1、山東華魯魯恒升化化工股份份有限公公司大氮肥一一期水站站節能改改造項目目建議書書立項單位位：生產產部項目負責責人：生產副總總：立項日期期：20010-8-111報送：總總經理 財務務部 投資部部 設設計院 工程程技術部部 采采購部節電改造造項目建建議書一、背景景（1）、國內用用電環境境分析能源的開開發和控控制是一一個世界界性的課課題，它它直接關關系到人人類的生生存和發發展，目目前，我我國在用用電方面面正面臨臨著長期期性的電電力短缺缺和緊張張局面，隨著中華人人民共和和國節約約能源法法、節約用用電管理理辦法（國辦辦發220044300號）、 國國務院辦辦公廳關關于開展展資源節節約活動動的通知知等相相

2、關政策策、法規規的相繼繼出臺，鼓勵各各用電企企業采用用好的方方式加大大節能技技術改造造，并且且把節能能列入政政府工作作范圍，作為政政府職能能考核的的一項重重要手段段。據世世界能源源研究報報告，中中國目前前電力缺缺口在99.933%，到到20110年將將達到115%。節電將將成為最最后一個個國情產產業，節節電成本本是未被被控制的的最后一一項成本本。（2）、節電改改造的必必要性: 節電對企企業與用用戶而言言最直接接的收益益就是節節省電費費開支，降低成成本，提提高經濟濟效益。目前電電費開支支已成為為許多商商業企業業位居第第三或第第四位的的經營性性支出，過去企企業對電電費的控控制顯得得力不從從心，交交

3、納電費費似乎天天經地義義。節電電設備的的應用，使電費費開支不不可控變變為可控控，為企企業開發發最后一一項成本本控制提提供了條條件。而而且由于于節電器器投資回回收期較較短，企企業由此此將得到到長期豐豐厚的節節支回報報，其次次，節電電器的投投用，可可以延長長設備（電機、燈具、其它負負載）壽壽命，大大大減少少設備損損壞率及及其設備備更換和和維護費費用，避避免了因因設備故故障停機機而直接接影響到到停產所所造成的的巨大損損失，同同時減少少電力擴擴容的投投資，其其綜合經經濟效益益十分顯顯著。二、風機機、水泵節電電原理高壓變頻頻器節電電原理：風機、水泵是是各行各各業中普普便使用用的設備備，在實實際的使使用過

4、程程中，因因工藝的的需要經經常調節節風機、水泵的的流量、壓力、溫度等等。目前前大多數數風機、水泵采采用傳統統的檔板板或閥門門進行調調節，即即在需要要降低流流量時以以增加阻阻力的方方式部分分關閉檔檔板或閥閥門，使使大量能能量消耗耗在檔板板或閥門門上。采采用變頻頻調速技技術后可可以隨工工藝的要要求實現現動態調調節，大大幅減少少能耗，達到節節電的效效果。1、風機機節電原原理：圖圖中曲線線（1）為風機機在恒定定轉速nn1下的的風壓一一風量（HQQ）特性性，曲線線（2） 為管管網風阻阻特性（風門全全開）。假設風風機工作作在A點點效率最最高，此此時風壓壓為H22，風量量為 Q1，軸功率率N1與與Q1、H2

5、的的乘積成成正比，在圖中中可用面面積AHH2OQQ1表示示。如果果生產工工藝要求求，風量量需要從從Q1減減至Q22，這時時用調節節風門的的方法相相當于增增加管網網阻力，使管網網阻力特特性變到到曲線（3），系統由由原來的的工況點點A變到到新的工工況點BB運行。從圖中看看出，風風壓反而而增加，軸功率率與面積積BH11OQ22成正比比。顯然然，軸功功率下降降不大。如果采采用變頻頻器調速速控制方方式，風風機轉速速由n11降到 n2，根據風風機參數數的比例例定律，畫出在在轉速nn2風量量（QH）特特性，如如曲線（4）所所示。可可見在滿滿足同樣樣風量QQ2的情情況下，風壓HH3大幅幅度降低低，軸功率NN3

