變頻調(diào)速節(jié)能改造方案的經(jīng)濟(jì)性評價和比較

1、靶變頻調(diào)速節(jié)能改疤造方案的經(jīng)濟(jì)性疤評價和比較啊摘 要：白 本文詳細(xì)介紹吧了變頻調(diào)速節(jié)能罷改造方案的經(jīng)濟(jì)佰性評價方法。靜柏態(tài)分析法包括投隘資回收期法、抵跋償年限法和年計吧算費(fèi)用法；動態(tài)俺分析法則包括凈頒現(xiàn)值法、內(nèi)部回皚收率法、總費(fèi)用斑現(xiàn)值法和最小年扒費(fèi)用法。疤關(guān)鍵詞：阿靜態(tài)分析法，動奧態(tài)分析法，投資矮回收期，總費(fèi)用皚現(xiàn)值。 1、前言 傲每一個變頻調(diào)速八節(jié)能改造項(xiàng)目，襖在實(shí)施前都要進(jìn)盎行全面深入的可八行性研究，可行昂性研究一般包括罷以下內(nèi)容：把首先，生產(chǎn)工藝半是否需要調(diào)速？捌是否允許調(diào)速？跋要改造的生產(chǎn)設(shè)捌備原來采用什么愛調(diào)節(jié)方式？變頻鞍調(diào)速改造后的節(jié)吧能效果又如何？捌其次，調(diào)速裝置安和調(diào)速系統(tǒng)的

2、可八靠性是首要的前耙提，因?yàn)樗P(guān)系艾到生產(chǎn)設(shè)備的安哀全可靠運(yùn)行?？砂瓤啃詥栴}不僅體絆現(xiàn)在調(diào)速裝置本凹身，同時也體現(xiàn)襖在調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)皚計，以及備用手斑段和切換方式等罷方面。般還有調(diào)速系統(tǒng)技柏術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性氨，包括調(diào)速范圍捌、穩(wěn)速精度，動按態(tài)響應(yīng)速度，設(shè)挨備的運(yùn)行效率，按輸入功率因數(shù)，班輸出轉(zhuǎn)矩脈動，矮以及輸入輸出諧敗波，對電動機(jī)絕唉緣的影響，對電伴網(wǎng)電壓的適應(yīng)性伴，冗余設(shè)計和易巴維護(hù)性等指標(biāo)。罷最后，一個技術(shù)皚方案的可行性，扳不但要從技術(shù)觀罷點(diǎn)評價，還必須巴用經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)評價澳，只有那些技術(shù)板上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上艾合理的方案才能翱在實(shí)際中得到應(yīng)靶用和推廣。譬如安一個泵或風(fēng)機(jī)系笆統(tǒng)的節(jié)能方案，埃雖然它在技術(shù)

3、上霸是先進(jìn)的，節(jié)電盎效果也很顯著，八但若初投資太高哀，在當(dāng)時當(dāng)?shù)氐陌丫唧w條件下，經(jīng)俺濟(jì)上不合理，那跋么這個技術(shù)方案愛就不宜采用。所靶以，在考慮和選拔擇泵或風(fēng)機(jī)系統(tǒng)傲的節(jié)能技術(shù)方案艾時，需要通過經(jīng)擺濟(jì)性的評價或比壩較，確定或選用翱技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)把濟(jì)上合理的最佳靶方案。艾進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評價般或比較時，根據(jù)爸是否考慮資金的藹時間因素，把分礙析比較方法區(qū)分骯為靜 態(tài)分析法版和動態(tài)分析法兩扒類。柏靜態(tài)分析法不考埃慮資金的時間價按值，但資金的時阿間價值是客觀存骯在的，它表現(xiàn)為稗資金隨時間的增版值能力，其實(shí)質(zhì)翱就是利率。靜態(tài)拜分析法不考慮時扮間價值，這就影隘響到對各方案評敗價的正確性。靜敖態(tài)分析法的優(yōu)點(diǎn)安是簡單

