电机系统变频节能改造工程建设项目可行性研究报告Word文档下载推荐.docx

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为了确保优质原粮供应，公司在xxxx市黄河及引黄灌渠小开河两岸建立了100万亩优质小麦种植基地，实行“统一供种，统一供应肥料，统一供应农药，统一技术指导，统一收购”的五统一生产模式。

过硬的产品质量，完善的售后服务，中裕产品赢得了广大消费者的青睐。

公司产品现已销往全国30多个省市自治区，销售网络遍布全国各地。

“中裕”牌小麦粉被国家发改委、国家粮食局、铁道部、教育部、科技部等部委内部食堂定为专供面粉。

在不断拓展国内市场的同时，公司领导把眼光瞄准了国际市场，并积极的邀请国外客户来公司考察合作。

2007年以来公司生产的高档面包粉、面包糠、乌东面、挂面、花色挂面等产品以其过硬的产品质量得到了广大外商的认可，现已远销韩国、朝鲜、泰国、越南、印尼等国家和地区。

公司将按照现代企业管理的要求，遵循循环经济的理念，大力实施人才、品牌两大战略，将xxxx打造成规模、技术国内领先，产品覆盖大江南北，标准化的、综合性、循环型的国家级农业产业化龙头企业。

1.5.2项目建设地点

该项目是为xxxxx有限公司电机系统变频节能改造工程项目，其建设地点位于xxxxx有限公司厂区内。

无需征地，也不涉及到移民问题，无社会影响。

1.5.3项目建设主要内容

节能减排是我国的一项基本国策，也是我国国民经济可持续发展战略的重要的组成部分。

我国是能耗大国，随着国民经济的快速增长，能源紧张趋势的日益严峻，节能改造降低能耗已势在必行。

提高能源利用效率，实施节能技术改造是企业顺利发展刻不容缓的紧要任务，本期工程主要内容为：

主要改造内容：

6kV高压电机设备变频节能技术改造（含配套供电线路改造及DCS控制系统调整）。

1.5.4项目实施后预期效果

设备改造前6KV高压电机设备年耗电量约为：

14000万千瓦时，本技改项目完成后主要设备每年节约用电量约为：

5650万千瓦时，高压变频系统自身新增电力消耗为：

300万千瓦时，本技改项目完成后预计年节电量为：

5350万千瓦时，折合标准煤19100吨（按每度电折合0.357千克标准煤），改造完成后6KV高压电机设备年耗电量约为：

8650万千瓦时，项目节能降耗成果显著，实现了节能减排，可持续发展的目标。

通过技术改造，减少能源消耗量，为实现节约型社会做出贡献，实现了环境效益、社会效益、经济效益三丰收。

1.5.5主要经济技术指标：

主要技术经济指标表

表1-2

序号

指标名称

单位

指标

备注

1

项目总投资

万元

9860.45

1.1

固定资产投资

2

主要原材料、水电等消耗

2.1

变频设备新增用电消耗

204

3

新增劳动定员

人

不增加

4

项目节电收益

3842.00

5

年总成本

2232.43

年均

6

利润总额

1609.57

10

投资回收期

年

5.59

（含建设期1年）

11

投资利润率

%

17.14%

12

投资利税率

13

内部收益率（FIRR）

17.45%

第二章编制目的、依据、原则和范围

2.1编制目的

对本项目有关的社会、经济、技术等各方面进行深入细致的调查研究，对各种可能采用的技术方案和建设方案进行认真的技术经济分析和比较论证，对项目建成后的经济效益进行科学的预测和评价。

在此基础上，对本项目的技术先进性和适应性、经济合理性和有效性，以及建设必要性和可行性进行全面分析、系统论证、多方案比较和综合评价，得出本项目是否应该投资和如何投资等结论性意见，为项目投资决策提供可靠的科学依据。

