除尘风机变频节能改造项目可行性研究报告

1、除尘风机变频节能改造项目可行性研究报告目 录一、总 论11.1 项目名称和承办单位11.2 承办单位概况11.3 编制依据、原则及范围21.4 项目概况41.5 结论、问题与建议6二、项目建设背景、目的、意义及必要性82.1 项目建设背景82.2 项目建设目的122.3 项目建设意义132.4 项目建设必要性142.5 项目建设可行性17三、技术路线193.1 改建规模、内容及生产方案193.2 企业原有生产状况203.3 技术方案路线203.4 改造项目主要生产设备方案273.5 公用、辅助设施303.6 场地建设方案31四、节能分析324.1 企业能源管理情况324.2 项目实施前用电状况

2、324.3 项目拟采用的节能技术措施324.4 项目节能量测算和监测方法36五、建设条件415.1 主体工程概况415.2 项目建设条件41六、环境保护及消防466.1 环境保护466.2 消防工程47七、劳动定员及安全卫生487.1 劳动定员487.2 劳动安全卫生487.3 评价50八、项目保障措施及实施进度518.1 项目实施保障措施518.2 项目实施年限518.3 计划安排52九、项目招标方案539.1 招标工作原则539.2 招标方案53十、投资估算及资金使用方向5510.1 投资估算5510.2资金使用方向56十一、节能财务评价与效益分析5711.1 节能财务分析5711.2 社

3、会效益6411.3 环境效益64十二、项目风险分析及对策6512.1 技术风险6512.2 政策风险6512.3 结论66十三、结论6713.1 结论6713.2 建议67一、总 论1.1 项目名称和承办单位1.1.1 项目名称除尘风机变频节能改造项目1.1.2承办单位中国第一重型机械股份有限公司1.2 承办单位概况中国第一重型机械集团公司（China first heavy industries，英文缩写“CFHI”，中文简称“中国一重”）前身为第一重型机器厂，始建于1954年，是目前中央管理的涉及国家安全和国民经济命脉的53户国有重要骨干企业之一。2008年12月发起设立中国第一重型机械股

4、份公司，2010年2月成功实现了整体上市。截至2010年底，拥有在岗职工11679人，其中工程技术人员2270人，资产总额达291亿元。中国一重主要为钢铁、电力、能源、汽车、矿山、石化、交通运输等行业及国防军工提供重大成套技术装备、高新技术产品和服务，并开展相关的国际贸易。现已形成以核电、水电、风电成套设备及煤化工设备、石油开采与加工设备为代表的能源装备，以冶金成套设备、汽车成套设备、热锻设备、海水淡化设备、重型机床为代表的工业装备，以钢渣处理成套设备、水泥制砖机、免烧砖机、粉煤灰制砖机、压砖机、加气混凝土砌块设备；城市垃圾焚烧成套设备为代表的环保装备，以核电铸锻件、火电铸锻件、水电铸锻件、重

5、型容器铸锻件、船用铸锻件、冶金备件为代表的装备基础材料等四大产业板块。到目前为止，中国一重共为国民经济建设提供机械产品200余万吨，开发研制新产品300多项，填补国内工业产品技术空白400多项，先后装备了鞍钢、宝钢、武钢、首钢、本钢、攀钢等各大钢铁企业，一汽、东风等各大汽车企业，中石油、中石化、中海油、中化所属各大石油化工企业，东北轻合金、西南铝、渤海铝业等有色金属企业，平朔、准噶尔等大型煤炭生产基地。不仅提升了我国重型机械产品的制造水平，而且有力地支持了国家重点工程建设。同时，中国一重积极实施走出去战略，不断开拓国际市场，与德国西马克、美国P&H、法国阿海珐、奥地利奥钢联、韩国斗山重工等国际

6、知名公司建立了广泛的合作关系。“十二五”期间，中国一重将继续认真贯彻落实科学发展观，坚持成长持续化、管理集团化、市场国际化、技术集成化的发展战略，加快建设富拉尔基、大连、天津以及长三角地区等四大基地；加快形成能源装备、工业装备、环保装备和装备基础材料等四大产业；加快实现由产品经营为主向产品和资本经营并重转变，由工业装备为主向能源装备、工业装备、环保装备和装备基础材料并重转变，由国内市场为主向国内、国际市场并重转变，由产品制造为主向制造、服务并重转变等四个并重转变，不断提升公司业务规模，更加注重科技创新、管理创新和职工队伍素质提高，力争早日把中国一重建设成为具有国际知名品牌、拥有核心制造能力的大