4、易行，常敗用于時間因素對跋投資和效益影響爸較小的工程項(xiàng)目搬，在小型的泵與襖通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的選柏型設(shè)計和節(jié)能技礙術(shù)改造方案的確暗定或比較時，仍捌可采用靜態(tài)分析藹比較方法。礙動態(tài)分析法考慮白資金的時間價值熬，它在進(jìn)行方案皚的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析伴時，對在方案實(shí)班施全過程中有關(guān)疤的所有的資金款笆項(xiàng)，如各年的投胺資、費(fèi)用及收入澳等款項(xiàng)，都應(yīng)考扳慮其時間價值。背具體的做法是：隘按資金的時間價頒值規(guī)律把資金和傲效益折算到同一邦基準(zhǔn)年，然后再癌計算各項(xiàng)指標(biāo)，案評價或比較各方邦案的經(jīng)濟(jì)性。在癌理論上，基準(zhǔn)年叭可以任意選定。拜但為了方便計算案，通常取項(xiàng)目完吧工年（開始運(yùn)行半投產(chǎn)年）或使用跋壽命的末年（運(yùn)伴行生產(chǎn)的最末年柏）

5、作為基準(zhǔn)年。扳顯然，動態(tài)分析礙法比靜態(tài)分析法半更符合實(shí)際情況笆，更加合理，但阿用動態(tài)分析法比懊靜態(tài)分析法要復(fù)板雜一些。因此，擺對于一些中、大敗型項(xiàng)目，應(yīng)采用背動態(tài)分析法。白2 靜態(tài)分析法佰 阿工礦企業(yè)對技術(shù)稗方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性熬評價或比較時，皚常用的靜態(tài)分析皚法有投資回收期耙法，靜態(tài)差額投捌資回收期法及年啊計算費(fèi)用法等。凹（1）投資回收絆期法。投資回收擺期是以節(jié)能投資隘項(xiàng)目的全部凈收氨益抵償全部投資胺所需的時間pt疤表示，即澳p皚t哀（Ci-Co邦）襖t稗=0 （3-1巴0）隘r=1叭式中（C邦i扒-背C翱o奧）拌t翱第t年現(xiàn)金唉流入量C百i八與現(xiàn)金流出量C鞍o伴）之差（萬元）愛；氨p哀t伴投資回

6、收期罷（年）。板投資回收期法適吧用于節(jié)能項(xiàng)目投癌資的經(jīng)濟(jì)性評價敖。當(dāng)投資回收期按pt小于基準(zhǔn)投佰資回收期pc時斑，即p啊t阿p拌c艾時，認(rèn)為項(xiàng)目可稗以接受。盎（2）靜態(tài)差額癌投資回收期法。氨又稱抵償年限法柏，追加投資償還疤年限法。它被定骯義為：對比方案愛投資差額與年運(yùn)八行成本節(jié)約額之艾比。即：板式中 Pa板靜態(tài)差額投資回哀收期（年）；皚I1第二方奧案和第一方案的半總投資（萬元）唉，且I疤2捌I背1安C拜1擺、c版2拜、方案一和版方案二的年運(yùn)行挨費(fèi)用（年成本費(fèi)胺用），萬元/年罷，且c八1八c案2拜當(dāng)PaPc（捌基準(zhǔn)投資回收期礙），則說明方案矮二所增加的投資扒可以在規(guī)定的抵暗償年限內(nèi)償還，芭故方案

7、二優(yōu)于方霸案一。目前我國氨對基準(zhǔn)投資回收案期Pc尚未作統(tǒng)爸一規(guī)定，故Pc襖值有取3年的、敗5年的、7年的胺。但Pc取5年背左右為宜。奧抵償年限法適用柏于兩個方案間的鞍比較。若比較的懊方案數(shù)目大于兩盎個時，不但計算敖較繁雜，有時還皚會得出相互矛盾安的結(jié)果。如現(xiàn)有癌三個方案，它們傲的總投資和年運(yùn)霸行費(fèi)用分別為：邦I(lǐng)皚1柏5萬元，I鞍2瓣6萬元，I襖3挨10萬元；c板1伴3.75萬元辦年，c扒2瓣2.75萬元般年，c皚3盎2萬元年。岸取規(guī)定值Pc為拜5年，比較上述安三個方案的優(yōu)劣八。先取方案一作襖為基礎(chǔ)方案，由矮式（3-11）版計算出：方案二襖追加的投資將于熬一年內(nèi)償還，即伴Pa =1；方傲案三追加

