变频调速节能改造方案的经济性评价和比较

1、靶变频调速节能改疤造方案的经济性疤评价和比较啊摘 要：白 本文详细介绍吧了变频调速节能罢改造方案的经济佰性评价方法。静柏态分析法包括投隘资回收期法、抵跋偿年限法和年计吧算费用法；动态俺分析法则包括净颁现值法、内部回皑收率法、总费用斑现值法和最小年扒费用法。疤关键词：阿静态分析法，动奥态分析法，投资矮回收期，总费用皑现值。 1、前言 傲每一个变频调速八节能改造项目，袄在实施前都要进盎行全面深入的可八行性研究，可行昂性研究一般包括罢以下内容：把首先，生产工艺半是否需要调速？捌是否允许调速？跋要改造的生产设捌备原来采用什么爱调节方式？变频鞍调速改造后的节吧能效果又如何？捌其次，调速装置安和调速系统的

2、可八靠性是首要的前耙提，因为它关系艾到生产设备的安哀全可靠运行。可叭靠性问题不仅体绊现在调速装置本凹身，同时也体现袄在调速系统的设皑计，以及备用手斑段和切换方式等罢方面。般还有调速系统技柏术指标的先进性氨，包括调速范围捌、稳速精度，动按态响应速度，设挨备的运行效率，按输入功率因数，班输出转矩脉动，矮以及输入输出谐败波，对电动机绝唉缘的影响，对电伴网电压的适应性伴，冗余设计和易巴维护性等指标。罢最后，一个技术皑方案的可行性，扳不但要从技术观罢点评价，还必须巴用经济观点评价澳，只有那些技术板上先进，经济上艾合理的方案才能翱在实际中得到应靶用和推广。譬如安一个泵或风机系笆统的节能方案，埃虽然它在技术

3、上霸是先进的，节电盎效果也很显著，八但若初投资太高哀，在当时当地的把具体条件下，经俺济上不合理，那跋么这个技术方案爱就不宜采用。所靶以，在考虑和选拔择泵或风机系统傲的节能技术方案艾时，需要通过经摆济性的评价或比坝较，确定或选用翱技术上先进，经把济上合理的最佳靶方案。艾进行经济性评价般或比较时，根据爸是否考虑资金的蔼时间因素，把分碍析比较方法区分肮为静 态分析法版和动态分析法两扒类。柏静态分析法不考埃虑资金的时间价按值，但资金的时阿间价值是客观存肮在的，它表现为稗资金随时间的增版值能力，其实质翱就是利率。静态拜分析法不考虑时扮间价值，这就影隘响到对各方案评败价的正确性。静敖态分析法的优点安是简单

4、易行，常败用于时间因素对跋投资和效益影响爸较小的工程项目搬，在小型的泵与袄通风机系统的选柏型设计和节能技碍术改造方案的确暗定或比较时，仍捌可采用静态分析蔼比较方法。碍动态分析法考虑白资金的时间价值熬，它在进行方案皑的技术经济分析伴时，对在方案实班施全过程中有关疤的所有的资金款笆项，如各年的投胺资、费用及收入澳等款项，都应考扳虑其时间价值。背具体的做法是：隘按资金的时间价颁值规律把资金和傲效益折算到同一邦基准年，然后再癌计算各项指标，案评价或比较各方邦案的经济性。在癌理论上，基准年叭可以任意选定。拜但为了方便计算案，通常取项目完吧工年（开始运行半投产年）或使用跋寿命的末年（运伴行生产的最末年柏）

5、作为基准年。扳显然，动态分析碍法比静态分析法半更符合实际情况笆，更加合理，但阿用动态分析法比懊静态分析法要复板杂一些。因此，摆对于一些中、大败型项目，应采用背动态分析法。白2 静态分析法佰 阿工矿企业对技术稗方案进行经济性熬评价或比较时，皑常用的静态分析皑法有投资回收期耙法，静态差额投捌资回收期法及年啊计算费用法等。凹（1）投资回收绊期法。投资回收摆期是以节能投资隘项目的全部净收氨益抵偿全部投资胺所需的时间pt疤表示，即澳p皑t哀（Ci-Co邦）袄t稗=0 （3-1巴0）隘r=1叭式中（C邦i扒-背C翱o奥）拌t翱第t年现金唉流入量C百i八与现金流出量C鞍o伴）之差（万元）爱；氨p哀t伴投资回

6、收期罢（年）。板投资回收期法适吧用于节能项目投癌资的经济性评价敖。当投资回收期按pt小于基准投佰资回收期pc时斑，即p啊t阿p拌c艾时，认为项目可稗以接受。盎（2）静态差额癌投资回收期法。氨又称抵偿年限法柏，追加投资偿还疤年限法。它被定肮义为：对比方案爱投资差额与年运八行成本节约额之艾比。即：板式中 Pa板静态差额投资回哀收期（年）；皑I1第二方奥案和第一方案的半总投资（万元）唉，且I疤2捌I背1安C拜1摆、c版2拜、方案一和版方案二的年运行挨费用（年成本费胺用），万元/年罢，且c八1八c案2拜当PaPc（捌基准投资回收期碍），则说明方案矮二所增加的投资扒可以在规定的抵暗偿年限内偿还，芭故方案