7、型重大技术装备供应商。1.3 编制依据、原则及范围1.3.1 编制目的对本项目相关的社会、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。1.3.2 编制依据1、中华人民共和国节约能源法；2、国家发展和改革委员会节能中长期专项规划；3、国家发展和改革委员会、科学技术部 颁发的中国节能

8、技术政策大纲；4、关于印发节约用电管理办法的通知（国经贸资源20001256号）；5、效益节电技术经济计算与评价方法（GB/T 13471-2008）；6、重点用能单位节能管理办法；7、国家发改委等六部委下发的关于印发的通知（发改运行20102643号）；8、国家有关法律、法规、产业政策及相关设计规范、规定；9、调查收集相关区域的社会、经济、企业电耗等资料； 10、项目承办单位保证并承诺所提供其相关资料的真实性；11、双方签订的委托编制项目可行研究报告技术咨询合同。1.3.3 编制原则根据国家有关部门和业主对项目的要求，本报告的编制应遵循以下原则：1、本项目为技术改造、节能减排项目，编制的可行

9、性研究报告应遵循和贯彻国家有关部门的法规、标准和规范。2、依据有关电力需求侧管理的技术政策要求，对本项目的实施条件、技术方案、节电效益和经济效益以及对环境的影响等各个方面，力求全面客观地反映实际情况，多方面分析对比，为项目承办单位决策提供依据。3、本项目为中国第一重型机械股份有限公司除尘风机变频节能改造项目，根据黑龙江省齐齐哈尔市政府有关部门颁布的电力需求侧管理项目的要求，对终端用电设备实施节能技术改造，保证设备优化运行，节能高效。1.3.4 编制范围本报告针对中国第一重型机械股份有限公司除尘风机变频节能改造项目进行研究评价。本可行性研究的范围主要包括以下内容：1、项目背景、意义及必要性；2、

10、变频节能工程技术路线；3、变频节能工程的建设条件； 4、节能效果、措施； 5、消防、环境、劳动安全卫生、招投标；6、变频节能工程投资估算及运行成本分析；7、变频节能工程技术与经济分析；8、项目风险分析及对策。1.4 项目概况1.4.1 项目建设地点项目建设地点位于齐齐哈尔市富拉尔基区，中国第一重型机械股份有限公司七分厂除尘车间。1.4.2 项目建设性质技改1.4.3 项目建设起止年限建设期7个月，2013年9月开始施工，2014年3月底完工。1.4.4 项目建设规模、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

11、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，对企业节电改造是企业顺利发展刻不容缓的紧要任务，本项目主要内容为：项目单位运用电力需求侧管理技术和产品，采用国内先进的变频节能技术，本项目拟对需要进行改造和更新的4台电机拖动设备进行变频节电技术改造，拟改造设备装机容量4480kW。项目对中控室装饰装修，购置节能变频器、高压开关柜、高压固态软起柜、中央监控计算机系统、机房自控系统、传感器、传动轴承及配件、电子运行计时器、UPS电源等，达到节能降耗的目的。1.4.5 项目总投资及主要技术经济指标该项目总投资估算为989.29万元，建设投资为980万元（建筑工程费1.4万元；设备购置费

12、645.10万元；安装工程费147.76万元；工程其它费用96.65万元；工程预备费89.09万元），流动资金9.29万元。表1-1 主要指标汇总表序号指标名称单位指标备注1主要技术指标1.1改造前耗电量万kWh1737.271.2改造后耗电量万kWh9191.3节电量万kWh818.271.4综合节电率%47.12总投资万元989.292.1建设投资万元9802.2建设期利息万元02.3流动资金万元9.29达产年份3营业收入万元669.35各年平均值4总成本费用万元150.63各年平均值5利润总额万元427.37各年平均值6净利润万元427.37各年平均值7总投资收益率%43.2息税前利润/

13、总投资8总投资利税率%43.29资本金净利润率%43.210总成本利润率%283.7211销售利润率%73.9412盈亏平衡点%27.8达产年值13投资回收期年1.89所得税前年1.89所得税后14财务净现值万元2067.93i=12% 所得税前万元2067.93i=12% 所得税后15财务内部收益率%71.49所得税前%71.49所得税后1.4.6 项目资金情况本项目总投资989.29万元。资金来源为节能服务公司全额投资。1.5 结论、问题与建议1.5.1 结论本项目为电力需求侧管理示范项目。项目单位运用电力需求侧管理技术和产品，采用交流电动机变频调速运行技术，购置节能装置，对主要生产设备进

