依托EMC模式实现供水系统节能改造项目

王文超，卢立香，乔明亮，张爱平

（日照钢铁控股集团有限公司，山东日照 276806）

依托EMC模式实现供水系统节能改造项目

王文超，卢立香，乔明亮，张爱平

（日照钢铁控股集团有限公司，山东日照 276806）

日照钢铁有限公司依托合同能源管理模式即EMC，完成了浊环提升泵系统、浊环供水泵系统、加热炉供水系统、车间净环供水系统、净环提升系统等系统的水泵和风机的高压变频节能技改。通过对这些项目的改造，实现了节能降耗的目标。

合同能源管理；水泵；风机；变频；节能

1 前言

在钢铁行业原燃料日益匮乏、环保压力日益增大的今天，各行各业都在积极探索、挖掘节能环保项目，尤其是在合同能源管理模式（EMC，Energy Management Contracting）政策的鼓励与刺激下，节能环保技改如雨后春笋般立项实施，日照钢铁紧随政府导向，积极配合改造寻求产业转型，经过几年的不懈努力，已经初见成效。

2 合同能源管理模式简介

合同能源管理（简称“EMC”）是一种新型的市场化节能机制。其实质就是以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的业务方式。这种节能投资方式允许客户用未来的节能收益为工厂和设备升级，以降低目前的运行成本；或者节能服务公司以承诺节能项目的节能效益、或承包整体能源费用的方式为客户提供节能服务。

能源管理合同在实施节能项目的企业（用户）与节能服务公司之间签订，它有助于推动节能项目的实施。依照具体的业务方式，可以分为分享型合同能源管理业务、承诺型合同能源管理业务、能源费用托管型合同能源管理业务。在传统节能投资方式下，节能项目的所有风险和所有盈利都由实施节能投资的企业承担；在合同能源管理方式中，一般不要求企业自身对节能项目进行大笔投资。

概括地说，合同能源管理模式是节能服务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，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。

3 依托EMC模式开展技改项目

目前，日照钢铁有限公司的节能环保项目大力依托合同能源管理模式，近几年，已经陆续在长材制造部型钢工场浊环提升泵系统、浊环供水泵系统、加热炉供水系统、车间净环供水系统、净环提升系统、板材制造部2150工场水处理循环水泵、炼铁制造部3#净环泵站热风炉供水泵、上塔泵、8#净环泵站热风炉供水泵等区域进行了水泵节能技改。同时，在板材制造部2150带钢工场高压浊环水泵系统、加热炉煤气助燃风机、引风机、能源动力部烧结余热发电1#、2#循环风机等区域进行了水泵和风机的高压变频节能技改，这些项目均采用合同能源管理模式，由节能服务公司垫付全部投资，改造完成根据实际节能效果进行验收，验收合格后按照合同约定分期支付节能服务公司的投资，目前型钢工场型钢水泵节能技改项目及板材制造部2150工场高压浊环水泵变频节能技改项目已完成实施并验收完成，正在按合同约定进行付款，炼铁制造部3#净环泵站水泵节能技改及烧结余热发电1#、2#循环风机变频节能技改已实施、验收完成。

3.1 水泵节能类技改

长材制造部长材制造部H型钢工场水泵房节能技改，改造17台套水泵组，全部更换为节能泵组（含电机改造更换）。

改造范围包括如下系统（各项目的具体技改方案见表1）。

表1 各项目具体技改方案

改造后要求总管压力、流量不得低于改造前的压力、流量，改造前每个控制柜安装电度表、计时器挂表一周（电度表由厂家采购，市计量局校验上线），改造后72 h开始计时，前后运行功率对比节能效率综合达到28.6%，节能效果明显。

炼铁制造部3#净环水泵站热风冷却泵组，水泵三台套，两用一备，节能改造两台主循环泵，电机未作改动，改造前后对比见表2。

表2 3#水泵站热风冷却泵组节能技改前后对比表（电机型号：YKK4503-4，电压等级：10000 V）

改造后要求总管压力、流量不得低于改造前的压力、流量，改造前每个控制柜安装电度表、计时器挂表1个月，改造后5天开始计时，前后运行功率对比节能效率达到37%，节能效果明显。

炼铁制造部3#净环泵站上塔泵组节能改造、8#净环泵站节能改造等项目正在实施过程中。

3.2 风机、电机变频节能类技改

板材制造部2150工场高压浊环水泵站共有6台浊环泵，4用2备。

改造前工频运行工况下，流量5800～7500 m3/h，压力波动范围0.98～1.26 MPa，母管制供水，6台驱动电机，额定功率1600 kW，额定电压10 kV，额定电流112.1 A。

