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)電技術改造方案 PAGEREF _Toc328661170 h 4 HYPERLINK l _Toc328661171 3.3改造后設備運行特性 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)濟效益分析與財務評價 PAGEREF _Toc328661181 h 14 HYPERLINK l _Toc328661182 8結論與建議 PAGEREF _Toc328661182 h 15 HYPERLINK l _Toc328661183 附表一 PAGEREF

6、 _Toc328661183 h 161 總論1.1工程概括 建設工程名稱、性質及建設地點建設工程名稱：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)電技術改造工程；建設單位：瀏陽七寶山湖南博隆礦業(yè)開發(fā)；法人代表： ；工程性質：技改工程；建設地點：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)濟技術指標表1-1 工程主要經(jīng)濟技術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)的主要用能設備有球磨機、破碎機、浮選機、水泵以及其他用電設備，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備共114臺，裝機容量2681kW。大局部設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)電技術改造方案改造方案簡述改造前電機的流量的調節(jié)均通過手動進行調節(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，用來調節(jié)各時段對應的電動機轉速來滿足不同的生產(chǎn)要求，從而到達節(jié)能效果。為了保證水泵風機等設備運行的可靠性，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備為平方轉矩負載，軸功率與轉速成立方關系，所以當水泵轉速下降時，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，加裝變頻后，提高了破碎機的生產(chǎn)率、提高了設備自動化的程度、延長了設備正常工作的時間，而當設備采用閉環(huán)控制時，相對節(jié)電率大些。變頻節(jié)電技術原理從流體力學的原理得知，使用感應電動機驅動的水泵負載、軸功率P與流量Q，揚程H的關系為；。當電動機的轉速由變化

10、到時，Q、P、H與轉速的關系如下： ，由以上三個關系式可以看出，Q和電機的轉速n成正比，而所需的軸功率與轉速的立方成正比。變頻器通過調節(jié)水泵電機的頻率，進而調節(jié)水泵電機的轉速，例如當需要80%的額定流量時，通過調節(jié)電機的轉速至額定轉速的80%，即調節(jié)頻率到40HZ即可，此時所需功率僅為原來的51.2%。考慮減速后效率下降和調速裝置的附加損耗，通過實踐統(tǒng)計，電機通過調速控制科節(jié)能20%-50%，有些電機負載節(jié)能比例達60%以上。變頻調速主要技術特點1動態(tài)調整迅速適應負載變動，供應最大效率電壓。變頻器在軟件上設有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備的大慣量的轉速沖擊，延長了設備的使用壽命。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速，取代擋板和閥門調節(jié)，減少了截流損失，延長了設備維護周期和設備的使用壽命，有利于改善水泵和電機的動力學流動特性，經(jīng)過改造后的水泵具有可控性增強、設備運行穩(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)電技術經(jīng)濟效益計算與評價方法GB/T 13471-2021企業(yè)提供的相關根底資料

13、4.2工程概括本工程為電機變頻節(jié)電技術改造工程，經(jīng)現(xiàn)場調研，擬對其中19臺電機進行變頻節(jié)電技術改造，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臺電機設備進行變頻節(jié)電技術改造，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)電計算風機、水泵類節(jié)能計算 假設電動機的效率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、風機軸功率P： P= KpQH/b P軸功率、Q流量、H壓力、b風機水泵效率年運行時間為：7200小時水泵、風機的運行模式為：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變閥調節(jié)控制流量時假設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假設電費以1元/kWh計算，年耗電本錢為:30524401= 3052440元2變頻調節(jié)控制流量時假設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變頻調節(jié)控制負載時假設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 =