風(fēng)機系統(tǒng)節(jié)能分析-丹陽化工.doc

丹陽中超化工有限公司鍋爐風(fēng)機系統(tǒng)節(jié)能方案 編號： WN-JS-DY-01丹陽中超化工風(fēng)機系統(tǒng)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(zhì)一、ISO9001質(zhì)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(shè)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(shè)備獲第十八屆上海優(yōu)秀發(fā)明選拔賽金獎九、中國產(chǎn)品質(zhì)量放心、售后服務(wù)滿意、誠信維權(quán)模范單位十、ZNR系列產(chǎn)品為“節(jié)能適用產(chǎn)品”十一、中國節(jié)能協(xié)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(xiàn)狀5二、鍋爐風(fēng)機系統(tǒng)能耗狀況分析如下：62.1.系統(tǒng)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(tǒng)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(guān)服務(wù)承諾12八、結(jié)束語13概述我國的經(jīng)濟快速增長，各項建設(shè)取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境代價，經(jīng)濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳；這種狀況與經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不合理、增長方式粗放直接相關(guān)。不加快調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)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(jīng)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(xiàn)經(jīng)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(jīng)濟，保護生態(tài)環(huán)境，加快建設(shè)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(jīng)濟社會發(fā)展的約束性指標(biāo)。目前風(fēng)機、水泵作為能源轉(zhuǎn)換的重要設(shè)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(jù)著重要的角色，根據(jù)生產(chǎn)負荷需求，鍋爐要隨時調(diào)整生產(chǎn)狀態(tài)，改變供熱量的多少。用戶在選配風(fēng)機時，都是根據(jù)工藝要求中出現(xiàn)的最大負荷來確定容量，所以存在“大馬拉小車”現(xiàn)象，而且鍋爐的引風(fēng)機、鼓風(fēng)機和二次風(fēng)機的風(fēng)量是通過調(diào)節(jié)風(fēng)門大小來實現(xiàn)的，而用來帶動風(fēng)機的電動機的轉(zhuǎn)速是不可調(diào)節(jié)的，因此造成大量的調(diào)節(jié)損失和電量的浪費?；谶@種情況，我公司采用變頻技術(shù)控制鍋爐的風(fēng)機系統(tǒng)，極大地改善了工藝操作人員工作條件，改善了風(fēng)機設(shè)備的起動性能，實現(xiàn)了無級調(diào)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(shè)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(nèi)外先進適用的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，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(shè)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(wù)（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(shù)。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(wù)總局“合同能源管理“備案單位。可享受國家多項節(jié)能補貼政策。一、客戶現(xiàn)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(chǎn)能力，占國內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)鹽酸（31）30000t/a。2008年，采用國內(nèi)最先進的技術(shù)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)，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(shù)企業(yè)”，主產(chǎn)品對氯甲苯獲“江蘇省高新技術(shù)產(chǎn)品”稱號。 公司地處京杭大運河?xùn)|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(fēng)機系統(tǒng)做節(jié)能改造。60司。特性：閥門的開啟度與壓力有很大關(guān)系。5555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555551.1丹陽中超化工風(fēng)機運行及能耗狀況如下：1）、風(fēng)機系統(tǒng)：電機功率1000KW電壓10000V風(fēng)門開啟度63%電機數(shù)量1實際運行臺數(shù)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(fēng)機年耗電量如下表：名稱風(fēng)機數(shù)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(shè)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(shù)cos每年實際總消耗電量(kWh)112483008112483008表二二、鍋爐風(fēng)機系統(tǒng)能耗狀況分析如下：2.1.