合同能源管理助力循環(huán)水系統(tǒng)能源績(jī)效提升

摘 要：合同能源管理是企業(yè)拓寬融資渠道，降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，推進(jìn)節(jié)能技術(shù)改造的有效手段，是企業(yè)實(shí)施綠色低碳戰(zhàn)略的重要舉措，是國家推廣的節(jié)能技術(shù)改造模式。某企業(yè)與節(jié)能服務(wù)公司進(jìn)行合同能源管理項(xiàng)目技術(shù)改造循環(huán)水系統(tǒng)，項(xiàng)目完成后循環(huán)水電單耗較上年同期降低27.8%，節(jié)電效果顯著，充分體現(xiàn)節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施在降本增效工作中的作用。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水系統(tǒng);合同能源管理;節(jié)能;技術(shù)改造

1 合同能源管理概述

合同能源管理是指節(jié)能服務(wù)公司與用能單位以契約形式約定節(jié)能項(xiàng)目的節(jié)能目標(biāo)，節(jié)能服務(wù)公司為實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)向用能單位提供必要的服務(wù)，用能單位以節(jié)能收益支付節(jié)能服務(wù)公司的投入及其合理利潤的節(jié)能服務(wù)機(jī)制。合同能源管理可以解決耗能企業(yè)開展節(jié)能項(xiàng)目缺乏資金、技術(shù)、人員、管理經(jīng)驗(yàn)等問題，實(shí)現(xiàn)節(jié)能零投資、零風(fēng)險(xiǎn)、持久受益，從而提高其節(jié)能積極性，并使企業(yè)有更多精力發(fā)展主營業(yè)務(wù)。

2 循環(huán)水系統(tǒng)情況簡(jiǎn)介

某企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)冷卻塔一座，共3間，同列布置，單塔處理量4000m3/h，其中2間采用逆流式機(jī)械通風(fēng)，1間采用水輪機(jī)通風(fēng)，冷卻塔風(fēng)機(jī)配功率185kW。旁濾部分設(shè)置了2組共計(jì)10臺(tái)全自動(dòng)過濾器，每臺(tái)額定處理能力50t/h，合計(jì)處理能力500t/h。循環(huán)水泵共4臺(tái)，目前3用1備，單臺(tái)泵流量4000m3/h，電機(jī)功率710kW，揚(yáng)程48m，露天布置。

3 循環(huán)水系統(tǒng)能耗分析及改造

企業(yè)委托節(jié)能服務(wù)公司對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)查、測(cè)試，從系統(tǒng)整體耗能情況分析，認(rèn)為該系統(tǒng)仍存在 “低效率、高能耗”現(xiàn)象。

①水泵實(shí)際運(yùn)行效率較低只有80%-82%，與高效（90%以上）節(jié)能設(shè)備有較大的差距：a.水泵本身的性能不高，額定效率只有85%，另一方面由于現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)水水位較低，使性能與效率有所下降，容易引起泵發(fā)生汽蝕;b.另外一方面水泵與系統(tǒng)的管路特性曲線不匹配，水泵嚴(yán)重閉閥運(yùn)行，處于不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài);

②循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)水量正常為12000t/h，當(dāng)前實(shí)際用水量約為9500～10000t/h，目前系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行，并且氣溫較高。工藝裝置溫差在5℃以下，與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行溫差7-8℃還是差距。目前流量的使用效率不高，沒有處于經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行。可以采用大小泵搭配運(yùn)行，高負(fù)荷（6-9月）運(yùn)行3臺(tái)大泵總流量達(dá)到9500～10000t/h，低負(fù)荷（10-5月）運(yùn)行兩大一小總流量8600～8900t/h。本次技改新增一臺(tái)小泵及其配套輔助設(shè)施。若經(jīng)過調(diào)試，運(yùn)行兩大一小也能滿足系統(tǒng)生產(chǎn)要求，則可以全年度運(yùn)行兩大一小;