14、行全面节电技术改造。项目技改前除尘风机年耗电量为1737.27万kWh，改造后除尘风机可根据负荷的需要调整电机转速，电机年耗电量为919.00万kWh，年可实现节电量818.27万kWh，折合标煤1005.65吨（折标系数按0.1229kgce/kWh计），达到综合节电率达到46%以上，其环境效益、社会效益及经济效益较好，对推动地区和行业内的节能降耗项目起到了积极的示范带头作用，切实提高能源利用率，是对节约型社会响应的积极响应。本项目总投资估算为989.29万元，改造完成后，年节约电818.27万度，项目新增利润427.37万元，投资回收期为1.89年，资本金净利润率为43.2%。项目节能降耗

15、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，可实现环境效益、社会效益、经济效益三丰收。1.5.2 问题、建议本项目在实施过程中，要与当地政府有关部门积极做好沟通交流、协调工作、统筹规划、科学合理布局、突出重点、循序渐进稳步推进实施项目建设。二、项目建设背景、目的、意义及必要性2.1 项目建设背景2.1.1 国家背景1、面临的形势：从国内看，随着工业化、城镇化进程加快和消费结构升级，我国能源需求呈刚性增长，受国内资源保障能力和环境容量制约，我国经济社会发展面临的资源环境瓶颈约束更加突出，节能减排工作难度不断加大。从国际看，围绕能源安全和气候

16、变化的博弈更加激烈。一方面，贸易保护主义抬头，部分发达国家凭借技术优势开征碳税并计划实施碳关税，绿色贸易壁垒日益突出。另一方面，全球范围内绿色经济、低碳技术正在兴起，不少发达国家大幅增加投入，支持节能环保、新能源和低碳技术等领域创新发展，抢占未来发展制高点的竞争日趋激烈。2、总体目标：到2015年，全国万元国内生产总值能耗下降到0.869吨标准煤（按2005年价格计算），比2010年的1.034吨标准煤下降16%（比2005年的1.276吨标准煤下降32%）。单位工业增加值（规模以上）能耗比2010年下降21%左右，主要产品（工作量）单位能耗指标达到先进节能标准的比例大幅提高，部分行业和大中型

17、企业节能指标达到世界先进水平。风机、水泵、空压机、变压器等新增主要耗能设备能效指标达到国内或国际先进水平。本项目为电力需求侧管理示范项目，对企业生产设备进行节电改造符合国家发展要求。2.1.2 产业发展背景为优化产业结构和能源结构，我国将大力发展服务业和战略性新兴产业，抑制高耗能、高排放产业过快增长，强化节能、环保、土地、安全等指标的约束，加快淘汰落后产能，推动传统产业改造升级。同时，我国将实施节能改造工程、重大节能技术产业化示范工程、节能产品惠民工程；我国还将加强节能减排管理，合理控制能源消费总量，开展能效水平对标活动，推进工业领域的节能减排。本项目建设符合产业发展趋势。2.1.3 区域节能

18、背景齐齐哈尔市未来三年节能减排目标：2014年、2015年、2016年单位GDP能耗分别比2010年下降18.8%、23.5%、27.6%；化学需氧量分别比2010年下降10.9%、12.7%、14.7%；氨氮分别比2010年下降10.9%、14.8%、18.6%；二氧化硫分别比2010年下降10.6%、14.5%、18.3%；氮氧化物分别比2010年下降0.8%、4.5%、7.9%。本项目建设符合区位发展要求。2.1.4 企业发展背景1、中国第一重型机械股份有限公司除尘车间主要设备中国第一重型机械股份有限公司除尘车间现有电炉为3台，精炼炉为4台，除尘风机6台。2、现场设备运行情况电弧炉主要是

19、通过用废钢、铁合金和部分渣料进行配料冶炼，然后熔制出碳钢或不锈钢钢水供连铸用。通过现场勘察，炼钢车间共有七台电炉，六台除尘风机，共分为四组独立除尘系统。 图2-1 改造前除尘系统总拓扑图电炉与除尘风机对应情况如下：100吨电弧炉和160吨精炼炉共用两台1120kW除尘风机为一组；图2-2 100吨电弧炉和160吨精炼炉除尘系统示意图80吨电弧炉和40吨电弧炉共用两台1120kW除尘风机为一组；130吨精炼炉单独配置一台560kW除尘风机为一组；图2-3 40吨电弧炉和80吨电弧炉及130吨精炼炉除尘系统示意图40吨精炼炉和130吨精炼炉共用一台355kW除尘风机为一组。图2-4 40吨精炼炉和

