1、XX礦業開發有限公司水泵及破碎機變頻節電技術改造項目方案編號：OJNY-G1-002XX礦業有限公司水泵電機變頻技能改造方案審定:審核:編寫:XX能源科技有限公司二0一二年六月二十八日目錄1 總論41.1 項目由來錯誤!未定義書簽。1.1 項目概括41.2 項目主要經濟技術指標42項目承辦單位概括62.1 湖南博隆礦業開發有限公司概括62.2 公司用能概括63變頻節電技術改造實施方案73.1 項目工作目標73.2 變頻節電技術改造方案73.3 改造后設備運行特性10.4節能114.1 計算依據.1.1.4.2 項目概括.1.1.4.3 改造前電機耗能情況.1.1.4.4 改造后水泵電機消耗狀況

2、及節電量計算1.25工程實施進度175.1 工程項目實施條件1.7：.5.2 施工進度控制17.6投資估算187節電經濟效益分析與財務評價198結論與建議20附表一211總論1.1 項目概括1.1.1 建設項目名稱、性質及建設地點建設項目名稱：瀏陽七寶鄉湖南博隆礦業開發有限公司水泵及破碎機變頻節電技術改造項目；建設單位：瀏陽七寶山湖南博隆礦業開發有限公司；法人代表：；項目性質：技改項目；建設地點：瀏陽七寶山湖南博隆礦業開發有限公司水泵房及選礦廠。1.2 項目主要經濟技術指標表1-1項目主要經濟技術指標在舁廳P項目名稱指標備注1改造前年耗電量2改造后年耗電量3年節電量4節電率5項目改造總投資6節

3、電收益7投資回報期2項目承辦單位概括2.1 湖南博隆礦業開發有限公司概括瀏陽七寶山湖南博隆礦業開發有限公司是由博隆公司和七寶山鄉政府合作成立的隸屬于長沙市的未改制的國有企業。主要采用地表選礦、地下采礦的采選一體的生產方式。目前生產規模為粗礦25萬噸/年，精礦10萬噸/年，年產值約2億元，年稅收達到3000多萬元。主要產品有銅、鐵、鉛、鋅、磷精礦，副產品有金銀等貴重金屬。2.2 公司用能概括博隆礦業有限公司的主要用能設備有球磨機、破碎機、浮選機、水泵以及其他用電設備，主要消耗的能源為電能。2.2.1 電源現有用電量約為1400萬度/a,由瀏陽市供電局供電統一供電。2.2.2 水源公司采用自備的地

4、下水抽取系統，廢水經過處理后循環使用，耗費量基本不計。3變頻節電技術改造實施方案3.1 項目工作目標博隆礦業開發有限公司選礦廠現有水泵破碎機等電機設備共114臺，裝機容量2681kW。大部分設備都處于滿負荷運行狀態不需要進行變頻節能改造。擬改造裝機容量868kW,其中顆式破碎機75kW的2臺、30kW的1臺、37kW的1臺；中型圓錐破碎機110kW的1臺、離心泵30kW的2臺、渣漿泵55kW的2臺、75kW的2臺、膠泵18.5kW的4臺、55kW的2臺、立式渣漿泵18.5kW的2臺設備名稱顆式破碎機中型圓錐破碎機離心泵渣漿泵立式渣漿泵膠泵數量（臺）2111222242功率75303711030

5、557518.518.5553.2 變頻節電技術改造方案3.2.1 改造方案簡述改造前電機的流量的調節均通過手動進行調節，這樣勢必造成能量損失，在實際運行中浪費大量能源，造成能耗偏高。改造方案通過選購適當容量的變頻器，配裝在破碎機與泵拖動電機前，用來調節各時段對應的電動機轉速來滿足不同的生產要求，從而達到節能效果。為了保證水泵風機等設備運行的可靠性，在配置拖動電機時，都留有一定的富余量。由于水泵電機拖動設備為平方轉矩負載，軸功率與轉速成立方關系，所以當水泵轉速下降時，消耗的功率也大大下降，因此節能潛力非常大，節能效果非常明顯。破碎機是恒功率負載，具有周期波動性，節電率與波動大小有關，加裝變頻后