技改后变频运行时工况下，仍为4用2备，流量5800～7500 m3/h，压力可随机设置，目前稳定在1.02±0.01 MPa，两年多的运行中满足生产需求。

经过公司各部门共同确认，改造后7天内6台泵实际工频运行114 h45 min，用电149340 kW·h；变频运行了152 h，用电146970 kW·h。

计算得知，技改前（工频）每小时耗电1301.43 kW，技改后（变频）每小时耗电966.91 kW，根据合同中甲乙双方认可的变频水泵节电率计算公式：节电率=（技改前单位时间工频耗电量-技改后单位时间变频耗电量）/技改前单位实际工频耗电量× 100%，带入数值后计算可得：节电率= （1301.43-966.91）/1301.43×100%=25.7%，此数据得到了各部门的共同确认，并且正按此数据对节能服务公司付款。

此外，变频改造后也产生了间接效益：

（1）变频泵电机功率因数较工频泵提高了，减少了系统的铜损和铁损等；

（2）水泵出口压力不再大幅波动，不再憋泵，大大减小了叶轮汽蚀，消除了水锤冲击，水泵运行在高效工况区，既提高了效率还降低了能耗，减少了叶轮、阀门等设备维护量；

（3）由于变频泵的缓起缓停、自动稳压，减少了对电网、管网的冲击。

公用设施处烧结余热发电1#、2#循环风机项目于2014年5月份实施完成，节电率计算过程如下：

1#风机变频运行节电率=（工频每小时耗电量-变频每小时耗电量）/工频每小时耗电量×100%= （1350.71-1026.43)/1350.71×100%=24.01%

2#风机变频运行节电率=（工频每小时耗电量-变频每小时耗电量）/工频每小时耗电量×100%= （1314.52-1143.57)/1314.52×100%=13.00%

1#、2#风机变频运行平均每小时节电率=（1#风机节电率+2#风机节电率）/2=变频运行平均每小时节电率=(24.01%+13.00%)/2=18.51%

计算结果：2×360余热发电循环风机变频改造项目变频运行时，平均每小时节电率：18.51%（达到协议要求，完成验收）。

3.3 无动力冷却塔节能技改

此项技术在日照钢铁应用很少，建厂初期在一炼钢有少量应用，但因当时技术不成熟，应用效果并不理想，2014年，公司技术中心重新开启了此项技术的交流，经过一系列的论证，最终确定将板材制造部二期中心水泵房净环3#冷却塔及两台上塔泵作为节能改造试点，拆除原有冷却塔电机、减速机，用水轮机替代原风叶电机，用新式节能水泵替代原有两台水泵，实现利用水泵扬程余压的推动水轮机做功带动风叶转动实现汽水热交换达到冷却目的，且改造后保证风机转速不低于原运行转速180 r/min，若此项目改造成功，将陆续推广到其他泵站，该项目也采用合同能源管理模式，实施完成后根据实际节电率分成支付厂家投资，目前项目已完成实施，经测定，冷却风机风叶转速1100 r/min，与原电机带动风机时的转速相比相差6%以内，符合协议要求及冷却使用要求，待进一步试运行后进行验收。

4 结语

通过合同能源管理模式引入这些节能技术，大大降低了企业在技改项目上的投资负担，且将投资风险降低到最小，带来明显的经济效益。在钢铁市场长期低迷的时期，极大减轻了企业负担，对企业加强能源管理、提高行业竞争力创造了有利条件，为企业节能增效的工作提供了行之有效的方法。随着节能技改项目的推广，企业的节能减排工作也得到了进一步推动。

[1]王秋林.变频节能改造中合同能源管理的研究与应用[D].北京：华北电力大学，2008.

Energy Saving Transformation of Water Supply System Based on EMC Mode

WANG Wenchao，LU Lixiang，QIAO Mingliang，ZHANG Aiping
(Rizhao Iron and Steel Holdings Co.,Ltd.,Rizhao,Shandong 276806,China)

Rizhao Steel adopted the energy management contracting (EMC)mode to realize H-voltage frequency-changing energy saving technical transformation of the pumps and fans in the lift pumping system for turbid circulating water,turbid circulating water supply pumping system,water supply system for the heating furnace,purified circulating water supply system for the workshop and purified circulating water lifting system.The goal of energy saving and emission reduction has been achieved through these transformation programs.

EMC;water pump;fan;frequency converting;energy saving

TK018

B

1006-6764(2015)06-0072-03

2015－04－20

王文超（1988－），男，毕业于冶金工程专业，大学本科学历，助理工程师，现从事技术改造项目管理工作。