山西三维变频改造方案副本

1、 山西三维集团股份有限公司高、低压变频节能改造方案目 录第一部分：商务部分4一、目前行业存在的挑战4 二 合同能源管理介绍5 2.1 合同能源管理简介和概念5 2.2 合同能源管理模式带给能耗企业的效益5 2.3 合同能源管理机制的实质6 2.4 合同能源管理项目特点6 2.5 服务承诺7 2.6 采用合作方案的优势9三、公司简介（详见附件）9第二部分：高压变频技术部分10一、现场工况及节能评估101.1 改造理由101.2 节能原理101.3 现场采集参数与节能计算14二、方案设计152.1主回路设计152.2控制方式152.3技术要求16 三、 技术数据183.1 变频器控制电源183.2

2、 变频器柜体颜色及尺寸183.3 I/O节点定义183.4 变频器技术数据：193.5 干式移相变压器技术数据21四、供货范围224.1供货清单224.2随机备品配件清单234.3专用工具供应清单23五、技术资料(可选)23六、交货进度24七、技术服务和设计联络247.1 供货商在现场提供的技术服务247.2 供货商提供的培训25第三部分：低压变频器技术部分26一、现场采集参数与节能计算26二、控制方案27三、使用环境条件29四、变频改造方案及场地、环境要求304.1变频柜外形尺寸304.2电源要求30五、技术要求305.1应遵循的标准305.2技术规范31六、标志、包装、装卸、运输与储存34

3、6.1标志346.2包装346.3装卸和运输346.4储存34七、设备范围（见表格）34八、培训35九、售后服务35第一部分：商务部分一、目前行业存在的挑战温家宝总理：我国政府机构电力能耗接近8亿农民生活用电总量，能源费用一年超过800亿元，单位建筑面积和人均能耗远高于发达国家。能源环保专家：全球性能源需求剧增与资源税减的矛盾非常突出。美国能源需求占全球25，资源只占8。中国现有石油资源几十年后将耗尽，煤矿只够开采200年；单位GDP能耗是美国的3倍，是德国的5倍，是日本的6倍,节电潜力在2000亿KWh以上。长期以来，科学家们致力研究开发新能源，试图满足人们日益增长的能源需求；应用技术专家们

4、致力研究开发高效节能新技术，试图寻求节约能耗的极限。近几年，中国能源供应紧张不仅影响到人们的生活，而且影响到化学工业的生产经营活动。“煤、电、油、运”紧张造成能源价格不断攀升，化工产品生产成本大幅增加，甚至使企业难以维持正常生产，能源再次成为经济发展的“瓶颈”。 中国常规能源（包括煤、油、气和水能）探明总资源量8230亿吨标准煤，探明（可开发）剩余可采总储量1392亿吨标准煤，约占世界总量的10.1%。能源探明总储量的结构为：原煤87.4%，原油2.8%，天然气0.3%，水能9.5%。尽管能源储量总量较大，但人均能源资源占有量很低，不能满足我国经济高速增长对能源的需求。近几年我国经济的快速发展

5、是以能源的高消费为代价的。2004年，全国一次能源消费总量19.7亿吨标准煤，比上年增长15.2%。其中，煤炭消费量18.7亿吨，增长14.4%；原油2.9亿吨，增长16.8%；天然气415亿立方米，增长18.5%；水电3280亿千瓦小时，增长15.6%；核电501亿千瓦小时，增长15.6%。能源消费的增长速度高于国民经济增长速度，因而受到各方面的高度关注。在化工生产系统中，泵、风机等辅助设备的耗电量占化工生产系统总耗电量的5060%以上；因此，对化工生产系统中的泵、风机等辅助用电设备进行节能改造具有十分重大的意义。 二 合同能源管理介绍合同能源管理（EPCEnergy Performance

6、 Contract）是一种新型的市场化节能机制。其实质就是以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能业务方式。这种节能投资方式允许客户用未来的节能收益为工厂和设备升级，以降低目前的运行成本；或者节能服务公司以承诺节能项目的节能效益、或承包整体能源费用的方式为客户提供节能服务。2.1 合同能源管理简介和概念合同能源管理（Energy Performance Contract ，简称EPC）是一种基于市场运作的全新的节能新机制。合同能源管理不是推销产品或技术，而是推销一种减少能源成本的财务管理方法。节能服务公司(ESCO)的经营机制是一种节能投资服务管理；客户见到节能效益后，节能服务公司(ESC