8、的投資疤則需在三年內(nèi)償傲還，即Pa=3凹。因此方案二似笆優(yōu)于方案三。但盎若取方案二作為拌基礎(chǔ)方案，和方熬案三比較，則由擺式（3-11）藹得出：方案三追背加的投資可在五瓣年內(nèi)償還，即P岸a=5Pc=哀7，即方案三優(yōu)辦于方案二，這個瓣結(jié)論是與以方案頒一為基礎(chǔ)方案的岸比較結(jié)果相矛盾按的，因此，可以斑設(shè)想，若有更多把個方案，輪流以靶每個方案為基礎(chǔ)背方案進(jìn)行比較，敗那就可能產(chǎn)生更柏多個相互矛盾，耙更不易分清各個巴方案的優(yōu)劣。霸（3）（靜態(tài)的吧）年計算費(fèi)用法頒，設(shè)各方案在基傲準(zhǔn)投資回收期P笆c內(nèi)的總費(fèi)用以擺G表示，I為襖總投資，c為年般運(yùn)行費(fèi)用，則熬將上式除以Pc奧，得在規(guī)定的抵懊償年限內(nèi)，各方版案每年的

9、平均計阿算費(fèi)用，以G表罷示，則得：藹在靜態(tài)分析法中唉，靜態(tài)的年計算俺費(fèi)用法可用于多霸個方案的比較，罷G最小的為最經(jīng)背濟(jì)方案。拌例3-1 比較罷下述三個方案的背優(yōu)劣，它們的總奧投資和年運(yùn)行費(fèi)背用分別為：I1捌=5萬元，I2扮=6萬元，I3骯=10萬元；c罷1=3.75萬百元/年，c2=扒2.75萬元/礙年，c3=2萬熬元/年。取Pc捌=7年。把解：3 動態(tài)分析法岸用動態(tài)分析法進(jìn)絆行經(jīng)濟(jì)比較時，扮要考慮到資金的扒時間價值規(guī)律，頒故現(xiàn)在的投資或白效益（即現(xiàn)值）絆和其將來值是不稗相等的。若設(shè)現(xiàn)辦在的投資或效益奧（即現(xiàn)值）為 挨PV元，投資年白利率（貸款年利唉率）為i（%）邦，按復(fù)利計算，吧則t年末的將

10、來艾值F按下式計算笆：阿例如，10萬元傲的投資現(xiàn)值，若隘年利率i=8%頒，按復(fù)利計算，昂則由式（3-1皚3）算出其10暗年末的將來值為凹 215900氨元；30年末的安將來值為100敖6300元。爸反之，要把將來佰值折算成現(xiàn)值（般即折現(xiàn)），或者板說把將來發(fā)生的背一切經(jīng)濟(jì)活動拿八到現(xiàn)在來考慮。按即折現(xiàn)計算，把叭t年末的將來值笆折算成現(xiàn)值PV敗，其計算為式（邦3-13）的逆百運(yùn)算，即氨例如，若年利率背i=8%，則由邦式（3-14）扮求得10年末的阿100000元跋折成現(xiàn)值為46昂300元，而3按0年末的100半000元只相當(dāng)翱于現(xiàn)在的994埃0元。阿用動態(tài)分析法進(jìn)隘行經(jīng)濟(jì)分析比較艾時，常引用現(xiàn)值佰

11、系數(shù)f這一概念埃，f的定義是：柏從1到半t年，每年1元扮錢的現(xiàn)值的相加把總和值，即靶為簡化上式，將敗式（3-15）骯兩邊均乘以（1頒 i）得跋將式（3-15凹）與式（3-1敗6）兩式相減，疤并整理得：骯現(xiàn)值系數(shù)f又稱愛現(xiàn)值因子或償還氨因子。鞍工礦企業(yè)對節(jié)能版改造等方面的技懊術(shù)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)唉性評價或比較時爸，常用的動態(tài)分埃析法有：凈現(xiàn)值絆法、內(nèi)部回收率胺法、總費(fèi)用現(xiàn)值絆法及最小年費(fèi)用壩法。擺（1）凈現(xiàn)值法霸。凈現(xiàn)值是指節(jié)擺電投資項(xiàng)目等技按術(shù)方案在計算期叭m n（建設(shè)期疤年限m與經(jīng)濟(jì)使巴用期年限n之和壩）年內(nèi)發(fā)生的全矮部收入與支出的絆差值，按一個預(yù)案定的利率i逐年哀分別折現(xiàn)為項(xiàng)目癌開始年的現(xiàn)值（拔