20、130吨精炼炉除尘系统示意图其中100吨电弧炉和80吨电弧炉需要除尘风量最大，160吨精炼炉和40吨电弧炉需要风量较少，其他三台精炼炉需要风量较少。现场100吨电弧炉或80吨电弧炉工作时，分别启用两台除尘风机，调节阀全开；160吨精炼炉或40吨电弧炉工作时，分别启用一台除尘系统，调节阀全开；当每组两台电炉同时工作时，启用两台除尘风机，通过调节阀调节供应两台电炉除尘风量比例。3、存在问题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15%以上的目标。中国第一重型机械股份有限公司电机系统

21、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%。公司是当地能耗大户，对现有的除尘风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，项目符合国家节能政策，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。2.2 项目建设目的由于来自能源、环境的压力，世界各国都在努力提高用电效率，节约能源。我国能源的生产及消费居世界前列，但仍满足不了日益增长的工业生产

22、和人民生活的需要。从单一产生的能耗来看，我国是世界平均水平的2倍多，仅在用电的效率这方面，我们与国际先进水平相差10%。显然，用电的差距就是未来我国进行节能工作的一个重要突破口。进行节电技术改造，能够使企业降低生产成本，收到实在的收益回报。同时节电技术附带着保护设备的作用，能够使运行设备既达到节能的效果，又能够延长设备的使用寿命。2.3 项目建设意义2.3.1 我国节能减排现状1、采用电力需求侧管理技术进行节电技术改造，能够使企业降低生产成本，收到实在的收益回报。同时节电技术附带着保护设备的作用，能够使运行设备既达到节能的效果，又能够延长设备的使用寿命。重要的是为国家节约了能源，减少了发电过程

23、中的环境污染，促进社会的可持续发展，具有巨大的社会和环境效益。本项目为示范项目，将带动其它企业积极采用节能减排新技术，对推动行业的技术进步和节电技术的进一步发展有着深远的意义。2、节能目标：能源是经济社会发展的物质基础，也是制约经济社会发展的资源因素。本世纪前20年将是我国经济结构战略性调整的关键时期。随着人口增加、工业化和城镇化进程加快，特别是工业化和交通运输的快速发展，能源需求量将大幅度上升，经济发展面临的能源约束矛盾将更加突出。同时，由于粗放型经济增长，我国资源利用效率低，浪费严重，节约潜力巨大。为推动全社会大力节能降耗，提高能源利用效率，加快建设节约型社会，我国国家节能减排“十二五”规

24、划提出了总体目标：到2015年，全国万元国内生产总值能耗下降到0.869吨标准煤（按2005年价格计算），比2010年的1.034吨标准煤下降16%（比2005年的1.276吨标准煤下降32%）。“十二五”期间，实现节约能源6.7亿吨标准煤。2015年，全国化学需氧量和二氧化硫排放总量分别控制在2347.6万吨、2086.4万吨，比2010年的2551.7万吨、2267.8万吨各减少8%，分别新增削减能力601万吨、654万吨；全国氨氮和氮氧化物排放总量分别控制在238万吨、2046.2万吨，比2010年的264.4万吨、2273.6万吨各减少10%，分别新增削减能力69万吨、794万吨。2.

25、3.2 节能减排工作的重要性和紧迫性1、节能减排面临形势严峻目前，我国节能减排面临的形势仍然相当严峻。2011年，全国没有实现年初确定的节能降耗和污染减排的目标，加大了“十二五”后四年节能减排工作的难度。近几年，我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了很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，全国各地区对环境污染问题反映强烈。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。在这个问题上，我国没有任何别的选择，只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才是实现经济又好又快发展的正确道路。

26、2、节能减排是每个企业的责任国家已确定千家企业作为节能减排工作的重点，五年实现节能1亿吨标准煤，今年实现节能2000万吨。各级政府都加大了对企业节能减排工作的检查和指导，今年要启动重点企业与国际国内同行业能耗先进水平对标活动，推动企业加大结构调整和技术改造力度，提高节能减排管理水平。项目建设单位是省重点加工企业，是耗能较大的行业，实行节能减排建设是本企业的责任。2.4 项目建设必要性2.4.1 符合国家“十二五”节能减排的要求根据国家发改委产业结构调整指导目录（2011年本）（2013修正），鼓励类“第三十八项 环境保护与资源节约综合利用 23、节能、节水、节材环保及资源综合利用等技术开发、应

