水泵電機變頻技能改造方案

1、方案編號： OJNY-G1-002XX礦業(yè)水泵電機變頻技能改造方案審 定： 編 寫： XX能源科技二一二年六月二十八日目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc328661161 1 總論 PAGEREF _Toc328661161 h 1 HYPERLINK l _Toc328661162 1.1工程由來 PAGEREF _Toc328661162 h 1 HYPERLINK l _Toc328661163 1.1工程概括 PAGEREF _Toc328661163 h 1 HYPERLINK l _Toc328661164 1.2工程主要經(jīng)濟技術(shù)指標 PAGE

2、REF _Toc328661164 h 2 HYPERLINK l _Toc328661165 2 工程承辦單位概括 PAGEREF _Toc328661165 h 3 HYPERLINK l _Toc328661166 2.1湖南博隆礦業(yè)開發(fā)概括 PAGEREF _Toc328661166 h 3 HYPERLINK l _Toc328661167 2.2公司用能概括 PAGEREF _Toc328661167 h 3 HYPERLINK l _Toc328661168 3 變頻節(jié)電技術(shù)改造實施方案 PAGEREF _Toc328661168 h 4 HYPERLINK l _Toc3286

3、61169 3.1工程工作目標 PAGEREF _Toc328661169 h 4 HYPERLINK l _Toc328661170 3.2變頻節(jié)電技術(shù)改造方案 PAGEREF _Toc328661170 h 4 HYPERLINK l _Toc328661171 3.3改造后設(shè)備運行特性 PAGEREF _Toc328661171 h 6 HYPERLINK l _Toc328661172 4節(jié)能 PAGEREF _Toc328661172 h 7 HYPERLINK l _Toc328661173 4.1計算依據(jù) PAGEREF _Toc328661173 h 7 HYPERLINK l

4、 _Toc328661174 4.2工程概括 PAGEREF _Toc328661174 h 7 HYPERLINK l _Toc328661175 4.3改造前電機耗能情況 PAGEREF _Toc328661175 h 7 HYPERLINK l _Toc328661176 4.4改造后水泵電機消耗狀況及節(jié)電量計算 PAGEREF _Toc328661176 h 8 HYPERLINK l _Toc328661177 5工程實施進度 PAGEREF _Toc328661177 h 12 HYPERLINK l _Toc328661178 5.1工程工程實施條件 PAGEREF _Toc32

5、8661178 h 12 HYPERLINK l _Toc328661179 5.2施工進度控制 PAGEREF _Toc328661179 h 12 HYPERLINK l _Toc328661180 6投資估算 PAGEREF _Toc328661180 h 13 HYPERLINK l _Toc328661181 7節(jié)電經(jīng)濟效益分析與財務(wù)評價 PAGEREF _Toc328661181 h 14 HYPERLINK l _Toc328661182 8結(jié)論與建議 PAGEREF _Toc328661182 h 15 HYPERLINK l _Toc328661183 附表一 PAGEREF

6、 _Toc328661183 h 161 總論1.1工程概括 建設(shè)工程名稱、性質(zhì)及建設(shè)地點建設(shè)工程名稱：瀏陽七寶鄉(xiāng)湖南博隆礦業(yè)開發(fā)水泵及破碎機變頻節(jié)電技術(shù)改造工程；建設(shè)單位：瀏陽七寶山湖南博隆礦業(yè)開發(fā)；法人代表： ；工程性質(zhì)：技改工程；建設(shè)地點：瀏陽七寶山湖南博隆礦業(yè)開發(fā)水泵房及選礦廠。1.2工程主要經(jīng)濟技術(shù)指標表1-1 工程主要經(jīng)濟技術(shù)指標序號工程名稱指標備注1改造前年耗電量2改造后年耗電量3年節(jié)電量4節(jié)電率5工程改造總投資6節(jié)電收益7投資回報期2 工程承辦單位概括2.1湖南博隆礦業(yè)開發(fā)概括瀏陽七寶山湖南博隆礦業(yè)開發(fā)是由博隆公司和七寶山鄉(xiāng)政府合作成立的隸屬于長沙市的未改制的國有企業(yè)。主要采用

7、地表選礦、地下采礦的采選一體的生產(chǎn)方式。目前生產(chǎn)規(guī)模為粗礦25萬噸/年，精礦10萬噸/年，年產(chǎn)值約2億元，年稅收到達3000多萬元。主要產(chǎn)品有銅、鐵、鉛、鋅、磷精礦，副產(chǎn)品有金銀等貴重金屬。2.2公司用能概括博隆礦業(yè)的主要用能設(shè)備有球磨機、破碎機、浮選機、水泵以及其他用電設(shè)備，主要消耗的能源為電能。電源現(xiàn)有用電量約為1400萬度/a，由瀏陽市供電局供電統(tǒng)一供電。水源公司采用自備的地下水抽取系統(tǒng)，廢水經(jīng)過處理后循環(huán)使用，消耗量根本不計。3 變頻節(jié)電技術(shù)改造實施方案3.1工程工作目標博隆礦業(yè)開發(fā)選礦廠現(xiàn)有水泵破碎機等電機設(shè)備共114臺，裝機容量2681kW。大局部設(shè)備都處于滿負荷運行狀態(tài)不需要進行

