合同能源管理在节能中的应用探析

【例5-2】 某有色金属集团有限公司是集科研、设计、采矿、选矿、冶炼、加工、贸易为一体的大型集团企业，由于该公司已有50年历史，许多设备陈旧老化，效率低，能耗大，节能改造空间很大，根据设备运行状况及能耗情况，决定运用合同能源管理的模式对设备进行节能改造。

该集团公司通过多方考察后，与某投资咨询管理有限责任公司、北京某科技有限公司两家公司签定了《合同能源管理合同》，两家公司的分工是：前者负责项目投资，后者负责项目的设计、施工及运行维护等。

1.项目内容

按照合同规定，先期选择了几台能耗比较大的设备进行变频调速节能改造：

（1）热电分厂132kW/380V灰浆泵电动机。该设备平时调节水量是靠阀门，阀门一般开启度只有60%左右。

（2）冶炼分厂1250kW/6kV制酸风机电动机。该设备调节风机转速是靠液力耦合器。

（3）热电厂分2号锅炉引、送风机（310kW/6kV、300kW/6kV）电动机，该设备调节风量是靠风门的挡板，挡板一般开启度只有40%～50%。

2.实施目的

通过项目的实施，将设备的风门、阀门或者挡板全开，用变频器进行调整，达到节约能源、降低成本、提高生产效率的目的。

合同生效后，乙方按照合同规定进行项目的设计、采购、生产、安装及调试。设备安装完毕后7日内，甲方按改造方案检查安装情况。安装检查合格后试运行，连续运行48h后，如未出现异常现象，甲方出具试运行验收合格证明，乙方开始效益分享，效益分享期为3年。

3.具体方案

（1）基准年。3个项目基准年统一都定为2009年1月1日～12月31日。

（2）基准线。

1）年运行时间为330天×24h/天=7920h，电价为0.77元/kW·h。

2）热电分厂132kW/380V灰浆泵电动机变频调速节能改造项目基准线；改造前平均每小时耗电量为90kW·h。

3）冶炼分厂1250kW/6kV制酸风机电动机变频调速节能改造项目基准线：改造前平均每小时耗电量为833kW·h。

4）热电分厂2号锅炉引、送风机（310kW/6kV，300kW/6kV）电动机变频调速节能改造项目基准线：改造前平均每小时耗电量为500kW·h。

（3）选择不同的改造方案。

1）热电分厂132kW/380V灰浆泵电动机采用“低—低”改造方案。就是利用原来的380V低压电源和380V电动机，只新增380V低压变频器。

2）冶炼分厂1250kW/6kV制酸风机电动机采用“高—高”改造方案。就是利用原来的6kV高压电源和6kV电动机，新增加6kV/2×1.903kV整流变压器和3.3kV中压变频器，去掉原来用作调速的液力耦合器，将6kV电动机改为Y/△转换起动。(www.xing528.com)

3）热电分厂2号锅炉引、送风机电动机采用“高—低”改造方案。此方案是利用原来6kV高压电源，新增6kV/380V整流变压器、380V低压变频器、380V低压电动机。2号锅炉引、送风机电动机都是高压电动机，如只从节能效益明显来考虑则应选择“高—高”改造方案，但从整体性价比来考虑，选择“高—低”改造方案更好一些。虽然把高压电动机改成了低压电动机，但其整体性价比最好。

以上改造方案克服了液力耦合器调速装置和电动机直接起动时存在的困难：液力耦合器调速的机械特性较差，调速范围相对较窄，维修工作量大，控制响应速度较慢；电动机直接起动电流过大，对电网和设备的冲击大等。变频改造后可以很方便地通过现场压力传感装置与生产控制装置（DCS、PLC、仪表操作控制台等）构成闭环控制系统，不仅提高了自动化生产水平，保证产品质量，而且最大限度地实现了节能降耗。

另外，采用变频调速装置能减少无功电量，改善风机、泵的运行工况，延长使用寿命，减少维修费用等，为企业带来了较大的间接经济效益。

4.节能效益的计算

（1）节能效益的计算公式：

年节能效益=（改造前平均每小时耗电量-改造后平均每小时耗电量）×年运行时间×当地电费

项目实施完毕，设备稳定运行后2日内，合同双方共同参加节能量测量。测量周期为48h，取平均每小时耗电量。测量频次为每年进行一次，共3年。

（2）节能效益计算。通过一年多的运行，对3个项目的节能效益情况统计如下：

1）热电分厂132kW/380V灰浆泵电动机变频调速节能改造项目，年节能效益的统计情况见表5-1。

表5-1 年节能效益的统计表

2）冶炼分厂1250kW制酸风机电动机变频调速节能改造项目，年节能效益统计情况见表5-2。

表5-2 年节能效益的统计表

3）热电分厂2号锅炉引、送风机电动机变频调速节能改造项目，年节能效益统计情况见表5-3。

从表5-1～表5-3可知：三个项目年均节约电量416.6万kW·h，节约电费320.77万元。按合同要求节能公司每年分享节能效益的90%即288.7万元，三年共分享866.1万元，三年后所有节能设备和节能效益都归该有色金属集团有限公司所有。同时为了确实起到相应的节能效果，双方还规定了改造后应达到的节电空间，当实际的节能效益超过或低于规定的节能范围的最高限或最低限时，可将节能公司分享的节能效益按同样的数额增加或减少，也可折算成时间将节能公司的效益分享期相应地缩短或延长，这个规定对节能公司是个约束，但也是一种激励，如果节电效果好，可以分得更多的利益。

表5-3 年节能效益的统计表