27、用及设备制造”，本项目符合国家产业政策。2.4.2 符合国家“十二五”节能减排的要求2013年是实施“十二五”发展规划的第三年，为加快推广先进节能技术，提高能源利用效率，实现“十二五”期间的各项约束性指标，必须加大节能减排的力度。具体“十二五”节能减排综合性工作方案如下：1、推进重点领域节能减排。工业节能要注重以先进生产能力淘汰落后生产能力。2、进一步调整优化产业结构。发展现代产业体系，鼓励发展第三产业和战略性新兴产业，运用高新技术改造传统产业。推动能源生产和利用方式变革，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系。3、推广使用先进技术。建立节能减排技术遴选、评定及推广机制，积极引进、消化、

28、吸收国外先进技术，加快技术的开发、示范和推广应用，有效提高能源利用效率，降低污染排放。本项目建设有利于加快推广先进节能技术，提高能源利用效率，符合国家“十二五”节能减排的要求。2.4.3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

29、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1020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

30、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2015年我国煤炭年产销量将达到20亿吨，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。电机变频节能技术减少了电能消耗，为发电厂减少了用煤，因此电机变频节能技术也是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一。2.4.4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”的要求对公司电机系统进行变频节能技术改造，通过变频调速及自

31、动化控制代替落后的节流调速等措施实现到节能20%以上的目标。中国第一重型机械股份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%。公司是当地能耗大户，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，项目单位运用电力需求侧管理技术和产品，采用交流电动机变频调速运行技术，购置变频调速器等，对主要生产设备进行全面节电技术改造。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

32、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。2.5 项目建设可行性变频技术是一种比较成熟的节电技术，通过对设备安装变频装置，可以使设备随风机的运行工况变化及时调整电机转速，达到节能的目的。此外，本项目拟安装的变频器自带软启动装置，采用软启动后，启动电流可以从零至电机额定电流，减少了启动电流对电网的冲击，节约了电能，同时延长了设备的使用寿命。变频器还能提高功率因数，减少无功损耗。由此可以看出，本项目的技术方案是成熟的，可以保证企业生产优化运行，技术上是先进的、可行的，是国家“十二五”重点节能工程重点推广的节能技术。项目单位管理规范、财务管理制度健全、信誉良好，企业发展迅猛、经营

33、状况良好，配套资金已经落实到位，并有一定的工作基础。本项目采用交流电动机变频调速运行技术，购置交流电动机变频高速运行装置，将公司除尘风机进行节电技术改造升级，技术方案成熟可行，能够实现用电设备的经济运行，提高电能利用效率。项目实施后，预计节约用电量818.27万度。具有显著的经济、社会效益及生态效益。建设内容高效、节能，符合国家和我省产业发展政策，预算及各项费用构成合理，在本行业和齐齐哈尔地区能起到示范带动作用。根据变频器使用寿命，项目十年内，能持久保持高效益运转。综上所述，从国家背景、产业背景、区位发展、企业自身发展上看本项目建设是必要的，可行的，能够取得良好的社会效益、经济效益以及环境效益

34、。三、技术路线3.1 改建规模、内容及生产方案3.1.1 改造规模及内容项目单位运用电力需求侧管理技术和产品，采用国内先进的变频节能技术，本项目拟对需要进行改造和更新的4台电机拖动设备进行变频节电技术改造，拟改造设备装机容量4480kW。项目对中控室装饰装修，购置节能变频器、高压开关柜、高压固态软起柜、中央监控计算机系统、机房自控系统、传感器、传动轴承及配件、电子运行计时器、UPS电源等，达到节能降耗的目的。3.1.2 相关技术发展状况目前，在我国应用比较广泛的电力需求侧管理技术和产品有交流电动机变频调速运行技术、电动机系统节能技术、高效加热技术、节能变压技术、热泵技术、系统安全节电技术、无功

35、自动补偿技术、照明节电技术等。由于设备的工况变化大，加之我国的设备设计时普遍存在保险系数大，致使大马拉小车的现象比较常见。如果采用变频技术和系统安全节能技术，这些设备会产生十分显著的节电效果。如果以平均节电10%计算，全国每年节电可达到1400多亿度，相当于修建一座一千瓦的发电站，每年可减少1.4亿吨的二氧化碳和430万吨的二氧化硫的排放，具有较好的经济效益和社会效益。如果在我国工矿企业和市政管理系统进行全面的节电改造，那么每年节省的电费能够建设三个三峡发电站。因此，采用先进的节电技术的设备已经成为我国工业生产的一个重要环节。如果节能技术得到普及，不仅仅能缓解我国用电紧张的局面，同时也可以提高

