徐振中

摘 ? 要：為了探尋分布式能源項(xiàng)目上面的節(jié)能效果分析方法，本文通過試驗(yàn)對(duì)分布式能源站項(xiàng)目上面原有傳統(tǒng)三項(xiàng)異步電機(jī)進(jìn)行了改造，更換上了節(jié)能電機(jī)。測(cè)量了更換節(jié)能電機(jī)前后相同時(shí)間段內(nèi)的主設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，通過對(duì)比分析相關(guān)參數(shù)，量化節(jié)能效果，總結(jié)出了可以應(yīng)用于計(jì)算其他類似的分布式能源站項(xiàng)目成本回收周期的計(jì)算公式。結(jié)合近期市場(chǎng)的相關(guān)設(shè)備價(jià)格，計(jì)算出節(jié)能電機(jī)投資成本的回收周期，為分布式能源項(xiàng)目上面選用節(jié)能電機(jī)設(shè)備提供量化分析依據(jù)。

關(guān)鍵詞：分布式能源站 ?節(jié)能 ?電機(jī) ?分析

中圖分類號(hào)：TU99 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（b）-0108-02

分布式能源是近年來興起的利用小型設(shè)備向用戶提供能源供應(yīng)的一種能源利用方式。與傳統(tǒng)的集中式能源系統(tǒng)相比，分布式能源接近負(fù)荷，可大大減少線損;由于兼具發(fā)電、供熱、供冷等多種能源服務(wù)功能，分布式能源可以有效地實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，達(dá)到更高能源綜合利用效率。

根據(jù)《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見》（發(fā)改能源[2011]2196號(hào)）文件，“推動(dòng)天然氣分布式能源，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。天然氣分布式能源節(jié)能減排效果明顯，可以優(yōu)化天然氣利用，并能發(fā)揮對(duì)電網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)的雙重削峰填谷作用，增加能源供應(yīng)安全性[1]?！?/p>

依據(jù)《國(guó)家發(fā)展改革委 國(guó)家能源局關(guān)于推進(jìn)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的實(shí)施意見》（發(fā)改能源[2016]1430號(hào)）文件，“建設(shè)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程是構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源系統(tǒng)的重要任務(wù)之一[2]?！薄笆翘岣吣茉聪到y(tǒng)綜合效率的重要抓手，對(duì)于建設(shè)清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義[2]。”

根據(jù)《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)〈分布式發(fā)電管理暫行辦法〉的通知》（發(fā)改能源[2013]1381號(hào)）文件，“鼓勵(lì)企業(yè)、專業(yè)化能源服務(wù)公司和包括個(gè)人在內(nèi)的各類電力用戶投資建設(shè)并經(jīng)營(yíng)分布式發(fā)電項(xiàng)目，豁免分布式發(fā)電項(xiàng)目發(fā)電業(yè)務(wù)許可[3]。”

在國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大力調(diào)整下，在供給側(cè)深化改革和綠色低碳發(fā)展的大背景下，在國(guó)家政策支持下，分布式能源項(xiàng)目節(jié)能降耗工作被擺在了突出的位置，節(jié)能降耗在分布式能源項(xiàng)目的建設(shè)和生產(chǎn)過程中也發(fā)揮著越來越重要的作用。

1 ?原理分析

要對(duì)比節(jié)能電機(jī)和傳統(tǒng)三項(xiàng)異步電機(jī)對(duì)整體設(shè)備或項(xiàng)目的能耗情況，首先要保證對(duì)比時(shí)間段內(nèi)兩種電機(jī)所帶負(fù)載輸出的機(jī)械有用功相同，然后對(duì)該時(shí)間段內(nèi)輸入兩種電機(jī)的總有用功電量進(jìn)行對(duì)比分析。在本試驗(yàn)中，電機(jī)負(fù)載為風(fēng)機(jī)，且整個(gè)試驗(yàn)在同一臺(tái)風(fēng)機(jī)上進(jìn)行。

在本系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)閥門開度在更換電機(jī)前后保持一致，風(fēng)機(jī)更換電機(jī)前后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及阻損也基本恒定。根據(jù)風(fēng)機(jī)計(jì)算相關(guān)原理，在本試驗(yàn)中，在同一工況（系統(tǒng)阻損）下，可以用相同時(shí)間段內(nèi)系統(tǒng)耗電累計(jì)值來代表該時(shí)間段內(nèi)風(fēng)機(jī)做功。在相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出節(jié)能電機(jī)投資回報(bào)周期的計(jì)算公式。結(jié)合相關(guān)設(shè)備材料等市場(chǎng)價(jià)格，計(jì)算其他類似項(xiàng)目的節(jié)能設(shè)備投資成本回收周期。