7、O)才与客户一起共同分享节能成果，取得双嬴的效果。合同能源管理是节能服务公司(ESCO)通过与客户签订节能服务合同，为客户提供包括：能源审计、项目设计、项目融资、设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、节能量确认等一整套的节能服务，并从客户进行节能改造后获得的节能效益中收回投资和取得利润的一种商业运作模式。节能服务公司(ESCO)服务的客户不需要承担节能实施的资金、技术及风险，并且可以更快的降低能源成本，获得实施节能后带来的收益，并可以获取节能服务公司(ESCO)提供的设备。2.2 合同能源管理模式带给能耗企业的效益1 能耗企业不用资金投入，即可完成节能技术改造；2 节能工程施工完毕，就可

8、分享项目的部分节能效益；3 服务合同结束后，节能设备和全部节能效益归能耗企业；4 节能服务公司(ESCO)为能耗企业承担技术风险和经济风险。2.3 合同能源管理机制的实质合同能源管理实质是从客户进行节能改造后获得的节能效益中收回投资和取得利润的一种商业运作模式。传统节能改造方式与合同能源管理方式的主要区别： 在传统节能改造方式下，节能项目的所有风险和投入都由实施节能改造的企业承担。 在合同能源管理方式中，一般不要求实施节能改造的企业自身对节能项目进行大笔投资。2.4 合同能源管理项目特点 节能效率高；项目的节能率一般在1040，最高可达50%。 客户零投资；全部设计、审计、融资、采购、施工监测

9、等均由节能服务公司(ESCO)负责，不需要客户投资。 节能更专业；节能服务公司(ESCO)提供能源诊断、改善方案评估、工程设计、工程施工、监造管理、资金与财务计划等全面性服务，全面负责能源管理。 技术更先进；节能服务公司(ESCO)背后有国内外最新、最先进的节能技术和产品作支持，并且专门用于节能促进项目。 客户风险低；客户无须投资大笔资金即可导入节能产品及技术，专业化服务，风险很低。 改善现金流；客户借助节能服务公司(ESCO)实施节能服务，可以改善现金流量，把有限的资金投资在其他更优先的投资领域。 提升竞争力；客户实施节能改进，节约能源，减少能源成本支出，改善环境品质，建立绿色企业形象，增强

10、市场竞争优势。客户借助节能服务公司(ESCO)实施节能服务，可以获得专业节能资讯和能源管理经验，提升管理人员素质，促进内部管理科学化。2.5 服务承诺服务内容介绍1、可行性分析：电力、钢铁、水泥、化工等各行业专家为您提供专业的可行性分析和相应的商务分析，对整体工况和改造点提出合理化建议。2、变频器选择：提供变频器选型服务和咨询，对各种改造方式提供对比分析。3、系统设计：在经济、可靠、先进的原则上为客户提供整个系统设计服务和系统优化方案。4、安装：为用户免费提供安装指导。5、调试：负责调试设备直到整个系统安全投运。6、培训：专家为用户讲解变频器原理、变频器维护、变频器操作。7、现场诊断：设备终身

11、使用期内，在接到事故报告后，24小时内赶到现场，为用户提供现场故障诊断、系统分析，并提出解决方案。8、远程诊断：在客户紧急需要故障解决时，可提供远程电话支持、网上在线解答、书面传真解答。9、全国技术支持：全国各地办事处为用户提供技术支持。10、全国服务支持：全国各地办事处为用户提供产品维护、软件升级服务、硬件更换等迅捷备件和后勤支持。11、24365小时服务热线：全天候24小时为用户电话支持、受理商务、技术咨询、受理投诉。运行维护服务概述在执行能源合同管理期间，我公司提供因我方设备原因引起的故障的运行维护服务，包括各种耗材、元器件的更换。公司使用四级故障来定义系统故障的严重程度：故障级别一：系