36、我国绿色GDP所占总GDP的比例。3.1.3 生产方案本项目为节电改造项目，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。3.2 企业原有生产状况项目原有生产工艺电动机采用工频控制，电动机安装在设计上都是按最大工况来考虑的。一般调节风量大小的做法是调节风门、挡板、阀门的开度、叶片角度等多种方式进行，这几种调节方式增大了生产系统的节流损失；设备电机在不工作状态下，始终处于额定转速下运行，其运行效率只有30%-60%，运行工况点远离其最高效率点，在启动时还有较大的冲击电流，机械磨损及维修费用也较高，且系统调节速度缓慢，精度及稳定性差，所以不仅电能损耗较大，而且系统工作状况差。3.3

37、技术方案路线3.3.1 设计依据1、建设部技改项目文件编制深度规定；2、企业供配电系统节能监测方法（GBTl66641996）；3、中国第一重型机械股份有限公司装备部提供的有关基础资料提供的有关基础资料。3.3.2 节能工作的指导思想我国节能工作的指导思想是：以科学发展观为指导，坚持节能优先的方针，以大幅度提高能源利用效率为核心，以转变增长方式、调整经济结构、加快技术进步为根本，以法治为保障，以提高终端用能效率为重点，健全法规，完善政策，深化改革，创新机制，强化宣传，加强管理，逐步改变生产方式和消费方式，形成企业和社会自觉节能的机制，加快建设节约型社会，以能源的有效利用促进经济社会的可持续发展

38、。3.3.3 项目工作目标中国第一重型机械股份有限公司七分厂除尘车间的风机设备6台，总装机容量5395kW，本项目拟对需要进行改造的4台电机拖动设备进行变频节电技术改造，拟改造设备装机容量4480kW，技改前年耗电量为1737.27万kWh。项目实施后，除尘风机可根据负荷的需要调整电机转速，实现电机年耗电量为919.00万kWh，年可实现节电量818.27万kWh，综合节电率达到47.1%，年节约标煤1005.65吨。3.3.4 变频节电技术改造方案1、改造方案简述在系统中安装变频器后，去掉原来的老式控制系统，取代挡板、阀门等落后的调节方式。使用变频器后，完全通过变频器调节电机的工作频率，从而

39、调节拖动负载的转速来控制，电机工作频率高低可自由调整，电机转速也随之增加或减小。实现无极调速，软启动。由于电机工作频率在0-50Hz运行，始终处于额定功率以下，电机在额定频率以下工作，减少了电机的使用电流，相应降低了电机的功率，从而达到了节电的目的。其转差率小，转差损耗少，效率高，特性硬，调速精度高，调速范围大，启动及制动能耗少。电源开关闭合变频通电旋转电位器变频得到模拟量控制信号输电机运转继续旋转电位器电机运转频率增加电机转速增加当达到工作负荷时电位器旋转停止电机运行在工作频率上。当用符合减少时反旋电位器电机转速下降。总之用电动机有功功率的大小通过电位器的正旋反旋自由调节，以达到工艺所需要负

40、荷。为了保证电机设备运行的可靠性，在配置拖动电机时，都留有一定的富余量。改造前，风机等流量的调节均通过手动阀门进行调节，这样势必会造成风机的截流损失，在实际运行中浪费大量能源，造成能耗偏高。由于风机等电机拖动设备为平方转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机、水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大，节能效果非常明显。2、变频节电技术原理从流体力学的原理得知，使用感应电动机驱动的风机负载、轴功率P与流量Q，扬程H的关系为：PQH。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：Q2/Q1=n2/n1，H2/H1= （n2/n1）2， P2/P1= （n2/n1

41、）3。由以上3个关系式可以看出，Q和电机的转速n成正比，而所需的轴功率与转速的立方成正比。变频器通过调节风机电机的频率，进而条件风机电机的转速，例如当需要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40HZ即可，此时所需功率仅为原来的51.2%。考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践统计，本项目通过调速控制可节能20%-60%之间。3、变频调速主要技术特点（1）动态调整迅速适应负载变动，供给最大效率电压。变频器在软件上设有 5000次/秒的测控输出功能，始终保持电机的输出高效率运行。（2）通过变频自身的V/F功能节能在保证电机输出力矩的情况下，可自动调节V/

42、F曲线。减少电机的输出力矩，降低输入电流，达到节能状态。（3）变频自带软启动在电机全压启动时，由于电机的启动力矩需要，要从电网吸收 57 倍的电机额定电流，而大的启动电流既浪费电力，而且对电网的电压波动损害也很大，增加了线损和变损。采用软启动后，启动电流可从零变至电机额定电流，减少了启动电流对电网的冲击，节约了电能，也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。 （4）提高功率因数电动机通过电磁作用而产生力矩。绕组由于其感抗作用。对电网而言，阻抗特性呈感性，电机在运行时吸收大量的无功功率，造成功率因数很低。采用变频调速后，由于其性能已变为：ACDCAC，在整流滤波后，负载特性

