合同能源管理在梅山钢铁公司的应用实践

黄美华，刘广莉

（梅山钢铁公司 能源环保部，南京 210039）

合同能源管理是指从事节能服务的公司通过与客户签订节能服务合同，由自己担负风险为客户提供节能改造的一整套服务，并从客户节能改造后获得的节能效益中收回投资和取得利润的一种商业运作模式，其实质就是一种以减少能源消费来支付节能项目全部投资的营运方式，对于缺少资金支持又有节能需求的企业来说，合同能源管理模式是最佳的选择。梅山钢铁公司（以下简称“梅钢公司”）2011年采取此种模式运作了5个合同能源管理项目。

1 项目推进工作思路

在合同能源管理项目正式启动前，梅钢公司能源环保部通过制定宣传教材、聘请专家培训、开展会议研讨等方式从管理层、具体工作人员到一线员工进行了一次全方位的宣贯培训工作，在公司范围内进行合同能源管理模式的宣贯和培训，让各部门熟悉合同能源管理相关政策及其他单位的成功案例。同时，编写了梅钢公司《合同能源管理项目管理办法》，明确各部门管理职责和项目流程，并组织会签，公司最高领导签发管理文件，使得开展合同能源管理项目有了组织保障。

考虑梅钢公司处于合同能源管理模式的尝试阶段，先选择针对单体耗能设备进行技术改造，实施高效照明、变频调速技术等简单且成熟的项目开展工作，逐步向水泵4A技术、风机系统、冷却塔总体解决方案等系统性节能项目过渡。

能源环保部首先要求各单位结合实际，按照节能减排的新要求，全面梳理本单位2011年合同能源管理项目。在宝钢能源部的大力支持下，对各厂提出的项目进行现场调研、改造必要性和项目可行性分析，并在每个分厂组织召开技术交流会，从照明系统开始组织召开项目可研、概算审查会。

通过局部能耗点的节能改造带动全工序全系统性专项节能的工作推进，如：能效电厂、高效炉窑、余能回收等专项评估，提供一揽子解决方案。

宝钢节能技术有限公司成立的专家团队以能效电厂、高效炉窑和余能回收为专项工作，开展了从炼焦到冷轧的全流程现场调研，挖掘了45个用电设备的可节电空间，项目全部实施可使吨钢电耗下降26 kWh/t，前期先以5个项目为试点开展。

2 合同能源管理项目的实施

2.1 照明系统节能

2.1.1 改造的必要性

梅钢公司大多采用的是石英金卤灯，因其技术壁垒的限制，光源发光效率低，损失效率大，寿命短，光衰快，不能保证正常照明，维护成本高，不符合当今照明节能的要求。

选用新型陶瓷金卤灯，利用光源的优化设计，自身具备发光效率高、质量稳定、长寿命、光衰慢等优势对照明设备进行更换，达到提高清晰度、节约能耗、降低维护成本的目的，并通过变频电子镇流器自动调控功率输出，实现节能的目的。

2.1.2 改造方案

在满足厂房照明照度标准（100～150 lux）的前提下，将冷轧厂厂房照明灯具由原624套400 W石英金卤灯更换为250 W陶瓷金卤灯并配备高效灯具。

在满足道路照度要求(10～15 lux)的前提下，将厂区道路照明的原707套250 W石英金卤灯和高压钠灯更换为100 W陶瓷金卤灯并配备高效灯具。

2.1.3 改造前后节电率的测定

项目节电量按实施双方样板照明装电能表及时间累时器实测耗电量，选取18盏250 W石英金卤灯与18盏100 W陶瓷金卤灯采集15天内总使用时间及耗电量进行对比，得出单灯每小时平均节电量，以此为能耗基准，双方商定结算电价按市价确定。以实际测量出单灯每小时的平均节电量作为基准单位依据，利用照明同开同关的特殊性，安装一只时间累时装置统计亮灯时间。

照明的总节电量=单灯每小时平均节电量×光源总数×亮灯时间。

2.1.4 取得成效

将原400 W石英金卤灯更换为250 W陶瓷金卤灯并配备高效灯具，计算平均照度接近104 lux,满足照度标准值。共更换624套厂房照明灯具，理论每年节电效果如下。

节约电量为 624×365天×12h/天×（0.445kW-0.27 kW）/10 000=47.83万kWh。式中，0.445 kW为原厂房石英金卤灯额定功率，0.27 kW为更换成陶瓷金卤灯后的额定功率。

生活区共更换707套道路照明，每套光源电器配有自动调节功率功能，在连续亮灯6 h/d后功率自动从100 kW调节为70 kW,理论每年节电效果：

707×365天×6 h/天×（0.284 kW-0.11 kW）+707×365天×6 h/天×（0.284 kW-0.08 kW）=58.53万kWh。式中，0.284 kW为原道路石英金卤灯和高压钠灯的额定功率，0.11 kW为更换成陶瓷金卤灯的额定功率，0.08 kW为自动调节后陶瓷金卤灯额定功率。

