分布式能源站項目節(jié)能試驗及效果分析方法

徐振中

摘 ? 要：為了探尋分布式能源項目上面的節(jié)能效果分析方法，本文通過試驗對分布式能源站項目上面原有傳統(tǒng)三項異步電機進行了改造，更換上了節(jié)能電機。測量了更換節(jié)能電機前后相同時間段內(nèi)的主設(shè)備的運行參數(shù)，通過對比分析相關(guān)參數(shù)，量化節(jié)能效果，總結(jié)出了可以應(yīng)用于計算其他類似的分布式能源站項目成本回收周期的計算公式。結(jié)合近期市場的相關(guān)設(shè)備價格，計算出節(jié)能電機投資成本的回收周期，為分布式能源項目上面選用節(jié)能電機設(shè)備提供量化分析依據(jù)。

關(guān)鍵詞：分布式能源站 ?節(jié)能 ?電機 ?分析

中圖分類號：TU99 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0108-02

分布式能源是近年來興起的利用小型設(shè)備向用戶提供能源供應(yīng)的一種能源利用方式。與傳統(tǒng)的集中式能源系統(tǒng)相比，分布式能源接近負(fù)荷，可大大減少線損;由于兼具發(fā)電、供熱、供冷等多種能源服務(wù)功能，分布式能源可以有效地實現(xiàn)能源的梯級利用，達到更高能源綜合利用效率。

根據(jù)《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見》（發(fā)改能源[2011]2196號）文件，“推動天然氣分布式能源，具有重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。天然氣分布式能源節(jié)能減排效果明顯，可以優(yōu)化天然氣利用，并能發(fā)揮對電網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)的雙重削峰填谷作用，增加能源供應(yīng)安全性[1]。”

依據(jù)《國家發(fā)展改革委 國家能源局關(guān)于推進多能互補集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的實施意見》（發(fā)改能源[2016]1430號）文件，“建設(shè)多能互補集成優(yōu)化示范工程是構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源系統(tǒng)的重要任務(wù)之一[2]。”“是提高能源系統(tǒng)綜合效率的重要抓手，對于建設(shè)清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系具有重要的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義[2]。”

根據(jù)《國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)〈分布式發(fā)電管理暫行辦法〉的通知》（發(fā)改能源[2013]1381號）文件，“鼓勵企業(yè)、專業(yè)化能源服務(wù)公司和包括個人在內(nèi)的各類電力用戶投資建設(shè)并經(jīng)營分布式發(fā)電項目，豁免分布式發(fā)電項目發(fā)電業(yè)務(wù)許可[3]。”

在國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大力調(diào)整下，在供給側(cè)深化改革和綠色低碳發(fā)展的大背景下，在國家政策支持下，分布式能源項目節(jié)能降耗工作被擺在了突出的位置，節(jié)能降耗在分布式能源項目的建設(shè)和生產(chǎn)過程中也發(fā)揮著越來越重要的作用。

1 ?原理分析

要對比節(jié)能電機和傳統(tǒng)三項異步電機對整體設(shè)備或項目的能耗情況，首先要保證對比時間段內(nèi)兩種電機所帶負(fù)載輸出的機械有用功相同，然后對該時間段內(nèi)輸入兩種電機的總有用功電量進行對比分析。在本試驗中，電機負(fù)載為風(fēng)機，且整個試驗在同一臺風(fēng)機上進行。

在本系統(tǒng)中，風(fēng)機閥門開度在更換電機前后保持一致，風(fēng)機更換電機前后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及阻損也基本恒定。根據(jù)風(fēng)機計算相關(guān)原理，在本試驗中，在同一工況（系統(tǒng)阻損）下，可以用相同時間段內(nèi)系統(tǒng)耗電累計值來代表該時間段內(nèi)風(fēng)機做功。在相關(guān)實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出節(jié)能電機投資回報周期的計算公式。結(jié)合相關(guān)設(shè)備材料等市場價格，計算其他類似項目的節(jié)能設(shè)備投資成本回收周期。

2 ?試驗內(nèi)容

本試驗用SFD智能電機在同工況轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)下較原異步變頻電動機變頻調(diào)速的節(jié)電情況。本次試驗選定的載體為某能源站生產(chǎn)車間2#蒸汽爐除塵引風(fēng)機。原三項異步電機已經(jīng)在運行，停爐更換節(jié)能型SDF電機后，對停爐前后的數(shù)據(jù)進行了對比分析。

該系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)如下所述。

風(fēng)機型號：Y8-39，根據(jù)爐內(nèi)爐膛負(fù)壓和蒸汽壓力來手動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速;配用電機型號：YVF2-315M-4，額定功率132kW，額定轉(zhuǎn)速1485r/min，額定電流101A（銘牌參數(shù)）;所配變頻器：深藍SB200系列。

該試驗系統(tǒng)原設(shè)計有各種流量和其他檢測裝置，但沒有電度計量裝置，為此，首先在2#蒸汽爐的動力回路始端加裝了臨時電度表，用于電量計量。

為了保證試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在加裝臨時計量裝置后，每天早上6：00和晚上18：00各記錄一次電表數(shù)據(jù)，流量等其他數(shù)據(jù)每小時記錄一次。

3 ?試驗過程

3.1 原來的異步電機能耗

試驗準(zhǔn)備工作完成后，開始對原三相異步電動機進行能耗測量，選取6d的各種數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，數(shù)據(jù)如表1所示。

3.2 SFD節(jié)能電機能耗

將原電機拆下，更換上開關(guān)磁阻調(diào)速電機進行試驗和測量。也共計6d的各種數(shù)據(jù)，試驗數(shù)據(jù)如表2所示。

4 ?前后數(shù)據(jù)分析

前后數(shù)據(jù)分析如表3所示。

5 ?試驗分析

（1）SFD系列智能電機（額定功率132kW），在本試驗系統(tǒng)每小時耗電量、每噸水耗電量和每噸汽耗電量，較原異步電機的節(jié)電率分別為：27.6%、15.79%和21.86%，三種對比方式的平均節(jié)電率為21.75%。

（2）最終經(jīng)相互對比并進行數(shù)據(jù)分析，選取噸汽耗電的數(shù)據(jù)來作為最終參考比較符合實際的節(jié)能效率，通過此次試驗，SFD節(jié)能電機系統(tǒng)調(diào)速性能明顯改善，運行穩(wěn)定，工況綜合節(jié)電率達21.86%，改造前后每噸蒸汽的節(jié)省的耗電量Q節(jié)約=0.61kWh。

6 ?節(jié)能電機投資回報周期的分析方法

7 ?結(jié)語

電機額定功率約高，更換為節(jié)能電機經(jīng)濟效益更高，投資回收周期越短。功率大的電機應(yīng)重點考慮選用節(jié)能電機。本試驗適用于其他類型節(jié)能電機設(shè)備。本公式可應(yīng)用于其他類似分布式能源站包含鍋爐供能的項目。

參考文獻

[1] 國家能源局.關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見（發(fā)改能源[2011]2196號）[EB/OL]（2011-10-14）http：//www.nea.gov.cn/2011-10/14/c_131190266.htm.

[2] 國家發(fā)展改革委，國家能源局.國家發(fā)展改革委 國家能源局關(guān)于推進多能互補集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的實施意見（發(fā)改能源[2016]1430號）[EB/OL]（2016-7-4）http：//www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201607/t20160706_810652.html.

[3] 國家發(fā)展改革委.國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)《分布式發(fā)電管理暫行辦法》的通知（發(fā)改能源[2013]1381號）[EB/OL]（2013-7-18）http：//www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201308/t20130813_553444.html.