6、隨著著顯著減減少，用用面積CCH3OOQ2表表示。節節省的功功率NN=（HH1-HH3）Q2，用面積積BH11H3CC表示。顯然，節能效效果十分分明顯。2、水泵泵的節能能原理：許多用用泵場合合都需在在維持恒恒壓的情情況下改改變給水水量（流流 量QQ）從左左圖可知知：當流流量Q11降至QQ2若不不改變水水泵轉速速, 揚程將將升至BB工作點點，其功功率可用用H2Q2來來計算，對應面面積BHH20QQ2。原原A工作作點功率率Q1HT圖圖上面積積AHTTOQ11，兩者者所耗功功率變化化不大，如果我我們降低低轉速至至（2）即可節節能Q22H22Q22HTT=Q22（H22HTT），圖圖DBHH2HTT的

7、面積積即是節節能值。再如流流量變至至Q3若若仍以額額定轉速速運行，所需功功率Q33H11，浪費費能量為為FCHH1HTT。與風機機節能原原理相同同水泵電電機輸出出功率正正比于轉轉速三次次方關系系，用變變頻器進進行調速速，流量量下降，可保持持恒壓HHT 若若轉速下下降至額額定轉速速的800%，軸軸功率下下降至額額定功率率的511.2%,流量量下降至至Q3,若使揚揚程恒定定,可使使轉速下下降到額額定轉速速的700%,此此時軸功功率是額額定值的的34.3%,節能達達65.7%。3、直接接經濟效效益通過變頻頻調節電電機轉速速，使電電機出力力與需求求相當，不會造造成能量量浪費。4、間接接經濟效效益省：工

8、頻啟動動電機時時，啟動動電流是是電機額額定電流流的6-7倍，對電機機、電纜纜、開關關沖擊大大，容易損損壞；變變頻器啟啟動，對對電機、電纜、開關無無沖擊電電流，設設備健康康水平大大大提高高，減少少維護費費用、停停機損失失。5、增強強設備的的可靠性性用高壓變變頻器后后，啟動動頻率低低、轉速速低，電電流小且且平穩，實現軟軟啟動。避免了了用工頻頻啟動時時的大電電流大轉轉矩對電電機、電電纜、開開關及機機械設備備的不利利沖擊，不僅延延長了電電機等設設備的使使用壽命命，也減減輕了軸軸承的磨磨損，提提高了設設備的可可靠性，同時高高壓變頻頻器具備備3秒的的斷電運運行功能能，可抵抵制電網網波動的的影響。6、提高高

9、自動化化水平變頻調速速裝置都都配有計計算機接接口，可可以很方方便的與與工業標標準通訊訊系統、能源管管理系統統和其它它系統聯聯接，極極大的提提高了機機組的自自動控制制水平。7、減輕輕操作人人員的勞勞動強度度機組的負負荷發生生變化，改變引引風機擋擋板來調調節風量量，控制制比較困困難，而而變頻調調速可以以通過增增減頻率率來調整整，操作作非常簡簡單、靈靈活。三、大氮氮肥一期期水站現現場工藝藝流程描描述及現現場設備備運行情情況分析析大氮肥一一期水站站的水泵泵分別采采用并聯聯的方式式使各泵泵出口管管路并與與系統供供水總管管路，水水泵進口口閥門全全開，出出口閥門門做為調調節閥門門。通過過后臺儀儀表檢測測總管

10、壓壓力，通通過調節節出口閥閥門的大大小來改改變系統統的水壓壓力和流流量，滿滿足工藝藝生產用用水的要要求.閥閥門調節節方式為為手動，所有水水泵均采采用直接接啟動的的方式，單機對對單柜,各高壓壓柜均帶帶有綜合合保護裝裝置。大氮肥的的一期水水站，供供水水泵泵均為離離心清水水泵，配配套電機機為6KKV 22440KWW的三相相交流異異步電動動機. 系系統水流流量的調調節采用用調節出出口閥門門的方式式,出口口調節閥閥門采用用手動蝶蝶閥.測測量時閥閥門運行行開度均均在255%左右右，閥門門前壓力力為0.8Mppa, 閥門后后壓力為為0.441Mppa,從從而形成成閥門前前后的極極大的水水壓差值值，造成成嚴