2.2 风机、水泵系统节能

2.2.1 改造的必要性

梅钢炼铁厂4号高炉热风炉助燃风机电动机启动时对电网冲击较大；助燃风机一直高速运转，风机寿命较短；风机高速运转，工作噪声较大；电动机长期在工频50 Hz运行，通过操作风门来调节热风炉助燃空气量的大小，电能浪费严重。

梅钢连铸水处理二期结晶器泵共有3台水泵，根据运行参数，可以计算出1号和2号泵的运行效率为61%，而3号泵的运行效率则达到75%，比老泵高出14个百分点。根据运行数据测算，单台新泵与老泵相比，运行1 h可节电40 kWh。

2.2.2 改造方案

对2号助燃风机进行变频控制改造：正常情况下变频器对助燃风机进行变频控制，如果变频器故障，利用旁路装置切换到工频状态，确保助燃风机连续运行。

2.2.3 改造前后节能率的测算

改造前先在系统每台风机或水泵的控制柜上安装精度为0.5级的三相有功电能表，对系统的运行电耗进行确认。系统运行能耗以单位时间的功耗作为计量依据，双方对改造前系统的单位耗电量进行确认，记录系统运行30天风机（水泵）所消耗的电量P和系统运行时间T，按公式（1）计算出每台助燃风机（水泵）的单位小时耗电量λ1作为改造前的能耗基准值。

改造工程完成后，在同等的工艺运行条件下，记录系统运行30天所消耗的电量和系统运行时间，按公式（1）计算出改造后每台助燃风机（水泵）的单位小时耗电量λ2，从而得出改造前后助燃风机（水泵）单位小时的节电量为

在进行节能效益回收计算时，可以得出当期节电量=Δλ×当期运行时间。

功耗确定时，电量计量工具采用安装的三相有功电能表，运行时间计量采用累时器。安装的三相有功电能表和累时器的数据准确性、改造前后单位时间的耗电量及改造后的当期节电量均需双方签字认可。

2.2.4 理论节能效果

风机系统节电效益见表1所示。

表1 风机系统节电效益

风机系统改造后节电率25%，年节约用电量约177.3万kWh，年节约电费约106.4万元。

水泵优化改造后，在满足系统供水量的前提下，提高了水泵的运行效率，降低了水泵能耗。按每年生产12个月，每月25天，每天24 h生产计，水泵全年可节约耗电量约28万kWh。

2.3 冷却塔系统节能

2.3.1 改造的必要性

炼钢中心转炉浊循环系统运行中冷却塔水质情况较差，硬度为95，pH值11.6。填料易结垢，在堵塞严重时，易造成填料崩塌的安全隐患。由于填料塔的降温效果不稳定，且生产装置的热负荷较大，要达到设备工艺要求则必须加大循环水量，才能提高冷却效果，因此必须对冷却塔进行改造。

2.3.2 改造方案

对转炉浊循环水系统5台冷却塔进行优化改造，取消冷却塔填料，采用高效喷雾水分散装置改造冷却塔布水装置。

2.3.3 改造前后节能率的测算

该泵组现场安装有独立的水量表和电量表，当期节电量=（当期耗电总量/当期送水总量-基准值）×当期送水总量。

2.3.4 理论节能效果

电动机功率18.5 kW（按运行功率15.5 kW计），电动机改造后因冷却塔风阻下降，功率下降16%,节省功率2.5 kW,按每年运行时间7.5个月计算,年节省电量

2.5 kW×7.5×30天×24 h/10 000＝1.35万kWh。

2.4 空调节能

2.4.1 改造的必要性

档案馆库房采用的是恒温恒湿中央空调系统。机组夏季采用7℃出水的方式为将新风和回风统一降温至露点温度以下，新风与回风的比例为1：4。而实际上室内回风不需要除湿，只需要降温即可，降温不需要7℃冷冻水作为冷源，这种将温度和湿度一起处理的方式造成了中央空调主机能量的大量浪费。

2.4.2 改造方案

对科技部档案馆库房中央空调系统改造，对仓库中央空调系统采用温湿度分开控制的方法，减少室内回风降温负荷。

2.4.3 改造前后节能率的测算

以每年84万kWh用电量作为基准单位依据，安装电能表统计年度耗电量并与基准电量比较。计算公式为：年度节能量＝年度基准电量-年度实际耗电量。

2.4.4 理论节能效果

档案馆仓库空调系统改造后，电能消耗下降，每年节约30%,电耗约12.6万kWh。

3 后期更多新技术的应用

后期梅钢公司将从以下几个方面通过合同能源管理项目降低能源成本：一是高效照明，采用陶瓷金卤灯光源和灯具替换原有的高能耗光源和灯具；二是风机、水泵系统节能，对586台风机、1 590台水泵进行能效评价，更换为高效叶轮；三是高效电动机，对334台高压电动机进行技术改造，更换为高效电动机；四是低温余热发电技术。热轧加热炉低温蒸汽、高炉冲渣水、冷轧减温减压采用PowerBox发电，可以大幅度提高自发电比例。

［1］ 刘子成.合同能源管理在新钢钒公司的应用实践[J]．四川冶金，2009(4)：48-49．