8、變頻節(jié)能改造。擬改造裝機容量868kW,其中顎式破碎機75kW的2臺、30kW的1臺、37kW的1臺； 中型圓錐破碎機110kW的1臺、離心泵30kW的2臺、渣漿泵55kW的2臺、75kW的2臺、膠泵18.5kW的4臺、55kW的2臺、立式渣漿泵18.5kW的2臺。設(shè)備名稱顎式破碎機中型圓錐破碎機離心泵渣漿泵立式渣漿泵膠泵數(shù)量臺2111222242功率75303711030557518.518.5553.2變頻節(jié)電技術(shù)改造方案改造方案簡述改造前電機的流量的調(diào)節(jié)均通過手動進行調(diào)節(jié)，這樣勢必造成能量損失，在實際運行中浪費大量能源，造成能耗偏高。改造方案通過選購適當容量的變頻器，配裝在破碎機與泵拖動

9、電機前，用來調(diào)節(jié)各時段對應(yīng)的電動機轉(zhuǎn)速來滿足不同的生產(chǎn)要求，從而到達節(jié)能效果。為了保證水泵風(fēng)機等設(shè)備運行的可靠性，在配置拖動電機時，都留有一定的充裕量。由于水泵電機拖動設(shè)備為平方轉(zhuǎn)矩負載，軸功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，所以當水泵轉(zhuǎn)速下降時，消耗的功率也大大下降，因此節(jié)能潛力非常大，節(jié)能效果非常明顯。破碎機是恒功率負載，具有周期波動性，節(jié)電率與波動大小有關(guān)，加裝變頻后，提高了破碎機的生產(chǎn)率、提高了設(shè)備自動化的程度、延長了設(shè)備正常工作的時間，而當設(shè)備采用閉環(huán)控制時，相對節(jié)電率大些。變頻節(jié)電技術(shù)原理從流體力學(xué)的原理得知，使用感應(yīng)電動機驅(qū)動的水泵負載、軸功率P與流量Q，揚程H的關(guān)系為；。當電動機的轉(zhuǎn)速由變化

10、到時，Q、P、H與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下： ，由以上三個關(guān)系式可以看出，Q和電機的轉(zhuǎn)速n成正比，而所需的軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。變頻器通過調(diào)節(jié)水泵電機的頻率，進而調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速，例如當需要80%的額定流量時，通過調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速的80%，即調(diào)節(jié)頻率到40HZ即可，此時所需功率僅為原來的51.2%?？紤]減速后效率下降和調(diào)速裝置的附加損耗，通過實踐統(tǒng)計，電機通過調(diào)速控制科節(jié)能20%-50%，有些電機負載節(jié)能比例達60%以上。變頻調(diào)速主要技術(shù)特點1動態(tài)調(diào)整迅速適應(yīng)負載變動，供應(yīng)最大效率電壓。變頻器在軟件上設(shè)有5000次/秒的測控輸出功能，始終保持電機的輸出高效率進行。2通過變頻自身的V/F功能

11、節(jié)能在保證電機輸出力矩的情況下，可自動調(diào)節(jié)V/F曲線。減少電機的輸出力矩，降低輸入電流，到達節(jié)能狀態(tài)3變頻自帶軟啟動在電機全壓啟動時，由于電機的啟動力矩需要，要從電網(wǎng)吸收5-7倍的電機額定電流，而大的啟動電流既浪費電力，而且對電網(wǎng)的電壓波動損害也很大，增加了線損和變損。采用軟啟動后，減少了啟動電流對電網(wǎng)的沖擊，節(jié)約了電能，也減少了啟動慣性對設(shè)備的大慣量的轉(zhuǎn)速沖擊，延長了設(shè)備的使用壽命。4提高功率因子電動機通過電磁作用而產(chǎn)生力矩。繞組由于其感抗作用。對電網(wǎng)而言，阻抗特性呈感性，電機在運行時吸收大量的無功功率，造成功率因子很低。采用變頻調(diào)速后，由于其性能已變?yōu)椋篈C-DC-AC，在整流濾波后，負載

12、特性發(fā)生了變化。變頻器對電網(wǎng)的阻抗特性呈陽性，功率因子提高，減少了無功損失。3.3改造后設(shè)備運行特性本工程改造實施后，水泵和電機啟動時可以實現(xiàn)軟啟動，使電機起動轉(zhuǎn)速平緩上升，可防止啟動電流過大對電網(wǎng)的沖擊，在實現(xiàn)了軟啟動的同時也提高了系統(tǒng)的可靠性。采用變頻器控制電機的轉(zhuǎn)速，取代擋板和閥門調(diào)節(jié)，減少了截流損失，延長了設(shè)備維護周期和設(shè)備的使用壽命，有利于改善水泵和電機的動力學(xué)流動特性，經(jīng)過改造后的水泵具有可控性增強、設(shè)備運行穩(wěn)定、節(jié)能效果顯著的優(yōu)點。4節(jié)能4.1計算依據(jù)?企業(yè)技能量計算方法?GB/T 13234-91節(jié)電技術(shù)經(jīng)濟效益計算與評價方法GB/T 13471-2021企業(yè)提供的相關(guān)根底資料