11、重的的節流損損失，同同時造成成系統管管路的管管阻加大大.由于于管阻的的加大，在水泵泵全速運運行時易易造成泵泵體，管管路，閥閥門振動動，影響響設備使使用壽命命。且系系統操作作自動化化程度較較低，耗耗能嚴重重。若采采用高壓壓變頻調調速技術術，替代代傳統的的閥門調調節技術術，理論論上能達達到節能能降耗和和提高系系統自動動化操作作的雙重重目的。從目前前測算看看大氮肥肥一期水水站理論論上節電電率在335%左左右。（一）大大氮肥一一期水站站設備數數據1、設備備參數明明細 參數設備臺數（臺）額定功率率（KWW）配備情況啟動方式額定轉速速（r/minn）額定電壓壓（KVV）額定電流流（A）接法1#水站站循環水

12、水泵422400三開一備備直啟5786284Y接2、大氮氮肥一期期水站設設備實測測數據如如下：1#水站站：參數設備實供電壓壓（KVV）運行電流流（A）出口壓力力（Mppa）閥門類型型出口閥門開度壓力要求求（Mppa）有用功率率（KWW）功率因數數備 注1#循環環水泵6.06652860.422MPaa蝶閥22%0.441252330.8444臺水泵泵三開一一備，44臺全年年交替運運行2#循環環水泵6.1442820.422MPaa蝶閥22%0.441250880.8443#循環環水泵6.1112870.422MPaa蝶閥23%0.441254000.844注：4#循環水水泵沒開開啟使用用，開啟

13、啟運行情情況和11#，2#,3#循循環水泵泵運行情情況基本本相同。（二）、節電率率計算（1）、節能計計算理論論依據系統當前前采用的的是水泵泵閥板調調節,不不論工況況如何變變化,電電機均要要運行在在較高額額定轉速速,通過過調節滿滿足水泵泵閥板實實際工況況需要的的水量，這樣雖雖然滿足足了實際際工況的的水量需需要，但但是閥板板調節時時在節流流裝置上上產生了了很大的的節流損損失，浪浪費了大大量的能能量，同同時設備備的啟、停對電電網和設設備的沖沖擊，還還會影響響設備的的使用壽壽命。根據水泵泵學的知知識，在在水泵類類負載變變流量、變壓力力的運行行狀況中中，流量量、揚程程和消耗耗的能量量之間有有下面的的關系

14、： 水泵泵的流量量和電機機轉速成成正比； 水泵的的全壓/揚程和和電機轉轉速的平平方成正正比； 水水泵消耗耗的軸功功率跟電電機轉速速的立方方成正比比；當系統采采用變頻頻調節時時，直接接通過改改變頻率率來改變變電動機機的轉速速來滿足足不同工工況的需需求。此此時電機機消耗的的能量將將會以與與電機轉轉速立方方的關系系下降，因此變變頻調速速的節電電效果非非常顯著著。變頻頻調速方方式調速速范圍寬寬，線性性度很好好，其本本身的電電子損耗耗很低，因而無無論在輕輕載還是是滿載都都有很高高的效率率。（2）、節能估估算：以1#水水站1#循環水水泵（為為例）: 實際際測量工工頻運行行：1#循環水水泵，PP工頻=252

