風機系統節(jié)能分析-丹陽化工.doc

丹陽中超化工有限公司鍋爐風機系統節(jié)能方案 編號： WN-JS-DY-01丹陽中超化工風機系統節(jié)能方案上海衛(wèi)能能源環(huán)?？萍加邢薰?編制日期：2011年 8月8日企業(yè)榮譽及資質一、ISO9001質量管理體系認證二、全自動跟蹤節(jié)電器檢驗報告三、ZNR-DCPH節(jié)電器檢驗報告四、實用新型專利證書五、中國節(jié)能工程建設信息庫會員六、首批節(jié)能創(chuàng)新公認知名品牌七、ZNR-DCPH節(jié)電器獲第十八屆上海市優(yōu)秀發(fā)明選拔賽金獎八、智能分壓供水節(jié)電設備獲第十八屆上海優(yōu)秀發(fā)明選拔賽金獎九、中國產品質量放心、售后服務滿意、誠信維權模范單位十、ZNR系列產品為“節(jié)能適用產品”十一、中國節(jié)能協會理事會理事單位十二、中國著名品牌目 錄概述4一、客戶現狀5二、鍋爐風機系統能耗狀況分析如下：62.1.系統能耗狀況原理簡述6三、改造后節(jié)能收益分析6四、改造方案7五.詳細介紹：75.1、節(jié)能分析75.2、節(jié)電原理95.3、適用范圍11六本系統的顯著特點11七、合作方式：117.1.一次性付款方式：117.2.EMC合同能源管理模式127.3.本技改過程中的相關服務承諾12八、結束語13概述我國的經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境代價，經濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳；這種狀況與經濟結構不合理、增長方式粗放直接相關。不加快調整經濟結構、轉變增長方式，資源支撐不住，環(huán)境容納不下，社會承受不起，經濟發(fā)展難以為繼。只有堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，才能實現經濟又好又快發(fā)展。 “十一五”規(guī)劃綱要明確要求：“要把節(jié)約資源作為基本國策，發(fā)展循環(huán)經濟，保護生態(tài)環(huán)境，加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”，并明確將單位GDP能耗降低20%和主要污染物排放總量減少10%作為十一五期間經濟社會發(fā)展的約束性指標。目前風機、水泵作為能源轉換的重要設備，在電力、機械、冶金、化工、紡織、造紙、食品等行業(yè)，以及民用采暖中都占據著重要的角色，根據生產負荷需求，鍋爐要隨時調整生產狀態(tài)，改變供熱量的多少。用戶在選配風機時，都是根據工藝要求中出現的最大負荷來確定容量，所以存在“大馬拉小車”現象，而且鍋爐的引風機、鼓風機和二次風機的風量是通過調節(jié)風門大小來實現的，而用來帶動風機的電動機的轉速是不可調節(jié)的，因此造成大量的調節(jié)損失和電量的浪費?；谶@種情況，我公司采用變頻技術控制鍋爐的風機系統，極大地改善了工藝操作人員工作條件，改善了風機設備的起動性能，實現了無級調速，而且節(jié)約了35%左右的電能，從而達到節(jié)能降耗、減少設備噪聲的污染。衛(wèi)能能源節(jié)能環(huán)保公司有效的整合集成國內外先進適用的節(jié)能環(huán)保技術，為高耗能工業(yè)的大型節(jié)能項目提供從節(jié)能診斷、評估、設計，到融資、改造、運行、管理 “一條龍”式的節(jié)能環(huán)保綜合解決方案，通過合同能源管理服務（EMC）等方式，幫助企業(yè)開展節(jié)能改造、提高能效水平。成功開發(fā)出很多實用的節(jié)能技術。為建材、冶金、化工、醫(yī)藥等多個行業(yè)的工業(yè)企業(yè)實施了一批節(jié)能投資項目。我公司是國家發(fā)改委、工信部、財政部、國家稅務總局“合同能源管理“備案單位?？上硎車叶囗椆?jié)能補貼政策。一、客戶現狀丹陽中超化工有限公司是1999年6月創(chuàng)建的中澳合資企業(yè)，具有20000t/a對、鄰氯甲苯生產能力，占國內總量的1/4，位居亞洲第一，僅次于德國拜耳公司居世界第二位。近年來又相繼開發(fā)了對、鄰氯甲苯的下游衍生系列產品：3000t/a鄰氯苯甲醛、鄰氯氯芐，3000t/a對氯苯甲醛、對氯氯芐，1500t/a2，4二氯甲苯等，另有副產鹽酸（31）30000t/a。2008年，采用國內最先進的技術建成了25000t/a順丁烯二酸酐（含富馬酸）項目，大大改善了公司的產品結構，提高了企業(yè)的競爭能力。 公司走科技興企之路、以科技創(chuàng)新求發(fā)展，2008年度被評定為“江蘇省高新技術企業(yè)”，主產品對氯甲苯獲“江蘇省高新技術產品”稱號。 公司地處京杭大運河東岸，東臨滬寧鐵路和滬寧高速公路，并與312國道相鄰，距常州機場20公里，南京祿口國際機場80公里，離鎮(zhèn)江大港萬噸級港口30公里，交通十分便捷。