罐16浙江大学3481成纸定量检测射线定量传感器SY-WDTPm147放射源套8双元公司252002成纸水份检测微波水份传感器SY-WMT微波式套8进口件组装（OEM）1008003成纸扫描检测智能O型扫描架SMART-3200意大利MEGDIN同步带、德国IGUS拖链、德国IGUS气管、进口柔性电缆、轴承、导轨台8双元公司987844成纸纸边检测光电反射开关E3Z-D62套16OMRON（欧姆龙）0.11.65干部断纸检测光电反射开关E3Z-D62套8OMRON（欧姆龙）0.10.86湿部断纸检测光电反射开关E3Z-D82套8OMRON（欧姆龙）0.10.81浆流量检测/控制双频电磁流量计A#F150 DN150台8上海横河4.9839.84电动V型调节阀ZKRV-16TK DN150台8力诺3242浆浓度检测/控制浓度变送器台8METSO7.560电动V型调节阀ZKRV-16TK DN50台8力诺0.86.43蒸汽压力检测/控制压力变送器WT1151GP 0.6MPa台8 威尔泰0.75.6电动V型调节阀ZKRV-16TK DN125台8力诺0.846.72合计276.522212.163.2.2纸机传动系统变频改造纸机负载属于二次方转矩负载，即转矩T与转速的二次方成正比，Tn2，而电动机轴上的输出功率PTn，Pn3，即电动机轴上的输出功率与转速的三次方成正比。由此可见，当电动机的转速稍有下降时，电动机功率损耗就会大幅度地下降，耗电量也就大为减少。由于现有纸机传动系统电动机转速不可调，电动机只能工作在开或停两种状态，即使当热负荷很小的时候，也必须至少开一台，电动机的功耗远大于实际负载的需要，从而造成不必要的能耗。变频器可以把电压和频率不变的工频电流变换为电压和频率可变的交流电。变频器在改变频率的同时改变电压。电机的速度公式如下：n=60f/p(1-s)n:电机的转速 f:电源频率 p:电机磁极对数 s:电机的转差率由于电机的工作原理决定了电机的磁极对数是固定不变的，所以不适合通过改变该值来调整电机的速度。另外，频率是电机供给电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由控制。因此改变频率和电压是最有的电机控制方法，变频器在改变频率的同时改变电压，因此在电机上使用变频器可以大大降低耗电量。（一）公司拟对7条生产线进行变频改造#纸业有限公司现有1760、1880、3150等造纸生产线7条，现在准备对7个车间的纸机传动系统进行变频改造。表3-2变频器应用一览表车间总功率（KW）台数一车间198.713二车间207.114三车间394.5524四车间302.421五车间326.425六车间329.925七车间523.125其它108.45合计2390.55152（二）以三车间纸机传动系统改造为例说明系统的变频改造方案本系统由真空伏辊、驱网辊、真空吸移辊、引纸辊1、引纸辊2、压榨、底辊、正压、光压、一组缸、二组缸、施胶机1、施胶机2、三组缸、压光机、卷纸机、助剂螺杆泵、滑石粉螺杆泵、摇振、抄造提浆泵、小圆网、饰面辊、扫描架共24个传动点组成，总装机容量394.55KW。各部分具体参数如下表：表3-3车间变频改造前后电机输出功率对比表序号使用位置电机功率（kW）变频器型号改造前电机输出功率（kW）改造后电机输出功率（kW）台数三车间真空伏辊37ACS600-37KW37371三车间驱网辊25ACS600-22KW25221三车间真空吸移18ACS600-15KW18151三车间真空压榨33ACS600-30KW33301三车间引纸辊111VF-A5-7.5KW117.51三车间引纸辊211VF-A5-7.5KW117.51三车间压榨37ACS600-30KW37301三车间底辊30ACS600-30KW30301三车间正压42ACS600-37KW42371三车间光压14ACS800-11KW14111三车间一组缸22ACS800-22KW22221三车间二组缸22.5ACS600-18.5KW22.518.51三车间施胶122ACS600-11KW22111三车间施胶222ACS600-11KW22111三车间三组缸18.5ACS600-18.5KW18.518.51三车间压光机27ACS600-22KW27221三车间卷取19ACS800-15KW19151三车间助剂螺杆泵2.6BT40S-2.2KW2.62.21三车间滑石粉螺杆泵4.5SB40S-3.7KW4.54.51三车间摇振3.7BT40S-2.2KW3.73.71三车间抄造提浆泵21IHF-18.5KW21211三车间小圆网4.5BT40S-3.7KW4.54.51三车间饰面辊21.1VF-A5P-18.5KW21.121.11三车间扫描架1.3ORM-0.75KW1.31.31合计469.7 KW394.55KW469.7 KW394.55KW243、ACS系列变频器的主要功能（1）变频器主要特点ACS变频器是第一代采用直接转矩控制技术（DTC）的交流变频器，它能够在没有光码盘或测速电机的反馈的条件下，精确控制任何标准鼠笼电机的速度和转矩。