7、二优于方霸案一。目前我国氨对基准投资回收案期Pc尚未作统爸一规定，故Pc袄值有取3年的、败5年的、7年的胺。但Pc取5年背左右为宜。奥抵偿年限法适用柏于两个方案间的鞍比较。若比较的懊方案数目大于两盎个时，不但计算敖较繁杂，有时还皑会得出相互矛盾安的结果。如现有癌三个方案，它们傲的总投资和年运霸行费用分别为：邦I皑1柏5万元，I鞍2瓣6万元，I袄3挨10万元；c板1伴3.75万元办年，c扒2瓣2.75万元般年，c皑3盎2万元年。岸取规定值Pc为拜5年，比较上述安三个方案的优劣八。先取方案一作袄为基础方案，由矮式（3-11）版计算出：方案二袄追加的投资将于熬一年内偿还，即伴Pa =1；方傲案三追加

8、的投资疤则需在三年内偿傲还，即Pa=3凹。因此方案二似笆优于方案三。但盎若取方案二作为拌基础方案，和方熬案三比较，则由摆式（3-11）蔼得出：方案三追背加的投资可在五瓣年内偿还，即P岸a=5Pc=哀7，即方案三优办于方案二，这个瓣结论是与以方案颁一为基础方案的岸比较结果相矛盾按的，因此，可以斑设想，若有更多把个方案，轮流以靶每个方案为基础背方案进行比较，败那就可能产生更柏多个相互矛盾，耙更不易分清各个巴方案的优劣。霸（3）（静态的吧）年计算费用法颁，设各方案在基傲准投资回收期P笆c内的总费用以摆G表示，I为袄总投资，c为年般运行费用，则熬将上式除以Pc奥，得在规定的抵懊偿年限内，各方版案每年的

9、平均计阿算费用，以G表罢示，则得：蔼在静态分析法中唉，静态的年计算俺费用法可用于多霸个方案的比较，罢G最小的为最经背济方案。拌例3-1 比较罢下述三个方案的背优劣，它们的总奥投资和年运行费背用分别为：I1捌=5万元，I2扮=6万元，I3肮=10万元；c罢1=3.75万百元/年，c2=扒2.75万元/碍年，c3=2万熬元/年。取Pc捌=7年。把解：3 动态分析法岸用动态分析法进绊行经济比较时，扮要考虑到资金的扒时间价值规律，颁故现在的投资或白效益（即现值）绊和其将来值是不稗相等的。若设现办在的投资或效益奥（即现值）为 挨PV元，投资年白利率（贷款年利唉率）为i（%）邦，按复利计算，吧则t年末的将

10、来艾值F按下式计算笆：阿例如，10万元傲的投资现值，若隘年利率i=8%颁，按复利计算，昂则由式（3-1皑3）算出其10暗年末的将来值为凹 215900氨元；30年末的安将来值为100敖6300元。爸反之，要把将来佰值折算成现值（般即折现），或者板说把将来发生的背一切经济活动拿八到现在来考虑。按即折现计算，把叭t年末的将来值笆折算成现值PV败，其计算为式（邦3-13）的逆百运算，即氨例如，若年利率背i=8%，则由邦式（3-14）扮求得10年末的阿100000元跋折成现值为46昂300元，而3按0年末的100半000元只相当翱于现在的994埃0元。阿用动态分析法进隘行经济分析比较艾时，常引用现值佰

11、系数f这一概念埃，f的定义是：柏从1到半t年，每年1元扮钱的现值的相加把总和值，即靶为简化上式，将败式（3-15）肮两边均乘以（1颁 i）得跋将式（3-15凹）与式（3-1败6）两式相减，疤并整理得：肮现值系数f又称爱现值因子或偿还氨因子。鞍工矿企业对节能版改造等方面的技懊术方案进行经济唉性评价或比较时爸，常用的动态分埃析法有：净现值绊法、内部回收率胺法、总费用现值绊法及最小年费用坝法。摆（1）净现值法霸。净现值是指节摆电投资项目等技按术方案在计算期叭m n（建设期疤年限m与经济使巴用期年限n之和坝）年内发生的全矮部收入与支出的绊差值，按一个预案定的利率i逐年哀分别折现为项目癌开始年的现值（拔

12、称净现值NPV翱），即胺式中 NPV板净现值，万元爱；颁m n计算俺期（建设期m与傲经济使用期n之安和），年；叭i年利率或扳折现率，%；斑（c哀i扮-c俺o矮）t第t年肮的现金流入量C伴i肮与现金流出量c斑o岸之差，万元。耙当净现值NPV癌0时，说明收拔入大于支出，经鞍济效果好。此技捌术方案可取，净佰现值法适用于节捌电项目投资的经盎济评价。芭（2）内部回收半率法（又称内部隘利润法或内部收胺益率法）。内部坝回收率是指节电案投资项目在计算瓣期m n（建设懊期m与经济使用斑期n之和）年内疤净现值NPV等袄于零时的内部回岸收率（内部利润艾率或内部收益率盎）IRR的值，艾即：瓣式中 IRR俺内部回收率，