③水量供需不平衡，需要的水量小于設(shè)計(jì)的流量，使設(shè)備處于偏工況低效率運(yùn)行，從而增加泵站能耗;

④循環(huán)水系統(tǒng)輸送過程阻力趨勢(shì)圖及能耗分析。輸送過程中阻力的大小體現(xiàn)了管網(wǎng)“運(yùn)輸效率”的高低，由于流體是具有連續(xù)性和傳遞性，在輸送過程中所消耗的能量是由泵站所提供的，因此，管網(wǎng)運(yùn)行效率（管網(wǎng)有效利用功率或末端輸出功率與起始端輸入功率之比的百分?jǐn)?shù)）的高低也是能耗的一個(gè)重要量化指標(biāo)。a.經(jīng)檢測(cè)管網(wǎng)輸送過程中各阻力消耗情況：泵出口到總管壓力損失=（0.5-0.419）=0.081MPa，主要消耗在出口閥門調(diào)節(jié)以及多功能水利控制閥上，局部閥件阻力偏大，增加無效能耗;b.上塔阻力，冷卻塔高10m，回水壓力0.25MPa，通過上塔閉閥門調(diào)節(jié)，其阻力達(dá)到了15m;

綜上分析：循環(huán)水系統(tǒng)的供、回輸送過程能量消耗大，管網(wǎng)運(yùn)行效率較低，可以通過優(yōu)化改造消除或者降低。

⑤冷卻塔單元：a.投運(yùn)冷卻塔組（3個(gè)）額定總流量12000t/h，從實(shí)際流量10000t/h、溫差、供水溫度、風(fēng)機(jī)功率通過數(shù)學(xué)模擬分析和冷卻塔冷卻能力可知，冷卻塔冷卻效果不存在問題;b.通過風(fēng)機(jī)葉片角度調(diào)整已降低風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率，同時(shí)鑒于該系統(tǒng)熱負(fù)荷基本穩(wěn)定，冷卻塔冷卻能力主要與四季環(huán)境溫度變化有關(guān)，但目前循環(huán)水供水溫度無法精細(xì)化調(diào)節(jié);c.系統(tǒng)溫差6.1℃（主控顯示），合理溫差應(yīng)在7℃-8℃，流量還存在一定的調(diào)整空間。

從以上分析，對(duì)冷卻塔風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，增加一套變頻控制系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)循環(huán)水供水溫度。

4 項(xiàng)目實(shí)施結(jié)果，能源績(jī)效參數(shù)改進(jìn)

項(xiàng)目實(shí)施周期約一年， 從項(xiàng)目建議書、可行性研究報(bào)告/技術(shù)方案、商務(wù)談判、項(xiàng)目設(shè)計(jì)與建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行、項(xiàng)目評(píng)價(jià)、履行合同等步驟，原則上參照企業(yè)現(xiàn)有項(xiàng)目前期論證、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、開車等相關(guān)管理制度要求執(zhí)行。筆者所在部門進(jìn)行全過程監(jiān)督，保質(zhì)保量，確保改造系統(tǒng)設(shè)備、設(shè)施安全及穩(wěn)定、長周期運(yùn)行。

項(xiàng)目改造完成后對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能效果驗(yàn)證，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行169小時(shí)16分。整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行循環(huán)水泵兩大一小，供回水量9019/8548m3/h，供回水壓力0.402/0.252MPa，供回水溫度25.8/32.1℃，噸水電耗0.163kWh/t。改造后效果驗(yàn)證期內(nèi)循環(huán)水小時(shí)耗電量1471kW，較能耗標(biāo)定期內(nèi)小時(shí)耗電量2037kW降低27.79%。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳紫微.合同能源管理項(xiàng)目關(guān)鍵成功因素與項(xiàng)目績(jī)效關(guān)系研究[D].天津：天津大學(xué).

作者簡(jiǎn)介：

徐榮（1982- ），男，東南大學(xué)動(dòng)力工程碩士，主要從事石油化工節(jié)能管理工作。