2 ?試驗(yàn)內(nèi)容

本試驗(yàn)用SFD智能電機(jī)在同工況轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)下較原異步變頻電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的節(jié)電情況。本次試驗(yàn)選定的載體為某能源站生產(chǎn)車間2#蒸汽爐除塵引風(fēng)機(jī)。原三項(xiàng)異步電機(jī)已經(jīng)在運(yùn)行，停爐更換節(jié)能型SDF電機(jī)后，對(duì)停爐前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。

該系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)如下所述。

風(fēng)機(jī)型號(hào)：Y8-39，根據(jù)爐內(nèi)爐膛負(fù)壓和蒸汽壓力來手動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速;配用電機(jī)型號(hào)：YVF2-315M-4，額定功率132kW，額定轉(zhuǎn)速1485r/min，額定電流101A（銘牌參數(shù)）;所配變頻器：深藍(lán)SB200系列。

該試驗(yàn)系統(tǒng)原設(shè)計(jì)有各種流量和其他檢測(cè)裝置，但沒有電度計(jì)量裝置，為此，首先在2#蒸汽爐的動(dòng)力回路始端加裝了臨時(shí)電度表，用于電量計(jì)量。

為了保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在加裝臨時(shí)計(jì)量裝置后，每天早上6：00和晚上18：00各記錄一次電表數(shù)據(jù)，流量等其他數(shù)據(jù)每小時(shí)記錄一次。

3 ?試驗(yàn)過程

3.1 原來的異步電機(jī)能耗

試驗(yàn)準(zhǔn)備工作完成后，開始對(duì)原三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行能耗測(cè)量，選取6d的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)如表1所示。

3.2 SFD節(jié)能電機(jī)能耗

將原電機(jī)拆下，更換上開關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)和測(cè)量。也共計(jì)6d的各種數(shù)據(jù)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

4 ?前后數(shù)據(jù)分析

前后數(shù)據(jù)分析如表3所示。

5 ?試驗(yàn)分析

（1）SFD系列智能電機(jī)（額定功率132kW），在本試驗(yàn)系統(tǒng)每小時(shí)耗電量、每噸水耗電量和每噸汽耗電量，較原異步電機(jī)的節(jié)電率分別為：27.6%、15.79%和21.86%，三種對(duì)比方式的平均節(jié)電率為21.75%。

（2）最終經(jīng)相互對(duì)比并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，選取噸汽耗電的數(shù)據(jù)來作為最終參考比較符合實(shí)際的節(jié)能效率，通過此次試驗(yàn)，SFD節(jié)能電機(jī)系統(tǒng)調(diào)速性能明顯改善，運(yùn)行穩(wěn)定，工況綜合節(jié)電率達(dá)21.86%，改造前后每噸蒸汽的節(jié)省的耗電量Q節(jié)約=0.61kWh。

6 ?節(jié)能電機(jī)投資回報(bào)周期的分析方法

7 ?結(jié)語

電機(jī)額定功率約高，更換為節(jié)能電機(jī)經(jīng)濟(jì)效益更高，投資回收周期越短。功率大的電機(jī)應(yīng)重點(diǎn)考慮選用節(jié)能電機(jī)。本試驗(yàn)適用于其他類型節(jié)能電機(jī)設(shè)備。本公式可應(yīng)用于其他類似分布式能源站包含鍋爐供能的項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家能源局.關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見（發(fā)改能源[2011]2196號(hào)）[EB/OL]（2011-10-14）http：//www.nea.gov.cn/2011-10/14/c_131190266.htm.

[2] 國(guó)家發(fā)展改革委，國(guó)家能源局.國(guó)家發(fā)展改革委 國(guó)家能源局關(guān)于推進(jìn)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的實(shí)施意見（發(fā)改能源[2016]1430號(hào)）[EB/OL]（2016-7-4）http：//www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201607/t20160706_810652.html.

[3] 國(guó)家發(fā)展改革委.國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)《分布式發(fā)電管理暫行辦法》的通知（發(fā)改能源[2013]1381號(hào)）[EB/OL]（2013-7-18）http：//www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201308/t20130813_553444.html.