6、，提高了破碎機的生產率、提高了設備自動化的程度、延長了設備正常工作的時間，而當設備采用閉環控制時，相對節電率大些。3.2.2 變頻節電技術原理從流體力學的原理得知，使用感應電動機驅動的水泵負載、軸功率P與流量Q,揚程H的關系為；PQH。當電動機的轉速由n1變化到n2時，Q、P、H與轉速的關系如下：Q2/Q1n2/n1H2/H1(n2/n1)2P2/P1(n2/n1)3由以上三個關系式可以看出，Q和電機的轉速n成正比，而所需的軸功率與轉速的立方成正比。變頻器通過調節水泵電機的頻率，進而調節水泵電機的轉速，例如當需要80%的額定流量時，通過調節電機的轉速至額定轉速的80%,即調節頻率到40HZ即可

7、，此時所需功率僅為原來的51.2%。考慮減速后效率下降和調速裝置的附加損耗，通過實踐統計，電機通過調速控制科節能20%-50%,有些電機負載節能比例達60%以上。3.2.3 變頻調速主要技術特點(1)動態調整迅速適應負載變動，供給最大效率電壓。變頻器在軟件上設有5000次/秒的測控輸出功能，始終保持電機的輸出高效率進行。(2)通過變頻自身的V/F功能節能在保證電機輸出力矩的情況下，可自動調節V/F曲線。減少電機的輸出力矩，降低輸入電流，達到節能狀態(3)變頻自帶軟啟動在電機全壓啟動時，由于電機的啟動力矩需要，要從電網吸收5-7倍的電機額定電流，而大的啟動電流既浪費電力，而且對電網的電壓波動損害

8、也很大，增加了線損和變損。采用軟啟動后，減少了啟動電流對電網的沖擊，節約了電能，也減少了啟動慣性對設備的大慣量的轉速沖擊，延長了設備的使用壽命。(4)提高功率因子電動機通過電磁作用而產生力矩。繞組由于具感抗作用。對電網而言，阻抗特性呈感性，電機在運行時吸收大量的無功功率，造成功率因子很低采用變頻調速后，由于其性能已變為：AC-DC-AC,在整流濾波后，負載特性發生了變化。變頻器對電網的阻抗特性呈陽性，功率因子提高，減少了無功損失。3.3改造后設備運行特性本項目改造實施后，水泵和電機啟動時可以實現軟啟動，使電機起動轉速平緩上升，可避免啟動電流過大對電網的沖擊，在實現了軟啟動的同時也提高了系統的可

9、靠性。采用變頻器控制電機的轉速，取代擋板和閥門調節，減少了截流損失，延長了設備維護周期和設備的使用壽命，有利于改善水泵和電機的動力學流動特性，經過改造后的水泵具有可控性增強、設備運行穩定、節能效果顯著的優點。4節能4.1 計算依據企業技能量計算方法GB/T13234-91節電技術經濟效益計算與評價方法GB/T13471-2008企業提供的相關基礎資料4.2 項目概括本項目為電機變頻節電技術改造項目，經現場調研，擬對其中19臺電機進行變頻節電技術改造，總裝機容量868kW。4.3 改造前電機耗能情況改造前，通過擬進行變頻節電技術改造的6臺電機的實際運行進行測試，計算可得，改造前19臺電機年耗電4

10、72.3萬kWh,詳見表4-1改造前水泵、電機電能消耗情況表表4-1改造前水泵、電機電能消耗情況表在舁廳P設備名稱電機容量年運行時間年耗電量（萬kWh）1顆式破碎機4臺217kW7200110.92中型圓錐破碎機1臺110kW720056.23離心泵2臺60kW720033.84渣泵機4臺260kW7200146.75膠泵6臺184kW7200103.86立式渣漿泵2臺37kW720020.9合計868kW7200472.34.4 改造后水泵電機消耗狀況及節電量計算4.4.1 改造后水泵、破碎機耗能狀況本項目擬對的17臺電機設備進行變頻節電技術改造，其中顛式破碎機4臺、中型圓錐破碎機1臺、離心

