依托EMC模式實現供水系統節能改造項目

王文超，盧立香，喬明亮，張愛平

（日照鋼鐵控股集團有限公司，山東日照 276806）

依托EMC模式實現供水系統節能改造項目

王文超，盧立香，喬明亮，張愛平

（日照鋼鐵控股集團有限公司，山東日照 276806）

日照鋼鐵有限公司依托合同能源管理模式即EMC，完成了濁環提升泵系統、濁環供水泵系統、加熱爐供水系統、車間凈環供水系統、凈環提升系統等系統的水泵和風機的高壓變頻節能技改。通過對這些項目的改造，實現了節能降耗的目標。

合同能源管理；水泵；風機；變頻；節能

1 前言

在鋼鐵行業原燃料日益匱乏、環保壓力日益增大的今天，各行各業都在積極探索、挖掘節能環保項目，尤其是在合同能源管理模式（EMC，Energy Management Contracting）政策的鼓勵與刺激下，節能環保技改如雨后春筍般立項實施，日照鋼鐵緊隨政府導向，積極配合改造尋求產業轉型，經過幾年的不懈努力，已經初見成效。

2 合同能源管理模式簡介

合同能源管理（簡稱“EMC”）是一種新型的市場化節能機制。其實質就是以減少的能源費用來支付節能項目全部成本的業務方式。這種節能投資方式允許客戶用未來的節能收益為工廠和設備升級，以降低目前的運行成本；或者節能服務公司以承諾節能項目的節能效益、或承包整體能源費用的方式為客戶提供節能服務。

能源管理合同在實施節能項目的企業（用戶）與節能服務公司之間簽訂，它有助于推動節能項目的實施。依照具體的業務方式，可以分為分享型合同能源管理業務、承諾型合同能源管理業務、能源費用托管型合同能源管理業務。在傳統節能投資方式下，節能項目的所有風險和所有盈利都由實施節能投資的企業承擔；在合同能源管理方式中，一般不要求企業自身對節能項目進行大筆投資。

概括地說，合同能源管理模式是節能服務公司通過與客戶簽訂節能服務合同，為客戶提供包括：能源審計、項目設計、項目融資、設備采購、工程施工、設備安裝調試、人員培訓、節能量確認和保證等一整套的節能服務，并從客戶進行節能改造后獲得的節能效益中收回投資和取得利潤的一種商業運作模式。

3 依托EMC模式開展技改項目

目前，日照鋼鐵有限公司的節能環保項目大力依托合同能源管理模式，近幾年，已經陸續在長材制造部型鋼工場濁環提升泵系統、濁環供水泵系統、加熱爐供水系統、車間凈環供水系統、凈環提升系統、板材制造部2150工場水處理循環水泵、煉鐵制造部3#凈環泵站熱風爐供水泵、上塔泵、8#凈環泵站熱風爐供水泵等區域進行了水泵節能技改。同時，在板材制造部2150帶鋼工場高壓濁環水泵系統、加熱爐煤氣助燃風機、引風機、能源動力部燒結余熱發電1#、2#循環風機等區域進行了水泵和風機的高壓變頻節能技改，這些項目均采用合同能源管理模式，由節能服務公司墊付全部投資，改造完成根據實際節能效果進行驗收，驗收合格后按照合同約定分期支付節能服務公司的投資，目前型鋼工場型鋼水泵節能技改項目及板材制造部2150工場高壓濁環水泵變頻節能技改項目已完成實施并驗收完成，正在按合同約定進行付款，煉鐵制造部3#凈環泵站水泵節能技改及燒結余熱發電1#、2#循環風機變頻節能技改已實施、驗收完成。

3.1 水泵節能類技改

長材制造部長材制造部H型鋼工場水泵房節能技改，改造17臺套水泵組，全部更換為節能泵組（含電機改造更換）。

改造范圍包括如下系統（各項目的具體技改方案見表1）。

表1 各項目具體技改方案

改造后要求總管壓力、流量不得低于改造前的壓力、流量，改造前每個控制柜安裝電度表、計時器掛表一周（電度表由廠家采購，市計量局校驗上線），改造后72 h開始計時，前后運行功率對比節能效率綜合達到28.6%，節能效果明顯。

煉鐵制造部3#凈環水泵站熱風冷卻泵組，水泵三臺套，兩用一備，節能改造兩臺主循環泵，電機未作改動，改造前后對比見表2。

表2 3#水泵站熱風冷卻泵組節能技改前后對比表（電機型號：YKK4503-4，電壓等級：10000 V）

改造后要求總管壓力、流量不得低于改造前的壓力、流量，改造前每個控制柜安裝電度表、計時器掛表1個月，改造后5天開始計時，前后運行功率對比節能效率達到37%，節能效果明顯。

煉鐵制造部3#凈環泵站上塔泵組節能改造、8#凈環泵站節能改造等項目正在實施過程中。

3.2 風機、電機變頻節能類技改

板材制造部2150工場高壓濁環水泵站共有6臺濁環泵，4用2備。

改造前工頻運行工況下，流量5800～7500 m3/h，壓力波動范圍0.98～1.26 MPa，母管制供水，6臺驅動電機，額定功率1600 kW，額定電壓10 kV，額定電流112.1 A。