DTC是交流传动的一种先进的电机控制方式，逆变器的通断直接控制电机的关键变量：磁通和转矩。DTC功能块图见下图：图3-3ACS系列变频器功能图块工作原理：测量的电机电流和电压作为自适应电机模型的输入，这个模型每隔25s产生一组精确的转矩和磁通的实际值。电机转矩比较器将转矩实际值与转矩给定调节器的给定值做比较，磁通比较器将磁通实际值与磁通给定调节器的给定值做比较，依靠来自这两个比较器的输出，优化脉冲选择器决定逆变器的最佳开关位置。由于变频装置有可靠、优越的性能和节能降耗的优点，如今已经广泛应用于变频调速各领域。3.2.3TS#T系统安全节电器根据#纸业有限公司现行用电及负载的特点，宜在低压配电系统中采用TS#T系统节电器布控节能，TS#T系统安全节电器是在相线与零线之间设定一个箝位值，所有高于该位值的电压尖峰均被迅速抑制，从而抑制了过压，使其对末端负载和整个系统的影响减少到最轻的程度，能有效地抑制电网中的谐波及瞬变、浪涌，具有净化电网之功效。采用安装系统节电器的方式对全厂低压系统进行节电技术改造，设计分三级布控安装节电器共40台 安装方式：并联安装在低压配电室主开关侧、重点布控线路开关侧及重点用电设备现场开关侧，整体方案实行三级布控。设备尺寸：（LWH）17090245mm。三级布控的说明：常用配电系统：工厂动力进线35KV、110KV经过变压器一级一级变到用电设备所需要的电压等级。我们在工业现场所见到的用电设备电压等级多为10KV、6KV、3KV和0.4KV。 图3-4车间用电设备示意图2、节电器工作原理：由微处理器芯片（CPU）、可控硅、集成式双置晶闸管等国外进口元件组成。 其核心技术是动态跟踪电机负载量的变化，调整电机运行过程中的电压与电流（百分之一秒内完成动作），保证电机的输出转矩与实际负荷需求精确匹配，不改变电机的转速，不影响电机的正常运行，并且能有效避免电机因出力过度造成的电能浪费，具有很好的动态节电控制功能，能有效地降低电机的功率损耗，改善电机的启动、停机性能，延长电机的使用寿命。节电器通过切削电压波形而降低电机电压,当电机的电压降低,磁损耗也就相对减少。有功损耗和无功损耗也相应减少。同时使电机的功率因数提高，降低了电机的定子电流，与电流的二次方成正比的供电线路损耗、电机绕组的铜损耗显著减少，电机的铁损下降，提高了电机的效率。图3-7安全节电器结构简图3、性能特点：（1）高效节能：独特的波形闭环自动跟踪控制系统，保证电动机始终工作在最高效率状态，节电率10%以上。（2）恒流软启动：将启动电流控制在额定电流的13倍，并连续可调，减少冲击电流对电动机、设备及电网造成的损害，改善系统的稳定性。（3）全方位保护：节电器能对电动机缺相、过载、过热、欠压等自动高精度保护。（4）功能完善：具有故障诊断、软停车、抗冲击负荷、无触点配电等功能。（5）技术先进：采用国际先进的电力电子控制器件和高可靠全电子逻辑电路经先进工艺组装而成，节电效果显著、保护性能优异，连续工作、可靠性好、无触点、免维护。3.2.4无功补偿节能1、无功补偿的基本原理：无功补偿的基本原理是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。无功补偿的意义：补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。减少发、供电设备的设计容量，减少投资。例如当功率因数cos=0.8增加到cos=0.95时，装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW；反之，增加0.52KW对原有设备而言，相当于增大了发、供电设备容量。因此，对新建、改建工程，应充分考虑无功补偿，便可以减少设计容量，从而减少投资。降低线损，提高功率因数，减少设计容量、减少投资，增加电网中有功功率的输送比例。综上所述公司规划、实施无功补偿势在必行。2、公司抄纸车间设备为例,说明主接线示意图:图3-8 主接线示意图 （2）投用补偿装置前后的数据分析对比： 电容滤波器投入前电容滤波器投入后改善效果基波电流903.4(A)858.5(A)降低44.9(A)谐波电流162.1(A)20.1(A) 功率因数0.891.0由以上图表中数据可明显看出通过投用补偿装置前后对电网的影响：1、可增加变压器使用裕度4.97%改善前的运行电流为903.4A,改善后为858.5A，降低运行电流总计为44.9 A,降低运行电流可进而降低设备温升,并可延长变压器及导线使用寿命，明显增加了变压器的供电能力，可以增加变压器装设的负荷量,降低投资成本,增加效益。