12、统瘫痪现有的系统瘫痪，或对用户的业务操作有重大影响。故障级别二：严重退化-现有系统性能受到部分影响，将对用户的业务操作产生消级的影响。故障级别三：性能的削弱-系统性能削弱，但用户业务操作仍可继续。故障级别四：信息或援助-用户需要关于产品性能安装、配置方面的信息或援助。公司对不同级别的故障明确定义了故障解决时限，并且绝大多数故障将在限时内解决。对于服务超时（即在限时内不能解决故障）本公司具有明确服务超时上报程序。从接电话后的持续时间故障级别一故障级别二故障级别三故障级别四12小时用户服务工程师18小时技术支持主管用户服务工程师24小时副总经理技术支持主管用户服务工程师36小时总经理副总经理技术支

13、持主管用户服务工程师42小时总经理技术支持主管（注：以上时间以12小时一天为准）服务流程用户可以通过我公司服务电话，随时要求本公司提供技术支持服务。在1个小时以内，服务工程师将会给用户一个电话答复。服务工程师为用户提供电话维护和咨询，必要时即赴现场维护以及在需要时提供相应的备件服务，力求尽快的为用户解决问题。2.6 采用合作方案的优势 作为节能环保企业，凭借专业化和系统化的技术及管理实力，能够为山西三维提供更完善的节能改造、专业节能资讯和能源管理经验； 为国家注册许可的节能服务公司，节能改造基于国家节能减排的基本国策，满足国家环保标准，同时保证产品质量，减少日后维修保养投资； 通过与合作的方式

14、，山西三维“零”投入、“零”保证金、“零”风险，坐享节能收益，建设期无需支付任何费用进行设备成本投入，节能改造后，以节能效益作为分享条件； 通过与合作的方式，有利于改善山西三维的三大财务比率资产负债率、产权比率及权益比率，同时，效益分享期结束之后的所有节能效益及设备所有权归山西三维所有； 通过与合作的方式，对山西三维来说，相当于表外融资，手续简便，节约信用额度，资产周转率、流动比率、速动比率、利用率显著提高，能加速企业的资产重组与优化，能有效提高企业当年的经济效益，同时增加了还款期限，提高了企业资金周转率和使用率； 通过与合作的方式，有利于实现山西三维的税务筹划，节能效益分享费用可直接作为费用

15、抵税，而购买固定资产，其折旧年限较长，通过与合作的方式，可以为山西三维实现最快的税收抵扣，同时更密切地同企业营业收入相配比，并且分享比例拥有前低后高特性，有利于改善特定会计期间的利润。三、公司简介（详见附件）第二部分：高压变频技术部分一、现场工况及节能评估1.1 改造理由变频器与风门调节比较：a、采用风机电机定速运行，风门调整节流损失大、出口压力高、风道磨损严重、系统效率低，造成能源的浪费。b、当风量降低风门开度减小时，风门前后压差增加工作安全特性变坏，压力损失严重，造成能耗增加。c、长期风门调节，加速风门自身磨损，导致风门控制特性变差。d、风道压力过高威胁系统设备密封性能，严重时导致风门泄漏

16、，不能关严等情况发生。e、设备使用寿命短、日常维护量大，维修成本高，造成各种资源的极大浪费。解决上述问题的重要手段之一是采用变频调速控制技术。利用高压变频器对风机电机进行变频控制，实现风量的变负荷调节。这样，不仅解决了风门调节线性度差、纯滞延大等难以控制的缺点，而且提高了系统运行的可靠性；更重要的是减小了因风门变化造成的压流损失，减轻了风门的磨损，降低了系统对风道密封性能的破坏，延长设备的使用寿命，维护量减小，改善了系统的经济性，节约能源，为降低厂用电率提供了良好的途径。1.2 节能原理（1）风机运行节能分析按照流体机械的相似定律，风机、水泵的流量Q、压头(扬程)H、轴功率P与转速n之间有如下

17、比例关系：离心式风机在变速调节的 过程中，如果不考虑管道系统阻力R的影响，且风压H随流量Q成平方规律变化，则风机的效率可在一定的范围内保持最高效率不变(只有在负荷率低于80时才略有下降)。图l示出了离心式风机不同调节方式耗电特性比较情况， 图2示出了采用调节门调节和转速调节方式时风机的效率与流量曲线图。 由图2可知：在风机的风量由100下降到50时，变速调节与风门调节方式相比，风机的效率平均高出30以上。因而，从节能的观点看，变速调节方式为最佳调节方式。（2）水泵运行节能分析水泵定速运行出口阀门控制调节、调速手段改变水泵的转速n调节以及采用变频调节+阀门节流调节三种调节方式的流量一转速一泵出口