系統(tǒng)能耗狀況原理簡述通常在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工制造業(yè)中風(fēng)機設(shè)備主要用于鍋爐燃燒系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等場合，根據(jù)生產(chǎn)需要對爐膛壓力、風(fēng)速、風(fēng)量、溫度等指標(biāo)進行控制和調(diào)節(jié)以適應(yīng)工藝要求和運行工況。而最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)風(fēng)門、擋板開度的大小來調(diào)整受控對象。這樣，不論生產(chǎn)的需求大小，風(fēng)機都要全速運轉(zhuǎn)，而運行工況的變化則使得能量以風(fēng)門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)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(shè)備損耗。從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，設(shè)備使用壽命縮短，設(shè)備維護、維修費用高居不下。風(fēng)機類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機直接驅(qū)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(shè)備使用壽命，而且當(dāng)負載出現(xiàn)機械故障時不能瞬間動作保護設(shè)備，時常出現(xiàn)風(fēng)機損壞同時電機也被燒毀的現(xiàn)象。近年來，出于節(jié)能的迫切需要和對產(chǎn)品質(zhì)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(xiàn)高功能化等特點；因而采用變頻器驅(qū)動的方案開始逐步取代風(fēng)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(chǎn)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(fēng)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(dāng)?shù)氐拿慷入娰M0.60元/kWh3節(jié)約電費 = 消耗電費 總節(jié)約率10%由以上數(shù)據(jù)可知，每臺風(fēng)機系統(tǒng)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(jīng)濟效益可觀。四、改造方案 通常工業(yè)鍋爐上的風(fēng)機都是電機以定速運轉(zhuǎn)，再通過改變風(fēng)機入口的檔板開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量。而風(fēng)機的最大特點是負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此如將電機的定速運轉(zhuǎn)改為根據(jù)需要的流量來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速就可節(jié)約大量的電能。要提高風(fēng)機電動機的工作效率、節(jié)約電能。一是可在風(fēng)機電動機上裝上調(diào)速裝置。根據(jù)工作的情況調(diào)節(jié)調(diào)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(fēng)機進行改造，不必對原系統(tǒng)進行大改動,增加一變頻器柜，電氣控制系統(tǒng)在1#、2#鍋爐風(fēng)機原電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ)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(fēng)機改造方面得到廣泛的應(yīng)用，改造后，可根據(jù)工藝狀況需要而調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，以滿足工藝要求。當(dāng)工藝狀況需要時，讓電動機高速運行以達到工藝要求；當(dāng)工藝狀況允許時，使電動機低速運轉(zhuǎn)節(jié)約電能。我們的改造方案是在原有系統(tǒng)不大改動的情況下增加變頻柜來對貴公司的鍋爐風(fēng)機系統(tǒng)進行節(jié)能改造，一次、二次及引風(fēng)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(fēng)機電機在沒有實現(xiàn)調(diào)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(fēng)機風(fēng)量的大小則通過風(fēng)門來調(diào)節(jié)。一般情況下，風(fēng)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(fēng)機節(jié)能系統(tǒng)調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60f（1-s）/p，（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù)）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。ZNR風(fēng)機節(jié)能系統(tǒng)就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。利用ZNR風(fēng)機節(jié)能系統(tǒng)調(diào)速技術(shù)，ZNR風(fēng)機節(jié)能系統(tǒng)很好的解決了風(fēng)機根據(jù)工況而直接控制風(fēng)量的大小而滿足工況的要求, ZNR風(fēng)機節(jié)能系統(tǒng)是無級調(diào)速的，用ZNR風(fēng)機節(jié)能系統(tǒng)改造風(fēng)機，具有以下特點：（1）起動停止平衡，無級調(diào)速，調(diào)速范圍大；（2）工作可靠，能長期穩(wěn)定運行；（3）操作簡便，維護量小；（4）輸出特性可滿足風(fēng)機性能要求；（5）節(jié)能效果顯著。