技改后變頻運行時工況下，仍為4用2備，流量5800～7500 m3/h，壓力可隨機設置，目前穩定在1.02±0.01 MPa，兩年多的運行中滿足生產需求。

經過公司各部門共同確認，改造后7天內6臺泵實際工頻運行114 h45 min，用電149340 kW·h；變頻運行了152 h，用電146970 kW·h。

計算得知，技改前（工頻）每小時耗電1301.43 kW，技改后（變頻）每小時耗電966.91 kW，根據合同中甲乙雙方認可的變頻水泵節電率計算公式：節電率=（技改前單位時間工頻耗電量-技改后單位時間變頻耗電量）/技改前單位實際工頻耗電量× 100%，帶入數值后計算可得：節電率= （1301.43-966.91）/1301.43×100%=25.7%，此數據得到了各部門的共同確認，并且正按此數據對節能服務公司付款。

此外，變頻改造后也產生了間接效益：

（1）變頻泵電機功率因數較工頻泵提高了，減少了系統的銅損和鐵損等；

（2）水泵出口壓力不再大幅波動，不再憋泵，大大減小了葉輪汽蝕，消除了水錘沖擊，水泵運行在高效工況區，既提高了效率還降低了能耗，減少了葉輪、閥門等設備維護量；

（3）由于變頻泵的緩起緩停、自動穩壓，減少了對電網、管網的沖擊。

公用設施處燒結余熱發電1#、2#循環風機項目于2014年5月份實施完成，節電率計算過程如下：

1#風機變頻運行節電率=（工頻每小時耗電量-變頻每小時耗電量）/工頻每小時耗電量×100%= （1350.71-1026.43)/1350.71×100%=24.01%

2#風機變頻運行節電率=（工頻每小時耗電量-變頻每小時耗電量）/工頻每小時耗電量×100%= （1314.52-1143.57)/1314.52×100%=13.00%

1#、2#風機變頻運行平均每小時節電率=（1#風機節電率+2#風機節電率）/2=變頻運行平均每小時節電率=(24.01%+13.00%)/2=18.51%

計算結果：2×360余熱發電循環風機變頻改造項目變頻運行時，平均每小時節電率：18.51%（達到協議要求，完成驗收）。

3.3 無動力冷卻塔節能技改

此項技術在日照鋼鐵應用很少，建廠初期在一煉鋼有少量應用，但因當時技術不成熟，應用效果并不理想，2014年，公司技術中心重新開啟了此項技術的交流，經過一系列的論證，最終確定將板材制造部二期中心水泵房凈環3#冷卻塔及兩臺上塔泵作為節能改造試點，拆除原有冷卻塔電機、減速機，用水輪機替代原風葉電機，用新式節能水泵替代原有兩臺水泵，實現利用水泵揚程余壓的推動水輪機做功帶動風葉轉動實現汽水熱交換達到冷卻目的，且改造后保證風機轉速不低于原運行轉速180 r/min，若此項目改造成功，將陸續推廣到其他泵站，該項目也采用合同能源管理模式，實施完成后根據實際節電率分成支付廠家投資，目前項目已完成實施，經測定，冷卻風機風葉轉速1100 r/min，與原電機帶動風機時的轉速相比相差6%以內，符合協議要求及冷卻使用要求，待進一步試運行后進行驗收。

4 結語

通過合同能源管理模式引入這些節能技術，大大降低了企業在技改項目上的投資負擔，且將投資風險降低到最小，帶來明顯的經濟效益。在鋼鐵市場長期低迷的時期，極大減輕了企業負擔，對企業加強能源管理、提高行業競爭力創造了有利條件，為企業節能增效的工作提供了行之有效的方法。隨著節能技改項目的推廣，企業的節能減排工作也得到了進一步推動。

[1]王秋林.變頻節能改造中合同能源管理的研究與應用[D].北京：華北電力大學，2008.

Energy Saving Transformation of Water Supply System Based on EMC Mode

WANG Wenchao，LU Lixiang，QIAO Mingliang，ZHANG Aiping
(Rizhao Iron and Steel Holdings Co.,Ltd.,Rizhao,Shandong 276806,China)

Rizhao Steel adopted the energy management contracting (EMC)mode to realize H-voltage frequency-changing energy saving technical transformation of the pumps and fans in the lift pumping system for turbid circulating water,turbid circulating water supply pumping system,water supply system for the heating furnace,purified circulating water supply system for the workshop and purified circulating water lifting system.The goal of energy saving and emission reduction has been achieved through these transformation programs.

EMC;water pump;fan;frequency converting;energy saving

TK018

B

1006-6764(2015)06-0072-03

2015－04－20

王文超（1988－），男，畢業于冶金工程專業，大學本科學歷，助理工程師，現從事技術改造項目管理工作。