18、压力关系曲线如下图所示(B、C、D点分别对应3种流量调节方式下泵的工作点)。 图中，阀门全开时的管阻特性曲线为r1，曲线r2、r*代表阀门在2种节流状态下的管阻特性曲线。泵在额定转速下的特性曲线为n1，曲线n2、n*代表泵在2种变频调速(小于额定转速)状态下的特性曲线。设泵在额定工况(上图中A点)下与之对应的泵出口压力为H1，出口流量为Q1。(1)采用水泵定速运行出口阀门控制流量，当流量从Q1减小至Q2时，阀门开度减小使管阻特性曲线由r1变为r2，系统工作点沿泵的特性曲线由原来的A点移至B点；受阀门节流作用，泵出口压力H1变为H2。(2)采用调速手段改变水泵的转速n，当流量从Q1减小至Q2时，

19、那么管网阻力特性为同一曲线r1，泵由于转速降低，其特性曲线由n1,变为n2，系统工作点将沿管阻特性曲线r1由原来的A点移至C点，泵出口压力为H3。(3)采用变频调节+阀门节流调节，在改变水泵的转速n同时改变调节阀开度，当流量从Q1减小至Q2时，那么管网阻力特性曲线变为r*，泵的特性曲线变为n*，系统工作点将由原来的A点移至D点，此工况下泵出口压力为H*。水泵轴功率实际值计算公式为P=QH(cb)(1)式中，P为功率，Q为流量，H为泵出口压力，c为水泵效率，b为传动装置效(直接传动为1)。假设总效率(cb)为1，则按照公式(1)可以得出：方式(1)中水泵由A点移至B点工作时，水泵轴功率为上图中B

20、Q2OH2的面积；方式(2)中水泵由A点移至C点工作时，水泵轴功率为上图中CQ2OH3面积；方式(3)中水泵由A点移至D点工作时，水泵轴功率为上图中BQ2OH*的面积，面积的差即为节能功率。1.3 现场采集参数与节能计算 电动机参数电机额定功率(kw)900400560500电机额定电压(kv)10101010负载16号炉一次风机16号炉二次风机16号炉引风机16号炉给水泵数量（台）1121备注一拖一一拖一一拖一一拖一 直接节能收益设备名称电机参数数量（台）节电率%单台每小时节电量（kwh）单台年节约电费（万元）16#炉一次风机10KV/900KW130%154.561.1816#炉二次风机1

21、0KV/400KW128%50.419.9616#炉1#引风机10KV/560KW124%88.3234.9716#炉2#引风机10KV/560KW124%88.3234.9716#炉给水泵10KV/500KW113%59.2823.475台高压设备每小时节约电量合计440.82（kwh）年节约电费（年运行时间按7920小时，电价按0.5元/度）合计：174.56万元总结：共计年节约电量349万度,年节约1158吨标煤。运行状况说明：一次风机： 900KW/10KV，电机转速1486rpm，电流62.9A，液力耦合器转速1500rpm，额定风压18570PA，额定风量102711立方米时，实际

22、运行风量90000-95000立方米，液耦实际开度在40%-50%区间运行。实际运行转速在1000转左右。实际电流34-36A。引风机： 560kw/10KV,， 转速980rpm， 风量152900立方米时，风压7683pa，液耦转速1000rpm，液耦实际开度在45%左右，液耦工作转速735rpm, 1#引风机实际运行电流22-27A, 2#引风机实际运行电流23-26A，二次风机： 400KW/10KV，转速1485，电流28.7A 液耦转速1500，风量68474立方米时，风压13460pa, 实际风量45000-55000立方米时，实际电流12-13A，液耦开度45%左右。二、方案设