15、23kWW節電率估估算節： 1#循環環水泵運運行時閥閥板開度度在255%左右右，實際際的流量量約為額額定流量量的800%；節節電改造造前后功功率比為為P(流量比比)3/1/2節電裝置置效率1=00.9, 在理理論上水水泵的節節電率計計算應考考慮水泵泵實際運運行在低低速時效效率會下下降很多多，所以以在計算算中取水水泵的低低頻運轉轉損耗為為2=00.8。則P(80%)3/0.9/00.870%,則改造后后系統消消耗功率率約為：=PP =22440kWW70%15668kWW改造后相相對于工工頻閥板板運行時時的節電電量約為為：= P工頻頻=225233W115688 kWW =9955KKW則1#循

16、循環水泵泵節電改改造后節節電率為為：（/ P工頻頻）1000（9555kW/25223 kkW）100037%以上計算算均應采采用國際際單位制制進行計計算，計計算中不不包含輸輸送管道道的損耗耗情況，數據計計算采用用現場測測量值和和理論推推導值得得出1#循環水水泵理論論節電率率，考慮慮到系統統在運行行中的波波動以及及節電設設備自身身的消耗耗等因素素，節電電率會低低于理論論的計算算值，一一般在335%左左右，保保守期間間，暫按按30%計算。四、風機機、水泵泵實施方方案A、配置置變頻器器1、一次次回路由由進線柜柜、旁路路柜、變變頻器、電機組組成。2、旁路路柜的作作用是在在變頻器器維護或或變頻器器出現

17、故故障時，將電機機投入到到工頻電電網運行行，保證證生產不不受影響響。3、旁路路柜使用用自動旁旁路柜,充分發發揮變頻頻器飛車車啟動功功能,實實現工頻頻、變頻頻的雙向向無擾動動自由切切換。4、進線線柜為工工頻運行行的電機機和變頻頻運行時時的變頻頻器提供供電氣保保護，整整定值以以保護電電機為準準。5、變頻頻運行時時，變頻頻器為電電機提供供全面的的保護，但變頻頻器本身身的保護護（主要要是過電電壓保護護、速斷斷保護）由進線線柜負責責，其整整定值保保持電機機保護整整定值不不變。6、一次次回路帶隔離刀刀閘的自自動旁路路柜一次次回路圖圖B、安裝裝方案1、在3302配配電室西西側空地地建高壓壓變頻器器室2、與投

18、投資方簽簽訂投資資實施合合同3、變頻頻器安裝裝、電纜纜敷設到到位4、逐臺臺改造接接線，投投入運行行，不影影響生產產。5、改造造工期660天左左右。五、大氮氮肥一期期水站節節電估算算 目前，大氮肥肥一期水水站共有有四臺222400KW水水泵，三三開一備備，三臺臺泵都滿滿載或超超載運行行，節電電率按330%計計算，則則年節電電22440*33*0.3*887600WTT 電費按00.422元/千千瓦時計計算，則則年節省省電費11766601660*00.422=744172267.2元=7411.7226722萬元。降低主變變負荷：22440*33*0.3=220166K

19、W六、投資資回收期期設備、土土建、電電纜總投投資約8860萬萬元，投投資回收收期144個月左左右。七、經過過節電改改造后間間接效益益：（1）真真正實現現了電機機軟啟動動，啟動動電流小小于額定定電流（用工頻頻啟動時時啟動電電流是電電機額定定電流的的6-77倍，經經常造成成電機、電纜、開關損損壞，機機組被迫迫減負或或停機），啟動動更平滑滑。設備備沖擊更更小，故故障率會會明顯減減少，間間接減少少的設備備的維護護費用，設備使使用壽命命大大提提高。（2）電電機以及及負載轉轉速下降降，系統統效率得得到提高高，取得得節能效效果。大大大減少少了對設設備的維維護量，延長了了電機壽壽命，節節約了人人力物力力資源。 （3）由由于電機機以及負負載采用用工況適適應性調調節后，工作特特性改變變，設備備工況得得到改善善，延長長設備使使用壽命命。（4）、功率因因數提高高到0.9以上上，不僅僅省去了了功率因因數補償償裝置，而且減減少了線線路損耗耗，增加加了電網網穩