2.2编制依据

2.2.1xxxxx有限公司委托xxxx编制该项目可行性研究报告的委托书；

2.2.2项目单位提供的有关基础数据资料；

2.2.3现行有关设计规范、标准、规定；

2.2.4中华人民共和国节约能源法（2007修订）有关规定。

2.2.5国家、xxxx省有关政策、法规及投资政策；

2.2.6国家发改委、建设部《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）;

2.3编制原则

2.3.1、对项目进行全面研究、科学评价的原则。

2.3.2、坚持客观性、科学性、公正性、可靠性和实事求是的原则。

2.3.3可研报告按照国内有关的建设项目可行性研究报告深度要求进行编写；

2.3.4贯彻“清洁生产原则”采用能耗小、无污染、资源利用率高的先进工艺。

2.3.5吸取粮油深加工项目建设和变频节能项目的先进经验，坚持先进适用的原则。

2.3.6按照国家“十一五”期间开展十大重点节能工程之“电机系统节能工程”的要求。

2.3.7为提高工程的可靠性，采用设备为国际先进性。

2.3.8努力创造条件使节能改造不影响正常生产。

2.4可行性研究的范围

针对xxxxx有限公司电机系统变频节能改造工程项目进行研究评价。

本可行性研究的范围主要包括以下内容：

2.4.1变频节能工程的建设条件；

2.4.2变频节能工程技术方案；

2.4.3变频节能工程投资估算及运行成本分析；

2.4.4变频节能工程技术与经济分析。

第三章建设的必要性

3.1符合国家“十一五”规划纲要和循环经济要求

当前，实现节能减排目标面临的形势十分严峻。

今年来，全国上下加强了节能减排工作，国务院发布了加强节能工作的决定，制定了促进节能减排的一系列政策措施，各地区、各部门相继做出了工作部署，节能减排工作取得了积极进展。

但是，“十一五”节能减排工作的难度仍然很大，据统计，近年来工业特别是高耗能、高污染行业增长过快，占全国工业能耗和二氧化硫排放近70%的电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等六大行业增长20.6％，同比加快6.6个百分点。

我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。

这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。

不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。

只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。

同时，温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。

进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要，是我们应该承担的责任。

04年以来，能源紧缺成为了议论的焦点。

电力紧张制约了我国经济的发展。

为使我国的国民经济走上持续发展的健康轨道，各级政府和社会各界都极为重视节能降耗工作，把这项工作提高到战略高度去抓。

“十一五”规划建设目标的一个重要特点是，从产出方面提出了目标要求，人均GDP翻一番，同时也提出另外一个约束性非常强的指标，单位GDP能耗要比“十五”期末降低20％。

而实现单位GDP能耗下降20％的主要途径有三个，包括结构节能、推进技术节能及管理节能。

可以看出节能已成为一项政府行为，也是十一五规划的工作重点之一。

3.2环境保护和节能降耗的需要

随着国民经济的快速发展，国内能源消费的不断增长，能源供需矛盾日益突出，实施节能技术改造是企业顺利发展刻不容缓的紧要任务。

电机系统包括电动机、被拖动装置、传动控制系统及管网负荷。

电机系统用电量约占全国用电量的60%，其中风机、压缩机的用电量分别占全国用电量的10.4%、9.4%。

我国80%以上的电机产品效率比国外先进水平低2－5个百分点，虽然设计水平与国外先进水平相当，但制造技术和工艺有差距；

电机传动调速及系统控制技术差距较大，产品效率比国外先进水平低20－30%。

电机系统量大面广，节电潜力巨大。

全国现有各类电机系统总装机容量约4.2亿千瓦，运行效率比国外先进水平低10－20个百分点，相当于每年浪费电能约1500亿千瓦时。

我国电力供应大部分为火电，电力企业是我国的用煤大户。

煤炭作为我国的主要能源之一,75%的原煤用于直接燃烧。

而煤在燃烧过程中会产生大量的气体,气体中含有大量的CO2、SO2、NOX等污染物,其中CO2为温室气体,SO2可导致酸雨形成,NOX在一定条件下可破坏臭氧层及产生光化学烟雾,这些都是引起大气环境恶化的主要元凶。