23、计2.1主回路设计变频器采用手动一拖一方式。一次原理图如下：一次回路图说明QS1、QS2为隔离刀闸开关,其中QS2单刀双掷开关。变频运行状态：合隔离刀闸QS1，QS2置于a点，按变频启动规程启动变频器。工频运行状态：QS2置于b点，隔离刀闸QS1分断，按工频启动规程启动电机。检修变频器时，先确定QF1为断开位置,再把QS2置于b点，断开QS1。检修电机时，先确定QF1为断开试验位置，断开QS1。2.2控制方式该设备有三种控制方式 a：以压力、流量为控制对象的闭环控制：以输入的420mA模拟量值为控制依据，实现自动控制b: 以转速为控制对象的开环控制：该方式在远程操作（DCS或远程操作箱上操作）

24、用户可根据工况条件自设定转速，变频器以该转速为控制值，该方式下频率的变化依据用户输入的模拟量，4mA对应0转速，20mA对应额定转速c: 以频率为控制对象的开环控制：该方式在就地操作（设备本体上操作）直接从触摸屏上设置输出频率，变频器以该频率为控制目标值以上三种控制方式用户可通过人机界面（触摸屏）设置，满足不同的工况要求2.3技术要求变频装置主要技术要求 变频装置为英威腾品牌产品。型号为一次风机 CHH100-0900-10、二次风机CHH100-0400-10、引风 CHH100-0560-10、给水泵CHH100-0500-10。 变频装置为单元串联多电平拓扑结构，高-高结构，直接输出10

25、kV。 变频器正常带载时，输出直接驱动电机，不需要任何形式的升压或滤波环节。2.3.4 10kV母线电源的瞬间闪变及工作电源切备用电源不导致变频装置的停机。变频装置具有瞬时停电再启动功能。额定运行工况下，使用变频装置后电动机不降容。 变频调速系统产生的谐波满足中国“GB/T 14549电能质量“公用电网谐波” 及“IEEE519”国际标准的规定。变频装置对本体控制系统就地控制柜无谐波影响。 冷却系统可靠。报警信号能远传到控制室。每一套冷却装置拆装方便，以满足变频装置的安全可靠地运行。 变频装置设以下保护：过电压、过电流、欠电压、缺相保护、短路保护、变频器过载、电机过载保护、半导体器件的过热保护

26、、瞬时停电保护等，并能联跳输入侧开关。保护的性能符合国家有关标准的规定。 变频装置控制系统具有就地监控方式和远方监控方式。在就地监控方式下，通过变频装置上的触摸式键盘和LCD/LED显示，可进行就地人工启动、停止变频装置，可以调整转速、频率；就地控制窗口采用中文操作界面，功能设定、参数设定等均采用中文。 变频装置带故障自诊断功能，能对所发生的故障类型及故障位置提供中文指示，能在就地显示并远方报警，便于运行人员和检修人员能辨别和解决所出现的问题。 变频装置的功率单元为模块化设计，方便从机架上抽出、移动和变换，所有单元可以互换。 变频装置能接受DCS或其它控制系统的控制指令，并反馈变频装置的主要状

27、态信号和故障报警信号。变频装置同DCS接口采用硬接线方式。通信节点定义见技术数据章节。 变频装置内部通讯采用光纤连接，以提高通讯速率和抗干扰能力；变频装置柜内强电信号和弱电信号应分开布置，以避免干扰；柜内设有屏蔽端子和接地设施。 变频装置采用软充电技术。以大幅提高电解电容使用寿命。用户应提供软充电技术所需的预充电电源。 变频器进线方式：下进下出。进线变压器技术要求 进线变压器采用干式移相变压器，具有就地远方超温报警功能。绝缘等级：H级。 移相变压器温升限值如下：部位绝缘系统温度（）最高温升（K）线圈180125铁心、金属部件和其相邻的材料在任何情况下不会出现使铁芯本身、其它部件和与其相邻的材料

28、受到损害的温度 进线变压器安装在户内，并与高压变频装置布置在一起。卖方负责进线变压器同高压变频装置之间的连接。 变压器进线接线端子足够大，以便与进线电缆连接。变压器柜内高压引线导体能满足发热的允许值（65）。3、 技术数据3.1 变频器控制电源变频装置动力电源与控制电源是独立的，变频调速系统要求用户提供两路380V10%，50Hz5%的三相四线制电源，一路为控制电源，容量为5kVA，一路为预充电电源容量为15kVA，在变频器上电时工作40秒钟。3.2 变频器柜体颜色及尺寸变频器柜体颜色为驼灰色（RAL7032）。一次风机：（长)4950*(宽)1300*(高)2720 二次风、引风、泵尺寸：(