根據(jù)風(fēng)機的流量變化與轉(zhuǎn)速成正比，壓力變化與轉(zhuǎn)速成正比，而功率變化與轉(zhuǎn)速變化立方成正比。因此，當(dāng)風(fēng)機轉(zhuǎn)速降低時，風(fēng)量減少。電機功率成立方比下降。ZNR風(fēng)機節(jié)能系統(tǒng)是基于變頻技術(shù)高于變頻技術(shù)的結(jié)合設(shè)備運行狀況，負載情況優(yōu)化運行的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)有負載檢察和跟蹤功能，可根據(jù)負載變化，輸出適當(dāng)?shù)墓β剩茸冾l器更節(jié)能，變頻是通過改變運行頻率進而改變轉(zhuǎn)速節(jié)能，而ZNR風(fēng)機節(jié)能系統(tǒng)是在變頻技術(shù)的基礎(chǔ)上增加力矩匹配技術(shù)，既在不改變轉(zhuǎn)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(fēng)機是將電動機的軸功率轉(zhuǎn)變?yōu)榱髁康脑O(shè)備。過去很少采用轉(zhuǎn)速控制的方法，多是由鼠籠式異步電機拖動進行恒速運轉(zhuǎn)，當(dāng)需要改變流量時，調(diào)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(jīng)濟，動態(tài)跟蹤性能也很差。ZNR風(fēng)機節(jié)能系統(tǒng)是相對于擋板調(diào)節(jié)而言，采用ZNR風(fēng)機節(jié)能系統(tǒng)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(zhuǎn)速。由流體力學(xué)可知，流量q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比，風(fēng)壓h與轉(zhuǎn)速n的平方成正比，功率p與轉(zhuǎn)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(fēng)機的額定流量，he為風(fēng)機的額定壓力，pe為風(fēng)機的額定功率，ne為風(fēng)機的額定轉(zhuǎn)速。由上面的公式可知，調(diào)節(jié)風(fēng)機流量時，可通過轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，此時風(fēng)機軸輸出功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。根據(jù)風(fēng)機系統(tǒng)特性曲線如圖2加以分析。圖二風(fēng)機系統(tǒng)特性曲線假定風(fēng)機最佳效率工作點是a點，當(dāng)需減少風(fēng)機的供風(fēng)量時，采用傳統(tǒng)的風(fēng)門調(diào)節(jié)方式，增加系統(tǒng)阻力來滿足要求，使風(fēng)機工作點由a點轉(zhuǎn)移到b點。這種方法不但不能節(jié)能，反而會加快風(fēng)機的效率損耗，同時低效運行會引起較高的空氣和結(jié)構(gòu)振動，產(chǎn)生噪聲及有損設(shè)備。采用變頻調(diào)速技術(shù)后，通過變頻調(diào)速，降低異步電機的轉(zhuǎn)速，使系統(tǒng)重新達到平衡，工作點由a點轉(zhuǎn)移到c點。從c點可看出，電機轉(zhuǎn)速雖然降低了，但對風(fēng)機效率影響不大。根據(jù)上述原理，當(dāng)風(fēng)機流量在較大范圍內(nèi)發(fā)生變化時，采用變頻調(diào)速對風(fēng)機轉(zhuǎn)速加以控制，將會取得非常顯著的節(jié)能效果。風(fēng)機流量、轉(zhuǎn)速、軸功率及電源頻率關(guān)系如圖三所示。圖三 眾所周知，在通風(fēng)的實際應(yīng)用當(dāng)中，風(fēng)機功率是根據(jù)最大容量來選擇的，但是在使用中，流量又需根據(jù)各種不同情況的變化而進行調(diào)節(jié)，通常都是使用檔板進行調(diào)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(shù)對其進行節(jié)電改造，可節(jié)約大量的能量，由流體力學(xué)原理可知：流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。一般情況下，在設(shè)備配置時，電機功率都大于風(fēng)機軸功率，本身就存在很大的浪費，ZNR-風(fēng)機專用節(jié)電器還有一個突出的特點就是在不改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速的情況下，采用獨有的節(jié)電技術(shù)，可節(jié)能2045，大幅度的提高風(fēng)機的運行效率。5.3、適用范圍ZNR-風(fēng)機節(jié)電系統(tǒng)可對380V、3000V、6000V、10000V高壓風(fēng)機進行節(jié)電改造，節(jié)電率1070%（與實際工況有關(guān)）。 六本系統(tǒng)的顯著特點 1.采用先進的變頻智能控制系統(tǒng),根據(jù)風(fēng)機組和外界流量需要的變化對系統(tǒng)循環(huán)狀況自動進行動態(tài)調(diào)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(shè)計, “模糊邏輯”控制原理確保節(jié)能效果在20%-70%（根據(jù)系統(tǒng)工況）； 3.實現(xiàn)軟啟動，根據(jù)末端風(fēng)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(wǎng)的沖擊； 4.改變電機滿負荷工作狀況,降低噪聲,減少設(shè)備故障和磨損,從而延長設(shè)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(tǒng)模式，當(dāng)節(jié)能裝置需要檢修時，方便地切換到原控制系統(tǒng)運行模式。（如有備用泵不需市電切換） 6.使系統(tǒng)循環(huán)水的熱交換達到最大，從而達到整個系統(tǒng)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(yù)付30%， 設(shè)備安裝檢測合格后，支付