冰機(jī)冷卻水泵及冷卻塔變頻改造方案_圖文.ppt

工程動力部 111#動力站冰機(jī)冷卻水泵變頻節(jié)能改造方案,dept.：工程動力部 張威龍 reporter：暖通系統(tǒng) date：2015-4-20,項(xiàng)目背景（background）,2,時間：2016年4月地點(diǎn):111#動力站， 主角：冷水機(jī)組冷卻水泵及冷卻塔 事件：冰機(jī)冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)扇變頻改造 事件描述： 目前動力站配置2臺2000rt低溫冷凍機(jī)、1臺1000rt低溫冷凍機(jī)保障整個廠區(qū)制冷的全年運(yùn)行。但在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，我們發(fā)現(xiàn)配置的冰機(jī)容量均是過大的，冰機(jī)實(shí)際負(fù)荷僅有在夏季最嚴(yán)厲的兩個月左右時間內(nèi)達(dá)到過滿負(fù)荷運(yùn)行，其余大部分時段均在5070%的工況下運(yùn)行，而此時工頻冷卻水泵卻依然保持著全負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，造成了冷卻泵電機(jī)的能源浪費(fèi)。擬將冰機(jī)冷卻水泵增加變頻控制達(dá)到節(jié)能的目的，同理冷卻塔風(fēng)扇也擬增加變頻改造。,改善方案能耗計(jì)算 1、目前動力站冰機(jī)系統(tǒng)介紹,3,冰機(jī)系統(tǒng)流程示意圖,2、冷凍水管路系統(tǒng)采用的是二次泵橋管變流量系統(tǒng),橋管將整個系統(tǒng)分隔為兩個水力工況相對獨(dú)立的回路：冷水生產(chǎn)和冷水輸送，當(dāng)冷機(jī)負(fù)荷與用戶負(fù)荷相等時，管內(nèi)流量為零；當(dāng)用戶負(fù)荷減少時，橋管內(nèi)流量從供水流向回水，我們的二次泵為變頻變速調(diào)節(jié)方式，故本次方案不針對冷凍水側(cè)的變頻改造。僅尋求冷卻水側(cè)的節(jié)能改造。,備注：冰機(jī)所有冷卻水泵均是工頻，此次改造既是增加冷卻水泵變頻器。,3、動力站的冷水機(jī)組及水泵額定參數(shù),4、3#大冰機(jī)夏季最嚴(yán)厲時刻實(shí)際運(yùn)行的能量分析,根據(jù)大冰機(jī)夏季嚴(yán)厲工況實(shí)際運(yùn)行分析可看出，冰機(jī)實(shí)際運(yùn)行溫差為3.2，則其冷量約為：4480kw，冰機(jī)額定制冷量為：7034kw，實(shí)際冷量約為額定的64%，跟冰機(jī)電流負(fù)荷60%基本一致。此時冷凝器溫差2.9，并未達(dá)到冰機(jī)額定的設(shè)計(jì)溫差5，可以得到大冰機(jī)冷卻水泵流量嚴(yán)重過量，如果溫差拉到5，即可通過降低冷卻水泵流量做到，這既是本次節(jié)能根本出發(fā)點(diǎn)。,5、通過之前的實(shí)際工況分析，節(jié)能空間在于降低3#冷卻水泵的流量，額定流量為1500m，根據(jù)能量守恒定律，通過降低電源頻率將流量由1500噸降至870噸即可滿足要求。 由于離心式水泵流量與轉(zhuǎn)速的一次方關(guān)系，而功率與轉(zhuǎn)速的立方關(guān)系。轉(zhuǎn)速與電源頻率的正比關(guān)系： 可以得出：流量下降比1500/870，則電源頻率下降至約30hz。而電功率因頻率下降降至31.2kw，可節(jié)約128.8kw。 另外由于二次泵變頻轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中流量與揚(yáng)程存在的二次方關(guān)系： h1/h2=(n1/n2) ，揚(yáng)程則會由原來的25m下降至8.41m，不足一公斤的壓頭，加上回水的高位勢能約0.5公斤，實(shí)際出水壓頭約為13.5m，還是可能會造成冷卻水無法泵送至屋面冷卻塔，故為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，必須設(shè)置最低壓頭及最低頻率，經(jīng)過廠家咨詢將最低出水壓頭確定為15m，則理論揚(yáng)程應(yīng)由25m降至10m即可。