2、改善电力质量(1) 可减少谐波电流；(2) 可减少谐波电压畸变率；(3) 可降低谐波对设备的危害,而造成生产损失；3、提高变配电设备利用率，减少投资费用对低功率因数的负荷进行无功补偿，接入并联电容器,由于无功电流得到补偿，使得负荷电流减少由于功率因数提高而使变配电设备减少的容量（kVA）可用公式（1）计算：S P/ COS1P/ COS2 （1） P（COS2COS1）/（COS2COS1） （1）式中： S-为减少的设备容量 P-为负荷有功功率 COS1-为补偿前负荷功率因数 COS2- 为补偿后负荷功率因数如1000kW的负荷容量，补偿前功率因数为0.92，从公式（1）中可计算出当功率因数补偿到0.95时，为该负荷输电的变配电设备容量可减少376kVA，对于新建项目可以减少投资费用（变配电设备容量减少376kVA，可减少基本电费的支出），经济效益明显。5、 降低电网中的功率损耗当负荷的功率因数从1降到COS时，电网中的功率损耗将增加的百分数约为p（%）=（1/COS2-1）100%6、减少了线路的压降由于功率因数的提高，线路传送电流小了，系统的线路电压损失相应减小，有利于改善末端的电能质量。4 公用工程和辅助设施方案4.1总图布置公司现有车间的总体布局较为合理，各生产车间比较紧凑，总图布置的原则满足以下的要求：（1）满足生产工艺要求，保证生产作业连续、短捷、方便，使车间内外运输配合协调，避免运输作业交叉，避免人流货流交叉。（2）地基要求和地质、地貌等条件符合设备安装要求，紧凑布置，节约用地。（3）车间的总体设计与工厂总体规划协调，符合环保要求。（4）有利管理、方便生活，为生产管理和职工劳动创造方便良好条件。（5）近期建设与远期发展相结合，符合工厂发展要求。（6）功能分区合理，生产联系和工作环境良好。各种动力设备要尽量靠近负荷中心，以缩短管线、节约能源。4.2 总图运输4.2.1厂区道路#纸业有限公司厂区道路呈环状布置，并与市区道路相连接，主干道为12m，其余道路为9m、6m等。道路沿装置呈环形布置，满足厂区运输和安全消防的需要。4.2.2工厂运输本项目主要是能源综合利用，减低能源的消耗，项目的实施无需进一步增加生产用物资的供应。本项目无需新增运输量，现有交通条件能够满足。 4.3 总体规划项目根据厂区地形特点，进行合理布局、功能分区合理、处理流程通畅、有利生产、方便管理。本项目在#纸业有限公司生产厂区内进行建设，#纸业有限公司位于山东省#县，地理位置优越,交通便利。根据现场勘测情况，结合工艺流程的简化配置，本着节约、高效、充分利用原有位置、确保安全合理的原则，对以上工序进行总布置图分析，确定该项目建设不需新征地，而是直接在原有空间进行布置设计。厂区总体规划不变，延用原有厂区设计。设备着重按生产工艺流程和生产作业的连续性进行布置，按建筑防火规范要求和总图设计标准进行规划设计。本项目符合#纸业有限公司厂区总体规划。5 节能5.1 设计原则(1) 认真贯彻国家产业政策和行业设计规范，严格执行节能规定，努力做到合理利用能源和节约能源。(2) 采用先进的节能新工艺、新设备、新技术，严禁使用国家已公布淘汰的机电产品。(3) 提高自控、管理水平，加强计量。5.2 编制依据5.2.1 国家法律、法规和规划1、中华人民共和国节约能源法（中华人民共和国主席令【2007】）2、中华人民共和国清洁生产促进法（中华人民共和国主席令【2002】第72号）3、中华人民共和国环境保护法6、中华人民共和国可再生能源法（中华人民共和国主席令【2005】第33号）7、中华人民共和国电力法（中华人民共和国主席令第【1995】60号）8、清洁生产审核暂行办法（国家发展改革委、国家环保总局令第16号）9、重点用能单位节能管理办法 （原国家经贸委令第7号）10、山东省节能监察办法11、山东省企业技术改造项目节能评估审查暂行办法12、节能中长期专项规划（发改环资【2004】2505号）5.2.2 产业政策和指导性文件1、 国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知（国发【2005】40号）2、 中国节能技术政策大纲（计交能【1996】905号）3、 国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术(国家发改委2005第65号)4、 产业结构调整指导目录（2007年本）5.2.3 管理及设计方面的标准和规范1、工业企业能源管理导则 （GB/T 