13、澳%。敖以IRR值与规扒定的年利率或折疤现率i相比较，傲若IRRi，白该项目在经济上肮是合理的，在多扒个方案比较时，坝IRR值越大的哀方案越优。捌（3）总费用现板值法。总费用现百值是指将设备的埃总投资和设备经摆济使用期的运行邦费用均按照资金摆的时间价值规律芭折算到经济运行袄期第一年的总费皑用PV把T摆，当多个方案比颁较时，总费用现白值PV坝T爸最小者为最可取百的方案。即皑上三式中 Iz碍折算到运行翱第一年的设备总肮投资，万元；败m施工年限般，a；罢I爱t瓣第t年的设颁备投资，万元；白C版pv昂运行费用（拌包括运行耗电电绊费、维修费和管拌理费等）的现值疤，万元；白C翱t肮第t年的年办运行费，万元

14、；拜t从工程开癌工算起的年限，扒年；袄t从工程开摆工到部分投产的邦年限，年;暗n经济运行罢期（全寿命），鞍年。邦对于泵与风机的颁节能项目，多数暗是当年施工，当稗年完工，当年投澳产，在这种情况耙下，式（3熬-20a俺）可写为I败z耙=I懊t坝=I。同时，若奥在经济运行期内拔每年的运行费用艾是等额的，且均碍等于c，则式（熬3-20b）可胺简化为c扒pv鞍=cf，但这时哀由式（3-17暗）求f时，式中阿的t应以经济运邦行期n代替。在熬上述两种情况下八，式（3-20稗）可改写为败PV八T吧=I cf （捌3-21）皑式中符号的意义搬与式（3-12敖）及式（3-1奥7）相同。般例3-2 试用挨总费用现值

15、法比柏较例3-1三个隘方案的优劣。设芭项目当年完工并癌投产，且每年的坝运行费均为等值办，并设年利率为袄8%，设备经济案运行期为：i=盎20年。肮解 由式（3-版17）求该使用按条件下的f为百再由式（3-1跋2）计算可得：爸结论是PVT3傲PVT2P俺VT1，故第三靶方案最经济，第敖二方案次之，第爸一方案最差。这办结论与例3-1癌静态年计算费用皑法的结论相同。绊（4）最小年费艾用法。最小年费靶用法是把节电投扒资项目等的技术暗方案从开始施工矮到施工结束年的爱所有投资，用规翱定的年利率折算芭到基准年（通常八指项目完工年）霸，然后把它平均芭分摊到项目经济爸运行期的每一年唉；再和年运行费按用相加，称为年

16、蔼费用。各方案相白比较，年费用最霸小的为最经济方捌案，故称此法为罢最小年费用法。拜最小年费用法的霸计算公式可由总案费用现值法各项俺除以现值系数f八得出，即由式（版3-20）除以胺式（3-17）碍得瓣式中 NF一耙年费用；其余符白号的意义见式（跋3-20）疤对于当年施工、扒当年完工并投产胺的项目，IZ=熬I；若在经济运埃行期内每年的运癌行费均相等，则爸CPV=cf 靶，在上述情况下佰，式（3-22熬）可改写为：啊显然，最小年费颁用法和总费用现罢值法在实质上是扮一致的，因此，爸不论采用哪一种般方法，计算的结班论应该是相同的扒。班例3-3 对本败章第二节中提到半的一个实例：江袄苏徐州某电厂的拜一台5

17、50kW按/6kV水源加癌压水泵的变频调颁速节能改造项目哎进行经济性评价翱。设该项目为当安年完工并投产，傲且每年的运行费把用均为等值，i跋=8%，t=1埃5年。坝解：设水泵定速袄运行时消耗功率扳为500kW，哎每年运行600凹0小时，电价为耙0.50元/度靶。则定速运行时般每年耗电为30耙0万度，电费为挨150万元；若拔6kV变频系统埃，初投资为15碍0万元，节电率肮为30%，则年板节电90万度，捌节电效益45万懊元，年运行费用邦为105万元；澳660V变频系癌统初投资为90昂万元，节电率为哎20%，则年节暗电60万度，节按电效益30万元岸，年运行费用为安120万元。蔼采用投资回收期澳法：爱6kV变频系统芭：150万元岸45万元=3.疤33（年）挨660V变频系啊统：90万元邦30万元=3（败年）艾显然660V方岸案优于6kV方斑案。瓣采用总费用现值拌法：由式3-1哀7求得f=8.啊56霸6kV方案：P阿VT1=I吧1 C盎1f绊=150 10吧58.56=巴1048.8（爸万元）白660V方案：碍PVT2=I坝2 C挨2f把=903 12碍08.56=邦1147.2（盎万元）矮则6kV方案优疤于660V方案叭。 4结论斑一个变频调速节挨能改造方案的可芭行性研究，除了班技术上的先进性哀和可靠性之外，安