合同能源管理助力循环水系统能源绩效提升

摘 要：合同能源管理是企业拓宽融资渠道，降低技术风险，推进节能技术改造的有效手段，是企业实施绿色低碳战略的重要举措，是国家推广的节能技术改造模式。某企业与节能服务公司进行合同能源管理项目技术改造循环水系统，项目完成后循环水电单耗较上年同期降低27.8%，节电效果显著，充分体现节能项目实施在降本增效工作中的作用。

关键词：循环水系统;合同能源管理;节能;技术改造

1 合同能源管理概述

合同能源管理是指节能服务公司与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标，节能服务公司为实现节能目标向用能单位提供必要的服务，用能单位以节能收益支付节能服务公司的投入及其合理利润的节能服务机制。合同能源管理可以解决耗能企业开展节能项目缺乏资金、技术、人员、管理经验等问题，实现节能零投资、零风险、持久受益，从而提高其节能积极性，并使企业有更多精力发展主营业务。

2 循环水系统情况简介

某企业循环水系统冷却塔一座，共3间，同列布置，单塔处理量4000m3/h，其中2间采用逆流式机械通风，1间采用水轮机通风，冷却塔风机配功率185kW。旁滤部分设置了2组共计10台全自动过滤器，每台额定处理能力50t/h，合计处理能力500t/h。循环水泵共4台，目前3用1备，单台泵流量4000m3/h，电机功率710kW，扬程48m，露天布置。

3 循环水系统能耗分析及改造

企业委托节能服务公司对循环水系统进行了调查、测试，从系统整体耗能情况分析，认为该系统仍存在 “低效率、高能耗”现象。

①水泵实际运行效率较低只有80%-82%，与高效（90%以上）节能设备有较大的差距：a.水泵本身的性能不高，额定效率只有85%，另一方面由于现场进水水位较低，使性能与效率有所下降，容易引起泵发生汽蚀;b.另外一方面水泵与系统的管路特性曲线不匹配，水泵严重闭阀运行，处于不经济运行状态;

②循环水系统设计水量正常为12000t/h，当前实际用水量约为9500～10000t/h，目前系统满负荷运行，并且气温较高。工艺装置温差在5℃以下，与经济运行温差7-8℃还是差距。目前流量的使用效率不高，没有处于经济状态下运行。可以采用大小泵搭配运行，高负荷（6-9月）运行3台大泵总流量达到9500～10000t/h，低负荷（10-5月）运行两大一小总流量8600～8900t/h。本次技改新增一台小泵及其配套辅助设施。若经过调试，运行两大一小也能满足系统生产要求，则可以全年度运行两大一小;

③水量供需不平衡，需要的水量小于设计的流量，使设备处于偏工况低效率运行，从而增加泵站能耗;

④循环水系统输送过程阻力趋势图及能耗分析。输送过程中阻力的大小体现了管网“运输效率”的高低，由于流体是具有连续性和传递性，在输送过程中所消耗的能量是由泵站所提供的，因此，管网运行效率（管网有效利用功率或末端输出功率与起始端输入功率之比的百分数）的高低也是能耗的一个重要量化指标。a.经检测管网输送过程中各阻力消耗情况：泵出口到总管压力损失=（0.5-0.419）=0.081MPa，主要消耗在出口阀门调节以及多功能水利控制阀上，局部阀件阻力偏大，增加无效能耗;b.上塔阻力，冷却塔高10m，回水压力0.25MPa，通过上塔闭阀门调节，其阻力达到了15m;

综上分析：循环水系统的供、回输送过程能量消耗大，管网运行效率较低，可以通过优化改造消除或者降低。

⑤冷却塔单元：a.投运冷却塔组（3个）额定总流量12000t/h，从实际流量10000t/h、温差、供水温度、风机功率通过数学模拟分析和冷却塔冷却能力可知，冷却塔冷却效果不存在问题;b.通过风机叶片角度调整已降低风机的运行功率，同时鉴于该系统热负荷基本稳定，冷却塔冷却能力主要与四季环境温度变化有关，但目前循环水供水温度无法精细化调节;c.系统温差6.1℃（主控显示），合理温差应在7℃-8℃，流量还存在一定的调整空间。

从以上分析，对冷却塔风机进行改造，增加一套变频控制系统，用于调节循环水供水温度。

4 项目实施结果，能源绩效参数改进

项目实施周期约一年， 从项目建议书、可行性研究报告/技术方案、商务谈判、项目设计与建设、生产运行、项目评价、履行合同等步骤，原则上参照企业现有项目前期论证、项目设计、工程建设、开车等相关管理制度要求执行。笔者所在部门进行全过程监督，保质保量，确保改造系统设备、设施安全及稳定、长周期运行。

项目改造完成后对循环水系统进行节能效果验证，系统稳定运行169小时16分。整个循环水系统运行循环水泵两大一小，供回水量9019/8548m3/h，供回水压力0.402/0.252MPa，供回水温度25.8/32.1℃，吨水电耗0.163kWh/t。改造后效果验证期内循环水小时耗电量1471kW，较能耗标定期内小时耗电量2037kW降低27.79%。

参考文献：

[1]王红红.企业实施合同能源管理的绩效评价研究[D].南昌：江西师范大学，2015.

[2]陈紫微.合同能源管理项目关键成功因素与项目绩效关系研究[D].天津：天津大學.

作者简介：

徐荣（1982- ），男，东南大学动力工程硕士，主要从事石油化工节能管理工作。