12、稱凈現(xiàn)值NPV翱），即胺式中 NPV板凈現(xiàn)值，萬元愛；頒m n計算俺期（建設(shè)期m與傲經(jīng)濟(jì)使用期n之安和），年；叭i年利率或扳折現(xiàn)率，%；斑（c哀i扮-c俺o矮）t第t年骯的現(xiàn)金流入量C伴i骯與現(xiàn)金流出量c斑o岸之差，萬元。耙當(dāng)凈現(xiàn)值NPV癌0時，說明收拔入大于支出，經(jīng)鞍濟(jì)效果好。此技捌術(shù)方案可取，凈佰現(xiàn)值法適用于節(jié)捌電項(xiàng)目投資的經(jīng)盎濟(jì)評價。芭（2）內(nèi)部回收半率法（又稱內(nèi)部隘利潤法或內(nèi)部收胺益率法）。內(nèi)部壩回收率是指節(jié)電案投資項(xiàng)目在計算瓣期m n（建設(shè)懊期m與經(jīng)濟(jì)使用斑期n之和）年內(nèi)疤凈現(xiàn)值NPV等襖于零時的內(nèi)部回岸收率（內(nèi)部利潤艾率或內(nèi)部收益率盎）IRR的值，艾即：瓣式中 IRR俺內(nèi)部回收率，

13、澳%。敖以IRR值與規(guī)扒定的年利率或折疤現(xiàn)率i相比較，傲若IRRi，白該項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上骯是合理的，在多扒個方案比較時，壩IRR值越大的哀方案越優(yōu)。捌（3）總費(fèi)用現(xiàn)板值法?？傎M(fèi)用現(xiàn)百值是指將設(shè)備的?？偼顿Y和設(shè)備經(jīng)擺濟(jì)使用期的運(yùn)行邦費(fèi)用均按照資金擺的時間價值規(guī)律芭折算到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行襖期第一年的總費(fèi)皚用PV把T擺，當(dāng)多個方案比頒較時，總費(fèi)用現(xiàn)白值PV壩T爸最小者為最可取百的方案。即皚上三式中 Iz礙折算到運(yùn)行翱第一年的設(shè)備總骯投資，萬元；敗m施工年限般，a；罷I愛t瓣第t年的設(shè)頒備投資，萬元；白C版pv昂運(yùn)行費(fèi)用（拌包括運(yùn)行耗電電絆費(fèi)、維修費(fèi)和管拌理費(fèi)等）的現(xiàn)值疤，萬元；白C翱t骯第t年的年辦運(yùn)行費(fèi)，萬元

14、；拜t從工程開癌工算起的年限，扒年；襖t從工程開擺工到部分投產(chǎn)的邦年限，年;暗n經(jīng)濟(jì)運(yùn)行罷期（全壽命），鞍年。邦對于泵與風(fēng)機(jī)的頒節(jié)能項(xiàng)目，多數(shù)暗是當(dāng)年施工，當(dāng)稗年完工，當(dāng)年投澳產(chǎn)，在這種情況耙下，式（3熬-20a俺）可寫為I敗z耙=I懊t壩=I。同時，若奧在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行期內(nèi)拔每年的運(yùn)行費(fèi)用艾是等額的，且均礙等于c，則式（熬3-20b）可胺簡化為c扒pv鞍=cf，但這時哀由式（3-17暗）求f時，式中阿的t應(yīng)以經(jīng)濟(jì)運(yùn)邦行期n代替。在熬上述兩種情況下八，式（3-20稗）可改寫為敗PV八T吧=I cf （捌3-21）皚式中符號的意義搬與式（3-12敖）及式（3-1奧7）相同。般例3-2 試用挨總費(fèi)用現(xiàn)值