15587-1995）2、用能单位能源计量器具配备和管理通则（GB17167-2006）3、企业能源计量器具配备和管理导则（GB/T17167-1997）4、综合能耗计算通则（GB2589-81）5、动力机器基础设计规范（GB/T50040-1996）6、低压配电设计规范（GB/T50054-1996）7、供电系统设计规范（GB/T50052-1996）8、通用设备配电设计规范（GB/T50055-1993）9、制浆造纸企业设备能量平衡计算方法通则 QB/T 1927.1-1993 10、制浆造纸企业综合能耗计算细则 QB 1022-19915.2.4工程项目有关文件1、 与该工程项目方案相关联的技术参考资料2、 企业提供的有关项目设备的说明数据。5.3 项目节能效果对比分析5.3.1项目实施三段通汽后节约蒸汽效果分析改造前供汽原理图改造后供汽原理图一段冷凝水排到1号闪蒸罐,经闪蒸产生二次汽, 再经过热泵将二次汽供二段使用, 1号闪蒸罐及二段冷凝水排到2号闪蒸罐,经闪蒸产生二次汽通过热泵供三段使用。一号、二号大缸处于高温区，所需要的蒸汽温度是270，压力是0.4 Mpa 。4、5、6、7号烘缸处于中温区，所需要的蒸汽温度是220，蒸汽压力是0.25 Mpa.1、2、3号烘缸处于低温区，所需要的蒸汽温度是200，压力0.2 Mpa。有关蒸汽循环改造前后的节能效果计算如下：改造前：新鲜蒸汽的压力0.4Mpa温度270，查得焓值3004.567KJ/kg排除的乏汽温度193，压力1.34876 Mpa，焓值820.95 KJ/kg改造后：新鲜蒸汽的压力0.4Mpa温度270，查得焓值3004.567KJ/kg排水管乏水温度80，焓值334.93 KJ/kg改造前利用的热量为3004.567KJ/kg-820.95 KJ/kg=2183.617KJ/kg改造后利用的热量为3004.567KJ/kg -334.93KJ/kg=2669.637 KJ/kg节汽率=（2669.637-2183.617）/2183.617=22.26%根据企业2009年统计报表得出吨产品耗汽量为3.91吨，由此计算出项目实施后吨产品节约的蒸汽量=3.91吨*22.26%=0.87吨项目实施后吨产品耗汽量=3.91吨-0.87吨=3.04吨5.3.2纸机传动系统变频改造的节能效果分析表7-1 变频改造前后输出功率对比表序号使用位置电机功率（kW）变频器型号改造前电机输出功率（kW）改造后电机输出功率（kW）台数三车间真空伏辊37ACS600-37KW37371三车间驱网辊25ACS600-22KW25221三车间真空吸移18ACS600-15KW18151三车间真空压榨33ACS600-30KW33301三车间引纸辊111VF-A5-7.5KW117.51三车间引纸辊211VF-A5-7.5KW117.51三车间压榨37ACS600-30KW37301三车间底辊30ACS600-30KW30301三车间正压42ACS600-37KW42371三车间光压14ACS800-11KW14111三车间一组缸22ACS800-22KW22221三车间二组缸22.5ACS600-18.5KW22.518.51三车间施胶122ACS600-11KW22111三车间施胶222ACS600-11KW22111三车间三组缸18.5ACS600-18.5KW18.518.51三车间压光机27ACS600-22KW27221三车间卷取19ACS800-15KW19151三车间助剂螺杆泵2.6BT40S-2.2KW2.62.21三车间滑石粉螺杆泵4.5SB40S-3.7KW4.54.51三车间摇振3.7BT40S-2.2KW3.73.71三车间抄造提浆泵21IHF-18.5KW21211三车间小圆网4.5BT40S-3.7KW4.54.51三车间饰面辊21.1VF-A5P-18.5KW21.121.11三车间扫描架1.3ORM-0.75KW1.31.31合计469.7 394.55469.7 394.5524理论计算：对于恒转矩负载，转速差功率Ps与电机差速率s成正比，转速越低，转差功率损耗越大。三车间通过实施变频技术改造后，节电效果分析如下：实际功率损耗：P=（469.7-394.55）/469.7=16%，因此改造为交流变频分部传动后节能约16%。由此推算出对纸机传动系统实施变频改造后节电率达到16%5.3.3 TS#T系统安全节电器节电效果分析采用安装系统节电器主要设备为7条造纸生产线的7个生产车间及供水车间、污水治理车间和两个白水回收车间，个车间的设计分三级布控安装节电器共152台。表7-2节电器安装统计表车间名称安装位置安装节电器数量（台）造纸生产车间1P配电室132P配电柜143