這次主要對貴公司的鍋爐風機系統做節(jié)能改造。60司。特性：閥門的開啟度與壓力有很大關系。5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555551.1丹陽中超化工風機運行及能耗狀況如下：1）、風機系統：電機功率1000KW電壓10000V風門開啟度63%電機數量1實際運行臺數1啟動方式液阻啟動年實際運行時間每年運行330天，每天運行24小時計算全年：全年運行7920小時/年表一2）、風機年耗電量如下表：名稱風機數量電機總功率（KW）10001實際運行電流(A)6262每年運行時間（小時）79207920每年設計總消耗電量(kWh)79200007920000實際運行功率功率P=3電流I電壓U功率因數cos每年實際總消耗電量(kWh)112483008112483008表二二、鍋爐風機系統能耗狀況分析如下：2.1.系統能耗狀況原理簡述通常在工業(yè)生產、產品加工制造業(yè)中風機設備主要用于鍋爐燃燒系統、烘干系統、冷卻系統、通風系統等場合，根據生產需要對爐膛壓力、風速、風量、溫度等指標進行控制和調節(jié)以適應工藝要求和運行工況。而最常用的控制手段則是調節(jié)風門、擋板開度的大小來調整受控對象。這樣，不論生產的需求大小，風機都要全速運轉，而運行工況的變化則使得能量以風門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產過程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費和設備損耗。從而導致生產成本增加，設備使用壽命縮短，設備維護、維修費用高居不下。風機類設備多數采用異步電動機直接驅動的方式運行，存在啟動電流大、機械沖擊、電氣保護特性差等缺點。不僅影響設備使用壽命，而且當負載出現機械故障時不能瞬間動作保護設備，時常出現風機損壞同時電機也被燒毀的現象。近年來，出于節(jié)能的迫切需要和對產品質量不斷提高的要求，采用變頻器易操作、免維護、控制精度高，并可以實現高功能化等特點；因而采用變頻器驅動的方案開始逐步取代風門、擋板、閥門的控制方案。三、改造后節(jié)能收益分析上海衛(wèi)能能能源公司的產品節(jié)電率在10%-60%之間，節(jié)電率按平均10%計算，（每度電按0.60元計算）風機每年電費（見表二）：112483008KW/h0.60元 =67489804元每年節(jié)約電費：67489804 元10% =6748980元1. 運行時間為實際使用的電機每年總的運行時間，單位為小時 2消耗電費 = 消耗電量 當地的每度電費0.60元/kWh3節(jié)約電費 = 消耗電費 總節(jié)約率10%由以上數據可知，每臺風機系統每年消耗的電費約為6700萬元左右，每年節(jié)約的電費約為670萬元左右節(jié)能效果明顯，經濟效益可觀。四、改造方案 通常工業(yè)鍋爐上的風機都是電機以定速運轉，再通過改變風機入口的檔板開度來調節(jié)風量。而風機的最大特點是負載轉矩與轉速的平方成正比，而軸功率與轉速的立方成正比，因此如將電機的定速運轉改為根據需要的流量來調節(jié)電機的轉速就可節(jié)約大量的電能。要提高風機電動機的工作效率、節(jié)約電能。一是可在風機電動機上裝上調速裝置。根據工作的情況調節(jié)調速器裝置的速度可以滿足工作狀況的要求。二是用變頻器對風機進行改造，不必對原系統進行大改動,增加一變頻器柜，電氣控制系統在1#、2#鍋爐風機原電氣控制系統基礎上進行改造，拆除原進線交流接觸器，增加中間繼電器，其它部分均不變。因為變頻器在風機改造方面得到廣泛的應用，改造后，可根據工藝狀況需要而調節(jié)變頻器的輸出頻率，以滿足工藝要求。當工藝狀況需要時，讓電動機高速運行以達到工藝要求；當工藝狀況允許時，使電動機低速運轉節(jié)約電能。我們的改造方案是在原有系統不大改動的情況下增加變頻柜來對貴公司的鍋爐風機系統進行節(jié)能改造，一次、二次及引風機改造一樣具體見下圖。五.詳細介紹： 5.1、節(jié)能分析鍋爐風機電機在沒有實現調速控制之前，一般采用“降壓起動”，并且正常運行后，電動機全壓、全速運行，而風機風量的大小則通過風門來調節(jié)。一般情況下，風門的開度為50%80%，電機只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。ZNR風機節(jié)能系統調速技術的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系：n=60f（1-s）/p，（式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。ZNR風機節(jié)能系統就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術，電力電子、微電腦控制等技術于一身的綜合性電氣產品。