合同能源管理在发电厂的应用

曾 玲

（广州市旺隆热电有限公司，广州 511340）

合同能源管理在发电厂的应用

曾 玲

（广州市旺隆热电有限公司，广州 511340）

本文首先对合同能源管理在电厂中应用进行了可行性分析，然后介绍了合同能源管理在旺隆电厂的6kV高压电机节能改造中的实施情况及采用的控制策略。改造后设备运行情况良好，尤其是排风风机高压变频器的投入，使得我厂制粉电耗从往年的34kW·h/t降到26kW·h，厂用电率也有所下降，节能效果显著。最后提出合同能源管理在电网企业中具有良好的推广意义。

合同能源管理；发电厂；高压变频；节能

合同能源管理[1]，在国外简称 ESCO（Energy Service Company），在国内广泛地被称为合同能源管理（Energy Management Contract，EMC），是20世纪 70年代在西方发达国家开始发展起来一种基于市场运作的全新的节能新机制。合同能源管理不是推销产品或技术，而是推销一种减少能源成本的财务管理方法。其经营机制是一种节能投资服务管理；客户见到节能效益后，EMC公司才与客户一起共同分享节能成果，取得双赢的效果。

合同能源管理是 EMC公司通过与客户签订节能服务合同，为客户提供包括：能源审计、项目设计、项目融资、设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、节能量确认和保证等一整套的节能服务[2]，并从客户进行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。

EMC公司服务的客户不需要承担节能实施的资金、技术及风险，并且可以更快的降低能源成本，获得实施节能后带来的收益，并可以获取EMC公司提供的设备[3]。

基于以上合同能源管理的优势，2010年国务院办公厅转发了发展改革委等部门关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展意见的通知（国办发〔2010〕25号）大力推广能源合同管理模式。

1 旺隆电厂合同能源管理可行性分析

1.1 项目概况

本次项目针对#1、#2炉4台排粉风机以及#1、#2炉2台增压风机的高压电机进行高压变频节能改造。经过实地调研：这些电机在实际的生产过程中通过挡板或导叶来调节所需的风量大小。变频改造后，通过改变原始的挡板控制，不论是从生产工艺控制还是用电损耗、减少设备维护量以及自动化程度上都能带来极大的改善。

1.2 风机变频调速节能原理及节能计算分析简介

1）风机变频调速节能原理

从流体力学的原理得知[4]，使用感应电动机驱动的风机、水泵负载，轴功率P与流量Q，扬程H的关系为：P∝Q×H。

当电动机的转速由 n1变化到 n2时，Q、H、P与转速的关系如下：

可见流量Q和电机的转速n是成正比关系的，而所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。所以当需要80%的额定流量时，通过调节电机的转速至额定转速的 80%，即调节频率到 40Hz即可，这时所需功率将仅为原来的51.2%。

如图1所示，从风机、水泵的运行曲线图来分析采用变频调速后的节能效果。

图1 风机、水泵的运行曲线图

当所需风量、流量从 Q1减小到 Q2时，如果采用调节阀门的办法，管网阻力将会增加，管网特性曲线上移，系统的运行工况点从A点变到新的运行工况点 B点运行，所需轴功率 p2与面积 H2×Q2成正比；如果采用调速控制方式，风机、水泵转速由n1下降到n2，其管网特性并不发生改变，但风机、水泵的特性曲线将下移，因此其运行工况点由A点移至 C点[5]。此时所需轴功率 P3与面积 HB×Q2成正比。从理论上分析，所节约的轴功率 Delt(P)与(H2-HB)×(C-B)的面积成正比。

考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践的统计，风机泵类通过调速控制可节能20%～50%，有些风机负载节能比例达60%以上。