11、泵2臺、渣泵機4臺、膠泵6臺。改造前的年耗費量以實際測量數據和企業提供的基礎資料為準，依據變頻改造的技術原理，可以估算出安裝變頻裝置后，擬改電機、水泵的年耗電量。改造前后電機電力消耗狀況及節電量詳見表4-2改造前后電機電力消耗狀況及節電量表。表4-2改造前后電機電力消耗狀況及節電量表序號設備名稱電機容量年運行時問改造前年耗電量（萬kWh）改造后年耗電量（萬kWh）年節電量（萬kWh）節電率（%）1顆式破碎機4臺217kW7200110.967.243.739.42中型圓錐破碎機1臺110kW720056.234.122.139.33離心泵2臺60kW720033.818.615.244.94渣

12、泵機4臺260kW7200146.780.566.245.15膠泵6臺184kW7200103.857.046.845.16立式渣漿泵2臺37kW720020.911.59.445合計831kW7200472.3268.9203.443.1從上表可以看出，改造后，實施變頻節電技術改造的水泵、破碎電機共19臺，年耗電量268.9kWh,年節電量為203.4kWh,節電率為43%。額定流量時的水泵電機軸功力：504kW風機水泵特性：H=H0-(H0-1)*Q2圖4-1(H揚程、Q流量、H0流量為0時的揚程)水泵、風機電機特性：流量量Q為0時，揚程H為1.4p.u（標準值，以額定值為基準）；設曲線特

13、性為H=1.4-0.4Q2水泵、風機軸功率P:P=KpQH/ib（P軸功率、Q流量、H壓力、rib風機水泵效率）年運行時間為：7200小時水泵、風機的運行模式為：流量100%,年運行時間的20%流量70%,年運行時間的50%流量50%,年運行時間的30%1）變閥調節控制流量時假設P100為100%流量的功耗，P70為70%流量的功耗，P50為50%流量的功耗P100=5410.98=552kWP70=5410.7（1.4-0.40.72）0.98=429.7kWP50=5410.5（1.4-0.40.52）0.98=329kW年耗電量為：55272000.2+429.772000.5+3297

14、2000.3=3052440KWh假設電費以1元/kWh計算，年耗電成本為:30524401=3052440元2）變頻調節控制流量時假設P100為100%流量的功耗，P70為70%流量的功耗，P50為50%流量的功耗P100 = 5410.98 0.97 = 569kWP70 = 5410.7 0.7 0.7 0.980.97 = 195.2kWP50 = 5410.5 0.5 0.5 0.980.97 = 71.1kW年耗電量為：56972000.2 + 195.272000.5+71.172000.3=1675656KWh假設電費以1元 /kWh計算，年耗電成本為1675656 1=167

15、56561年所節省的電費:3052440 - 1675656 = 1376784節電率為13767843052440 = 45.1%4.4.3破碎機節能計算假設電動機的效率=98%壓變頻器的效率=97%（含變壓器）破碎機總功率327kW假設P100為100%負載的功耗，P70為70%負載的功耗，P50為50%負載的功耗P100=3270.98=333.7kWXX礦業開發有限公司水泵及破碎機變頻節電技術改造項目0.5P50P100 = 3270.98 0.97 = 344kWP70 = 3270.7 0.7 0.7 0.980.97 = 118kWP50 = 3270.5 0.5 0.5 0.9

16、80.97 = 43kW年耗電量為：34472000.2 + 11872000.5P70=3270.70.98=233.6kWP50=3270.50.98=166.8kW年耗電量為：32772000.2+233.67200+166.872000.3=1672128KWh1）變頻調節控制負載時假設P100為100%負載的功耗，P70為70%負載的功耗,為50%負載的功耗=43.1%+4372000.3=1013040KWh假設電費以1 元 /kWh計算，年耗電成本為1013040 1=15609601年所節省的電費1672128 - 1013040 = 659088節電率為6590881672128 =39.4%總節電率為(1376784+659088)(3052440+1672128)XX礦業開發有限公司水泵及破碎機變頻節電技術改造項目5工程實施進度5.1 工程項目實施條件本項目為改造工程，建造的設備均在已建成的廠房內施工，場地、水和電施工條件均具備，廠址位置交通方便，安裝所需材料運輸方便，可利用場地能夠滿足現場施工需要。需要注意的就是安排好設備改造和生產的關系，保證安全。5.2 施工進度控制6