利用ZNR風機節(jié)能系統調速技術，ZNR風機節(jié)能系統很好的解決了風機根據工況而直接控制風量的大小而滿足工況的要求, ZNR風機節(jié)能系統是無級調速的，用ZNR風機節(jié)能系統改造風機，具有以下特點：（1）起動停止平衡，無級調速，調速范圍大；（2）工作可靠，能長期穩(wěn)定運行；（3）操作簡便，維護量??；（4）輸出特性可滿足風機性能要求；（5）節(jié)能效果顯著。根據風機的流量變化與轉速成正比，壓力變化與轉速成正比，而功率變化與轉速變化立方成正比。因此，當風機轉速降低時，風量減少。電機功率成立方比下降。ZNR風機節(jié)能系統是基于變頻技術高于變頻技術的結合設備運行狀況，負載情況優(yōu)化運行的系統，系統內有負載檢察和跟蹤功能，可根據負載變化，輸出適當的功率，比變頻器更節(jié)能，變頻是通過改變運行頻率進而改變轉速節(jié)能，而ZNR風機節(jié)能系統是在變頻技術的基礎上增加力矩匹配技術，既在不改變轉速的情況下，也可以節(jié)能，與純變頻器是不同的。下圖為三種運行方式節(jié)能效果比較圖：三種運行方式節(jié)能效果比較圖圖一5.2、節(jié)電原理 風機是將電動機的軸功率轉變?yōu)榱髁康脑O備。過去很少采用轉速控制的方法，多是由鼠籠式異步電機拖動進行恒速運轉，當需要改變流量時，調節(jié)節(jié)流閥和擋板，這種方法雖然控制簡單，但節(jié)能較差，不經濟，動態(tài)跟蹤性能也很差。ZNR風機節(jié)能系統是相對于擋板調節(jié)而言，采用ZNR風機節(jié)能系統后，將擋板全開，通過改變電機電源頻率的方法來改變電機轉速。由流體力學可知，流量q與轉速n的一次方成正比，風壓h與轉速n的平方成正比，功率p與轉速n的立方成正比，即：q=qe（n/ne），h=he（n/ne）2，p=pe（n/ne）3，式中，qe為風機的額定流量，he為風機的額定壓力，pe為風機的額定功率，ne為風機的額定轉速。由上面的公式可知，調節(jié)風機流量時，可通過轉速進行調節(jié)，此時風機軸輸出功率與轉速的立方成正比。根據風機系統特性曲線如圖2加以分析。圖二風機系統特性曲線假定風機最佳效率工作點是a點，當需減少風機的供風量時，采用傳統的風門調節(jié)方式，增加系統阻力來滿足要求，使風機工作點由a點轉移到b點。這種方法不但不能節(jié)能，反而會加快風機的效率損耗，同時低效運行會引起較高的空氣和結構振動，產生噪聲及有損設備。采用變頻調速技術后，通過變頻調速，降低異步電機的轉速，使系統重新達到平衡，工作點由a點轉移到c點。從c點可看出，電機轉速雖然降低了，但對風機效率影響不大。根據上述原理，當風機流量在較大范圍內發(fā)生變化時，采用變頻調速對風機轉速加以控制，將會取得非常顯著的節(jié)能效果。風機流量、轉速、軸功率及電源頻率關系如圖三所示。圖三 眾所周知，在通風的實際應用當中，風機功率是根據最大容量來選擇的，但是在使用中，流量又需根據各種不同情況的變化而進行調節(jié)，通常都是使用檔板進行調節(jié)，這時，大量的電能損失耗費在檔板上。如果采用節(jié)電器技術對其進行節(jié)電改造，可節(jié)約大量的能量，由流體力學原理可知：流量與轉速的一次方成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的三次方成正比。一般情況下，在設備配置時，電機功率都大于風機軸功率，本身就存在很大的浪費，ZNR-風機專用節(jié)電器還有一個突出的特點就是在不改變風機轉速的情況下，采用獨有的節(jié)電技術，可節(jié)能2045，大幅度的提高風機的運行效率。5.3、適用范圍ZNR-風機節(jié)電系統可對380V、3000V、6000V、10000V高壓風機進行節(jié)電改造，節(jié)電率1070%（與實際工況有關）。 六本系統的顯著特點 1.采用先進的變頻智能控制系統,根據風機組和外界流量需要的變化對系統循環(huán)狀況自動進行動態(tài)調整，改變了常規(guī)依靠人工控制模式，從而大大減輕操作者的勞動強度和提高了節(jié)能效果； 2.采用壓力變送反饋設計, “模糊邏輯”控制原理確保節(jié)能效果在20%-70%（根據系統工況）； 3.實現軟啟動，根據末端風量需要,指令電動機自動運行,啟動電流小于滿載電流(一般的啟動電流是正常使用下電流的57倍),從而減小了對電網的沖擊； 4.改變電機滿負荷工作狀況,降低噪聲,減少設備故障和磨損,從而延長設備的使用壽命； 5.方便的市電、節(jié)電旋鈕切換，保留了原控制系統模式，當節(jié)能裝置需要檢修時，方便地切換到原控制系統運行模式。（如有備用泵不需市電切換） 6.使系統循環(huán)水的熱交換達到最大，從而達到整個系統最優(yōu)化。七、合作方式：7.1.一次性付款方式：一次性付款方式是合同采購模式，具體是指， 合同簽訂后，預付30%， 設備安裝檢測合格后，支付