43、发生了变化。变频器对电网的阻抗特性呈阻性，功率因数很高，减少了无功损耗。3.3.5 接线系统改造实施内容1、变频柜及控制柜的安装本改造项目新增变频安装要尽可能靠近原来的配电柜，以节省电缆。控制屏安装在操作室，根据实际情况确定安装位置。2、变频的控制与接线节电改造项目新增变频器利用原有配电柜内的控制开关和接触器，连接方式为：从原接触器控制输出端引电缆到变频器输入端，将电动机的电缆接至变频器的输出端。改造前后变频柜的接线原理详见图3-2改造前变频柜接线原理图和图3-2改造后变频柜接线原理图。MA图3-2 改造前电机接线原理图MA图3-3 改造后电机接线原理图（3）电缆敷设本项目电缆敷设根据现场实际

44、情况，采取桥架和穿管的方式敷设。3.3.6 改造后设备运行特性本项目实施后，在操作室可显示电动机的运行频率，控制电动机的转速，给变频器送电、断电，变频器故障报警等功能。本项目启动时可实现软启动，使电动机起动转速平缓上升，可避免启动电流过大对电网的冲击，在实现了软启动的同时也提高了系统的可靠性。采用变频器控制电机的转速，取代挡板和阀门调节，较少了截流损失，延长了设备维修周期和设备的使用寿命，有利于改善电机的动力学流动特性。经过改造后的电机可控性增强、设备运行稳定、节能效果显著等诸多优点。3.3.7 变频器的优点变频调速已被公认为是最理想、最有发展前途的调速方式之一，采用通用变频器构成变频调速传动

45、系统的主要目的，一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；二是为了节约能源、降低生产成本。1、变频器的功能和用途变频器和交流电机构成的可调速传动称为变频器传动，其功能用途详见下表。表3-1 变频器功能表序号功能用途关键技术适用变频器1节能风机、鼓风机、泵提高运行可靠性多台控制和调速通用变频器2提高生产率起重机、自动仓库注塑机传送带调速提高可靠性运行平稳，防止滑落通用变频器专用变频器专用软件3提高产品质量机床纸、膜、钢板加工印刷板开孔机平滑加减速调速力矩控制定位控制通用变频器工程型变频器4设备合理化节省维护工厂自动化纤维机械纸、膜、钢板加工现

46、有设备增速运行力矩控制多电机一体控制多电机级联控制提高可靠性通用变频器工程型变频器5改善环境耐恶劣环境空调机、电梯减小噪音、平滑加减速、防爆、安全性通用变频器工程型变频器专用变频器2、使用变频器的优点（1）变频调速的节能由于采用变频调速后，风机负载的节能效果最明显，行业经验值节电率可达到20%-60%左右，这是因为风机的耗用功率与转速的三次方成比例，当用户需要的平均流量较小时，风机的转速较低，其节能效果也是十分可观的。而传统的挡板和法门进行流量调节时，耗用功率变化不大。由于这类负载很多，约占交流电动机总容量的20%60%，它们的节能就具有非常重要的意义。对于一些在低速运行的恒转矩负载，如传送带

47、等，变频调速也可节能。除此之外，原有调速方式耗能较大者，原有调速方式比较庞杂，效率较低者，采用了变频调速后，节能效果也很明显。（2）变频调速在电动机运行方面的优势变频调速很容易实现电动机的正、反转。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，也不存在因换相不当而烧毁电动机的问题。变频调速系统起动大都是从低速开始，频率较低。加、减速时间可以任意设定，故加、减速时间比较平缓，起动电流较小，可以进行较高频率的起停。变频调速系统制动时，变频器可以利用自己的制动回路，将机械负载的能量消耗在制动电阻上，也可回馈给供电电网，但回馈给电网需增加专用附件，投资较大。除此之外，变频器还具有直流制动功能

48、，需要制动时，变频器给电动机加上一个直流电压，进行制动，则无需另加制动控制电路。（3）以提高工艺水平和产品质量为目的的应用变频调速除了在风机负载上的应用以外，还可以广泛应用于传送、卷绕、起重、挤压、机床等各种机械设备控制领域。它可以提高奇特的产成品率，延长设备的正常工作周期和使用寿命，使操作和控制系统得以简化，有的甚至可以改变原有的工艺规范，从而提高了整个设备控制水平。3.4 改造项目主要生产设备方案3.4.1 设备选择原则1、本项目根据各装置的工艺特点，本着节约投资、安全可靠、能耗低、占地小等原则选择工艺设备。2、因为安装变频器会产生大量谐波，需要配套安装消谐装置，结合动态无功补偿，进行谐波