29、长)4750*(宽)1300*(高)27203.3 I/O节点定义变频器I/O节点定义如下：序号性质定义1数字量输入运行命令2数字量输入停机命令3数字量输入紧急停机命令4数字量输入高压开关位置信号5模拟量输入420mA给定频率信号6数字量输出远方/就地控制7数字量输出允许启动8数字量输出启动中9数字量输出变频运行10数字量输出变频器轻故障11数字量输出变频器重故障12数字量输出高压合闸允许13数字量输出高压紧急分断14模拟量输出运行频率15模拟量输出电机电流3.4 变频器技术数据：序号规 范单位参数1使用标准GB12668.4；DL/T994-20062型式及型号单元串联多电平电压源型DHVE

30、CTOL-DI01120/10 DHVECTOL-DI00500/10DHVECTOL-DI00710/10 DHVECTOL-DI00630/103制造商及产地英威腾、深圳4安装地点室内5技术方案单元串联多电平电压源型6对电动机要求普通异步电动机、绝缘良好7输出滤波器是否标准不需要8变频装置输入侧有无熔断器无9额定输入电压/允许变化范围kV1010%10系统输入电压kV1011变频装置输出电压/变化范围kV01012变频装置输出电流/变化范围A064.7 028.9 041 036.413逆变侧最高输出电压kV1014额定容量kVA1120KVA 500KVA 710KVA 630KVA15

31、额定输入频率/允许变化范围Hz505%16谐波96%11控制方式V/F控制、开环矢量控制（SVC)12过载能力115% 1分钟，160% 0.5秒，间隔10分钟（反时限特性）13冷却方式强迫风冷14模拟量信号(输入)规格及数量2路4-20mA；15模拟量信号(输出)规格及数量2路4-20mA；16开关量信号(输入)规格及数量继电器干式接点,4点17开关量信号(输出)规格及数量继电器干式接点,2点18进线/出线方式底部进出线19防护等级IP2020操作键盘可选LED键盘或LCD键盘21界面语言简体中文22柜体颜色待定23变频装置外形尺寸（LWH）mm待定24变频装置重量kg待定 低压变频调速装置

32、的基本性能1、 重点功能：欠压调节、三地切换、转速跟踪、转矩限制、多段速运行（最多至23段）、自然定、S段曲线加减速、转差补偿、PID调节、下垂控制、限流控制、转矩/速度控制模式切换、手动/自动转矩提升、电流限定、多功能输入端子/输出端子；2、 频率设定方式：操作面板设定端子UP/DN设定、上位机通讯设定、模拟设定AI1/AI2/AI3、端子脉冲DI设定；3、 频率范围：0.00300.00Hz 注：矢量控制1运行方式下0.03200.0Hz可根据客户需求定制；4、 启动频率：0.0060.00Hz；5、 加减速时间：0.136000s；6、 能耗制动能力：制动单元动作电压 650750V；7

33、、 直流制动能力：直流制动起始频率 0.00300.00Hz； 直流制动电流 横转矩 0.0120.0%； 变转矩 0.090.0%： 直流制动时间 0.030.0s；无需直流制动起始等待时间，实现快速制动8、 磁通制动功能：一直动作、减速时不动作可选，出厂默认减速时不动作；9、 多功能M键：独创的多功能键可设置经常使用的操作：JOG、紧急停车、运行命令给定方式切换、菜单切换等；10、多菜单模式：基本菜单模式、快速菜单模式、非出厂值功能码菜单模式、最近更改的10功能码菜单模式；11、参数拷贝：标准操作面板实现参数上传、下载，有拷贝进度指示；对已经上传的参数可选择禁止上传覆盖；12、功能码显隐性：客户可自定义任意功能码组的显示、隐藏；13、双485通讯口：双485通讯接口支持Modbus协议（PTU），标准操作面板可实现远程控制盒功能，最远500米；14、操作面板：可选LED型或LCD型操作面板，标准产品防护等级为IP20；15、共直流母线：全系列可实现多台变频器共用直流母线供电；16、独立风道：全系列采用独立风道设