13、4.2工程概括本工程為電機變頻節(jié)電技術(shù)改造工程，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，擬對其中19臺電機進行變頻節(jié)電技術(shù)改造，總裝機容量868kW。4.3改造前電機耗能情況改造前，通過擬進行變頻節(jié)電技術(shù)改造的6臺電機的實際運行進行測試，計算可得，改造前19臺電機年耗電472.3萬kWh，詳見表4-1?改造前水泵、電機電能消耗情況表?表4-1 改造前水泵、電機電能消耗情況表序號設(shè)備名稱電機容量年運行時間年耗電量萬kWh1顎式破碎機4臺217kW7200110.92中型圓錐破碎機1臺110kW720056.23離心泵2臺60kW720033.84渣泵機4臺260kW7200146.75膠泵6臺184kW7200103.86

14、立式渣漿泵2臺37kW720020.9合計868kW7200472.34.4改造后水泵電機消耗狀況及節(jié)電量計算改造后水泵、破碎機耗能狀況本工程擬對的17臺電機設(shè)備進行變頻節(jié)電技術(shù)改造，其中顎式破碎機4臺、中型圓錐破碎機1臺、離心泵2臺、渣泵機4臺、膠泵6臺。改造前的年消耗量以實際測量數(shù)據(jù)和企業(yè)提供的根底資料為準，依據(jù)變頻改造的技術(shù)原理，可以估算出安裝變頻裝置后，擬改電機、水泵的年耗電量。改造前后電機電力消耗狀況及節(jié)電量詳見表4-2?改造前后電機電力消耗狀況及節(jié)電量表?。表4-2 改造前后電機電力消耗狀況及節(jié)電量表序號設(shè)備名稱電機容量年運行時間改造前年耗電量萬kWh改造后年耗電量萬kWh年節(jié)電量

15、萬kWh節(jié)電率%1顎式破碎機4臺217kW7200110.967.243.739.42中型圓錐破碎機1臺110kW720056.234.122.139.33離心泵2臺60kW720033.818.615.244.94渣泵機4臺260kW7200146.780.566.245.15膠泵6臺184kW7200103.857.046.845.16立式渣漿泵2臺37kW720020.911.59.445合計831kW7200472.3268.9203.443.1從上表可以看出，改造后，實施變頻節(jié)電技術(shù)改造的水泵、破碎電機共19臺，年耗電量268.9kWh，年節(jié)電量為203.4kWh，節(jié)電率為43%。水

16、泵節(jié)電計算風(fēng)機、水泵類節(jié)能計算 假設(shè)電動機的效率98% 壓變頻器的效率=97% 含變壓器 額定流量時的水泵電機 軸功力：504kW 風(fēng)機水泵特性： H=H0-(H0-1)*Q2 圖4-1 H揚程、Q流量、H0流量為0 時的揚程 水泵、風(fēng)機電機特性：流量量Q為0時，揚程H為1.4p.u(標準值，以額定值為基準)；水泵、風(fēng)機軸功率P： P= KpQH/b P軸功率、Q流量、H壓力、b風(fēng)機水泵效率年運行時間為：7200小時水泵、風(fēng)機的運行模式為：流量100%，年運行時間的20%流量70%，年運行時間的50%流量50%，年運行時間的30%1變閥調(diào)節(jié)控制流量時假設(shè)P100為100%流量的功耗，P70為7

17、0%流量的功耗，P50為50%流量的功耗P100=5410.98 = 552kWP70=5410.70.72)0.98 = 429.7kWP50=5410.50.52)0.98 = 329kW年耗電量為：55272000.2 +429.77200 0.5 +329 7200 0.3 = 3052440KWh假設(shè)電費以1元/kWh計算，年耗電本錢為:30524401= 3052440元2變頻調(diào)節(jié)控制流量時假設(shè)P100為100%流量的功耗，P70為70%流量的功耗，P50為50%流量的功耗P100 = 5410.980.97 = 569kWP70 = 5410.70.70.70.980.97 =

18、195.2kWP50 = 5410.50.50.50.980.97 = 71.1kW年耗電量為：56972000.2 + 195.272000.5 +71.172000.3=1675656KWh假設(shè)電費以1元/kWh 計算，年耗電本錢為16756561=1675656 元1年所節(jié)省的電費：3052440 - 1675656 = 1376784 元破碎機節(jié)能計算假設(shè)電動機的效率98%壓變頻器的效率=97%含變壓器破碎機總功率327kW假設(shè)P100為100%負載的功耗，P70為70%負載的功耗，P50為50%負載的功耗P100=3270.98 = 333.7kWP70=3270.70.98 = 233.6kWP50=3270.50.98 = 166.8kW年耗電量為：32772000.2 + 233.672000.5 +166.87200 0.3 = 1672128KWh1變頻調(diào)節(jié)控制負載時假設(shè)P100為100%負載的功耗，P70為70%負載的功耗，P50為50%負載的功耗P100 = 3270.980.97 = 344kWP70 =