49、治理。3.4.2 设备配置1、电流匹配：选择变频器时应以实际工作电流值作为变频器选择的依据，电机的额定功率与电流只能作为参考。2、电压匹配：变频器的额定工作电压与电机的额定电压相符。3、轻载型（恒功率负载）如风机、引风机，只需变频器的容量等于电机容量即可。4、在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要大于电机额定容量的12档。表3-2 新增变频设备表序号名称型号数量（台、套）1高压开关柜XGN2-6KV/630A22高压固态软起柜6kV，1120kW23高压变频器HARSVERT-VA06/15044中央监控计算机

50、系统15机房自控系统26传感器127现场操作箱48高压电缆7309线缆/电缆10传动轴承及配件811电子运行计时器MRC-011012UPS电源山特C6KS1表3-3 变频器参数表序号规 范单位参数备注1型式及型号套HARSVERT-VA06/1502制造商及产地北京利德华福电气技术有限公司/北京3安装地点室内4技术方案多级模块串联，交直交、高高方式5对电动机要求普通三相异步电动机6变频装置输入侧有无熔断器变频器输入侧无熔断器，功率单元输入侧配置熔断器芯7额定输入电压/允许变化范围kV6kV10%8系统输入电压kV6kV9变频装置输出电压kV06kV10变频装置输出电流A150A11变频装置输

51、出频率范围Hz0Hz50.0Hz12逆变侧最高输出电压kV613加减速时间S0-3600s14额定容量kVA156515额定输入频率/允许变化范围50Hz1%16变频装置效率96%17系统总效率（含变压器）96%18输入侧功率因数0.95额定负载19控制方式多级正弦PWM控制20控制电源一路220VAC 3kvA容量要求21UPS型式后备式 ，1kva，30分钟22电网侧变换器型式及元件30脉冲，二极管三相全桥23电机侧逆变器形式及元件IGBT 逆变桥24电隔离部分是否采用光纤采用安捷伦光纤连接25噪声等级80分贝26冷却方式强迫风冷27过载能力120% 1min，150% 3s，200% 立

52、即保护28标准控制连接硬连接29操作健盘WINCE人机界面30界面语言中文31过程控制方式V/ F控制、矢量控制32防护等级IP3033操作界面触摸式液晶屏34变频调速系统外形尺寸长宽高（mm）以乙方提供图纸为准含旁路柜及风机35柜体摆放并列摆放36柜体颜色第三代标准色37进出线方式下进下出38维护形式前后维护39运行环境温度04040贮存/运输温度-40+7041环境湿度空气最大相对湿度不超过90%42安装海拔高度低于1000米43接地要求不大于444控制柜要求开门型式侧开门3.4.3 项目所选变压器具有以下优点：1、在PID 控制信号作用下可以控制备用电动机，各台辅助电动机可以通过接触器或

53、电动机起动器投入或退出运行。接触器和电动机起动器的接通和断开由变频器的继电器的输出接点进行控制。2、具有可以实现电动机变频和工频运行的转换的旁路控制线路，旁路电路可以通过变频器控制电动机或不通过变频器而直接由电源向电动机供电变频器负责接触器间的切换。控制方式灵活。3、运行切换方式可以实现变频器有故障时切换、输入信号触发切换、变频器的频率信号触发切换。4、在无负载的情况下可以断开电动机的运行，降低电能消耗。5、具有断带检测功能，用于检测传动部分的机械故障例如皮带断裂等。3.5 公用、辅助设施3.5.1供电本项目供电电源利用厂区原有供电线路和供电设施，能满足项目需要。3.5.2供水项目所在地供水设

54、施完善，项目用水利用厂区现有的供水设施能满足项目需要。3.6 场地建设方案本项目为原址技术改造，不需要新增用地和新建建筑物。四、节能分析4.1 企业能源管理情况企业按照加强能源计量工作的意见和用能单位能源计量器具配备和管理通则的要求，配备了合理的能源计量器具、仪表，对能源计量管理。企业对能源统计，建立了健全原始记录和统计台帐，填写了能源统计报表。4.2 项目实施前用电状况项目改造前运行功率为4480kW，全年耗电量1737.27万kWh。详见下表。表4-1 项目改造前用电量统计表电炉配套风机名称设备运行时间（小时/年）原单位能耗(kWh)原年耗电量(万kWh)160t4988942.93470.33100t4730806.69381.5680t4816992.86478.1640t4386928.46407.22合计1737.274.3 项目拟采用的节能技术措施4.3.1