2）变频改造节能分析

改造前工频运行功率计算公式

式中，U为电机电压，kV；I为电机电流，A；P1为单一负荷下工频运行功率，kW；cosφ为单一负荷下运行功率因数，小于额定功率因数。

式中，T为全年平均运行时间，h；P1为单一负荷下的运行功率，kW；δ为这种负荷下的全年运行时间比例；C1为改造前总耗电量，kW·h。

1.3 各台风机变频改造节电分析

根据上述节能原理对#1、2炉排粉风机/增压风机进行节能计算，见表1。

表1 各风机的节能量

综上所述，通过对旺隆电厂相关设备工况详细调查及对现场的实际勘测、论证并综合理论计算，得出此项目相关设备在电机系统全部改造措施实施后，与改造前比较，测算每年可以节约用电量（生产性负载设备年的年运行小时按照7000h计算）共计约439万kW· h，按每度电0.498元/kW· h计算，年节约电费约218.62万元；按3.45×10-4t标煤/kW· h计算，年节约标煤约1514.55t。

2 旺隆电厂节电降耗改造中能源合同管理的实施情况

2011年 12月，旺隆电厂同广州智光节能有限公司签订了高压变频改造的节能服务合同，对我司4台排粉风机及两台增压风机加装变频器。

改造后效益分享期为6年，效益分享期间的一切设备维护管理均由该节能服务公司负责，并向电厂提高人员培训。分享完后所有节电设备归电厂所有。

该项目于2012年2月对电厂高压变频设备进行安装，于2012年3月完成安装。在节能效益分享期内，第一、第二、第三年我司分享20%的节能效益，节能服务公司分享80%的节能效益；第四、第五、第六年我司分享30%的节能效益，节能服务公司分享70%的节能效益。节能服务公司分享的年节能效益前三年不得超过218.62万的80%，后三年不得超过预计218.62万的70%。双方应当按照附件项目方案的规定共同或者委托第三方机构对项目节能量进行测量和确认。

3 目前旺隆电厂节电运行状况

通过找第三方进行节能量测试，在锅炉满负荷的工况下，高压变频节能量测试结果如表2所示，#1增压风机由于测试时工频振动值偏大，不适合试验，节能率参照#2增压风机取值。

表2 各风机的节能测试结果

由于改造前按风量不变的原则计算变频功率，实际我厂在机组检修期间进行了空预器的改造，锅炉漏风现象减少，因此改造前后锅炉工况有变化，且取值有一定误差，因此排粉风机实际节能效率高于计算值。而增压风机由于我厂脱硫设计是两炉一塔，两台增压风机风量之间有影响，因此实际节能量比计算节能量小。

改造后设备运行情况良好，2012年7月至2013年6月实际节能量如表3所示，年节约电费（每度电按0.498元计算）共计约369.31万元。

表3 各风机的实际年节能量

尤其是排风风机高压变频器的投入，使得我厂制粉电耗从往年的 34kW·h/t降到 26kW·h/t，厂用电率也有所下降，节能效果显著。

4 结论

综上所述，合同能源管理是电网企业开展节能服务的一种有效方式，具有显著的经济效益和社会效益。电网企业可将合同能源管理作为节能服务的主要手段，利用市场机制推动节能服务事业的发展。

[1] 杨振宇，赵剑锋，王书保. 合同能源管理在中国的发展及待解决的问题[J].电力需求侧管理, 2004(6).

[2] 戴建如. 中国合同能源管理融资模式研究[D]. 北京：中央财经大学,2005.

[3] 常燕，陈武，张晓萱. 节能投资新机制:合同能源管理[J]. 能源技术经济, 2011, 23(2): 40-44.

[4] 蔡增基, 龙天渝. 流体力学泵与风机[M]. 中国建筑工业出版社, 1999.

[5] 相玲. 变频调速技术在风机、水泵节能改造中的应用[D]. 华北电力大学, 2012.

Application of Energy Management Contract in Power Plant

Zeng Ling
(Guangzhou Wanglong Thermoelectricity Co., Ltd, Guangzhou 511340)

Firstly,the feasibility of energy management contract in power plant are analyzed in this paper. Based on this, the implementation of contract energy management in Wanglong power plants is introduced，including the application of control strategies. After renovation, the equipment is running in good condition.Especially the renovation of powder exhaust fan, makes milling electric cost from 34kW·h/t to 26kW·h/t and lift the boiler operation economy. Power consumption rate is also reduced.Finally, it is proposed that contract energy management contract in the grid enterprises has good marketing sense.

energy management contract; high voltage inverter; power plant; energy saving

曾 玲（1982-），女，湖北武汉人，工程师，工学硕士，主要从事电厂电气专业管理工作。