則反推流量將降低至949m/h，此時理論制冷量約為：4450kw，約為63%冰機(jī)額定負(fù)荷，另頻率降至31.6hz（最低安全頻率），而功率降至40.51kw，可節(jié)約能耗為160-40.51120kw。,而降低水泵的流量，可以通過閥門調(diào)節(jié)控制及變頻調(diào)節(jié)控制兩種方式來達(dá)到。通過右側(cè)對比曲線圖可以看出，通過變頻器的頻率調(diào)節(jié)流量的經(jīng)濟(jì)節(jié)能效果是機(jī)器顯著的，故本方案確定為采用變頻器調(diào)節(jié)。,1、根據(jù)往年大冰機(jī)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，大冰機(jī)全年運(yùn)行月份為5-9月份共計(jì)5個月，而冰機(jī)負(fù)荷低于77.5%的時段經(jīng)過統(tǒng)計(jì)約有3個月時間，在其余低冷負(fù)荷月份則運(yùn)行小冰機(jī)，根據(jù)之前計(jì)算大冷卻水泵流量由1500m/h降至949m/h，而功率降至40.51kw，可節(jié)約能耗為160-40.51120kw。 三個月共可以節(jié)約能耗為：259200千瓦時，電費(fèi)均價為0.7元/千瓦時，則每年節(jié)約費(fèi)用為18.14萬元。,效益分析計(jì)算,2、樣的根據(jù)往年小冰機(jī)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，小冰機(jī)全年運(yùn)行月份除去冬季板換的2個月間斷為5個月時間，根據(jù)之前計(jì)算可得出小冷卻水泵壓頭相同頻率最低也要為31.6hz，則流量由750m/h降至474m/h，而功率降至18.93kw，可節(jié)約能耗為75-18.9356kw。 則五個月共可以節(jié)約能耗為：201600千瓦時，電費(fèi)均價為0.7元/千瓦時，則每年節(jié)約費(fèi)用為14.11萬元。 則兩臺冷卻水泵經(jīng)過變頻運(yùn)行后每年可節(jié)約32.25萬元,效益分析計(jì)算,3、冷卻塔風(fēng)扇的變頻能耗分析 冷卻塔風(fēng)扇也是工頻運(yùn)行，擬將其也增加1臺變頻運(yùn)行?？刂七壿嫗槊咳湛諝鈱?shí)時濕球以上3為冷卻水溫度最低值，最高值為30，頻率在最低值及最高值之間穩(wěn)定連續(xù)波動。經(jīng)過與廠家的交流確定最低頻率為30hz，風(fēng)機(jī)額定功率37kw，則頻率降至30hz時，功率降至7.99kw，節(jié)約37-7.9929kw。而冷卻塔風(fēng)扇運(yùn)行時間全年至少保持一臺運(yùn)行。則一臺變頻冷卻塔風(fēng)扇每年可節(jié)約250560千瓦時，費(fèi)用為17.54萬元。 最終結(jié)果： 經(jīng)過兩臺冰機(jī)的冷卻水泵及一臺冷卻塔風(fēng)扇變頻改造后，每年共可以節(jié)約費(fèi)用為：32.25+17.54=49.79萬元,效益分析計(jì)算,1、本次改造需要新增設(shè)備為：160kw、75kw、37kw變頻器各一臺。 2、新增加控制箱費(fèi)用，原先控制箱保留以作為緊急備用。 3、原先工頻電機(jī)改善費(fèi)用。 4、控制系統(tǒng)采用plc等自動控制費(fèi)用。 5、電纜線材及安裝費(fèi)用。 6、其他。,投資成本分析：,投資成本分析：,分部分項(xiàng)工程量清單,注：可看出項(xiàng)目投資運(yùn)營后約3個月即可收回投資并開始產(chǎn)生收益。,1、本方案為111#動力站原先1#、2#冷卻水泵及1#冷卻塔電機(jī)電源變頻節(jié)能改造，主要包括3臺新變頻器系統(tǒng)的安裝就位、調(diào)試、運(yùn)行。 2、施工技術(shù)方案要求，所有設(shè)備位置及安裝說明按圖施工，不得影響其他設(shè)備運(yùn)行。安裝完成后調(diào)試運(yùn)行前，必須通知甲方及供貨方三方一起調(diào)試驗(yàn)收。 3、改造工期要求，為盡可能降低對其他設(shè)備的影響，要求7個