15、法比柏較例3-1三個隘方案的優(yōu)劣。設(shè)芭項(xiàng)目當(dāng)年完工并癌投產(chǎn)，且每年的壩運(yùn)行費(fèi)均為等值辦，并設(shè)年利率為襖8%，設(shè)備經(jīng)濟(jì)案運(yùn)行期為：i=盎20年。骯解 由式（3-版17）求該使用按條件下的f為百再由式（3-1跋2）計算可得：爸結(jié)論是PVT3傲PVT2P俺VT1，故第三靶方案最經(jīng)濟(jì)，第敖二方案次之，第爸一方案最差。這辦結(jié)論與例3-1癌靜態(tài)年計算費(fèi)用皚法的結(jié)論相同。絆（4）最小年費(fèi)艾用法。最小年費(fèi)靶用法是把節(jié)電投扒資項(xiàng)目等的技術(shù)暗方案從開始施工矮到施工結(jié)束年的愛所有投資，用規(guī)翱定的年利率折算芭到基準(zhǔn)年（通常八指項(xiàng)目完工年）霸，然后把它平均芭分?jǐn)偟巾?xiàng)目經(jīng)濟(jì)爸運(yùn)行期的每一年唉；再和年運(yùn)行費(fèi)按用相加，稱為年

16、藹費(fèi)用。各方案相白比較，年費(fèi)用最霸小的為最經(jīng)濟(jì)方捌案，故稱此法為罷最小年費(fèi)用法。拜最小年費(fèi)用法的霸計算公式可由總案費(fèi)用現(xiàn)值法各項(xiàng)俺除以現(xiàn)值系數(shù)f八得出，即由式（版3-20）除以胺式（3-17）礙得瓣式中 NF一耙年費(fèi)用；其余符白號的意義見式（跋3-20）疤對于當(dāng)年施工、扒當(dāng)年完工并投產(chǎn)胺的項(xiàng)目，IZ=熬I；若在經(jīng)濟(jì)運(yùn)埃行期內(nèi)每年的運(yùn)癌行費(fèi)均相等，則爸CPV=cf 靶，在上述情況下佰，式（3-22熬）可改寫為：啊顯然，最小年費(fèi)頒用法和總費(fèi)用現(xiàn)罷值法在實(shí)質(zhì)上是扮一致的，因此，爸不論采用哪一種般方法，計算的結(jié)班論應(yīng)該是相同的扒。班例3-3 對本敗章第二節(jié)中提到半的一個實(shí)例：江襖蘇徐州某電廠的拜一臺5

17、50kW按/6kV水源加癌壓水泵的變頻調(diào)頒速節(jié)能改造項(xiàng)目哎進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評價翱。設(shè)該項(xiàng)目為當(dāng)安年完工并投產(chǎn)，傲且每年的運(yùn)行費(fèi)把用均為等值，i跋=8%，t=1埃5年。壩解：設(shè)水泵定速襖運(yùn)行時消耗功率扳為500kW，哎每年運(yùn)行600凹0小時，電價為耙0.50元/度靶。則定速運(yùn)行時般每年耗電為30耙0萬度，電費(fèi)為挨150萬元；若拔6kV變頻系統(tǒng)埃，初投資為15礙0萬元，節(jié)電率骯為30%，則年板節(jié)電90萬度，捌節(jié)電效益45萬懊元，年運(yùn)行費(fèi)用邦為105萬元；澳660V變頻系癌統(tǒng)初投資為90昂萬元，節(jié)電率為哎20%，則年節(jié)暗電60萬度，節(jié)按電效益30萬元岸，年運(yùn)行費(fèi)用為安120萬元。藹采用投資回收期澳法：愛6kV變頻系統(tǒng)芭：150萬元岸45萬元=3.疤33（年）挨660V變頻系啊統(tǒng)：90萬元邦30萬元=3（敗年）艾顯然660V方岸案優(yōu)于6kV方斑案。瓣采用總費(fèi)用現(xiàn)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絆=150 10吧58.56=巴1048.8（爸萬元）白660V方案：礙PVT2=I壩2 C挨2f把=903 12礙08.56=邦1147.2（盎萬元）矮則6kV方案優(yōu)疤于660V方案叭。 4結(jié)論斑一個變頻調(diào)速節(jié)挨能改造方案的可芭行性研究，除了班技術(shù)上的先進(jìn)性哀和可靠性之外，安