因此,燃煤产生的气体是造成我国生态环境破坏的最大污染源之一。

我国的能源消费占全世界能源消费的8.0%-9.0%,SO2的排放量占到全世界总排放量的15.1%,而燃煤所排放的SO2又占全国总排放量的87.0%。

据统计,我国煤炭年消费量高达12亿吨,SO2年排放量超过20000吨,预计到2010年我国煤炭年产销量将达到18亿吨,如果不采取有效的控制措施,SO2的排放量将达到30000吨,数字十分惊人。

电机变频节能技术是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一。

3.3企业可持续发展的需要

根据国家十大重点节能工程之“电机系统节能工程”的要求对全公司电机系统进行变频节能技术改造，通过工艺系统流程变频调速及自动化控制代替落后的节流调速等措施实现到节能１５%以上的目标。

xxxxx有限公司电机系统存在的主要问题是：

电动机效率低；

系统调节方式落后，大部分风机采用机械节流方式调节，效率比调速方式约低30%。

仅高压电机年消耗电力就达14000万千瓦时，是当地能耗大户，对现有的电机实施节能技术改造，有利于企业充分发挥设备潜力，增强生产线的自动化控制能力，提高运行效率，达到降低能耗，促进技术进步，提高企业的竞争力和经济效益，实现企业的可持续发展。

因此，xxxxx有限公司对全公司生产线电机系统变频节能改造，符合国家节能政策，节约能源消耗量，降低企业运营成本，对提高大气环境质量和国民经济是有益的，对促进企业进一步发展是必要的，且效益显著。

第四章项目建设条件

4.1主体工程概况

主体工程为xxxxx有限公司电机系统变频节能改造工程项目，利用现有工业场地建设。

工程计划用12个月时间完成全部项目改造工作。

4.1.1建设地点位置

xxxxx有限公司现有厂区内。

4.1.2自然条件

（1）地点与地理位置

本项目拟建于xxxx省xxxx市滨城区滨北开发区xxxxx有限公司厂区内。

xxxx市位于xxxx省北部、黄河三角州腹地、渤海湾西南岸，北通渤海，东临东营市，南连淄博市，西南与济南市交界，西与德州市接壤，西北隔漳卫新河与河北省海兴县、黄骅市相望。

全市境域横跨黄河两岸，地理坐标为：

东经117°

15'

至118°

37'

，北纬36°

41'

至38°

16'

。

东西最大跨径120公里，南北最大跨径175公里，总面积9444.65平方公里。

（2）地形、地貌情况

xxxx市地处燕山运动断裂带，渤海凹陷西南边缘与泰沂山区山前冲积平原的交接地带，地势南高北低，大致上由西南向东北倾斜，渐次过度到大海。

齐河至广饶大断裂带从中部穿过，小清河基本上处断层裂隙处，从而将全市分成南北两个不同的地质构造单元。

小清河以北属黄泛平原，小清河以南属泰沂山区山前冲积平原。

形成全境西高东低，南北高中间洼的颠簸状地形特点，平均海拔8米。

项目建设地点冻土深度：

最大冻土深度570mm、抗震设防烈度：

6度。

（3）水文地质条件

水文地质：

地下水埋藏较浅，地下水对砼及砼中钢筋均无侵蚀性。

项目区位于华北平原构造带、郯庐构造带之间与渤海湾交汇处。

自新生代以来，该区以大规模沉降运动为主，沉积了厚度巨大的松散岩系，下伏第三系基岩。

（4）气候条件

xxxx市地处xxxx北部，气候宜人，光照充足，属东亚暖温带亚湿润大陆性季风气候，冬冷夏热，雨热同期，四季分明。

1）气温：

极端最高气温40.9℃

极端最低气温-20.9℃

年平均气温12.5℃

2）主导风向、风速：

常年主导风向为东北风向

最大风速：

25M/S

极大风速：

38.3M/S

年平均风速：

2.7M/S

3）降雨量：

年平均降雨量589.4毫米，年最大降雨量1013毫米，日最大降雨量150.4毫米。

4）冻土深度：

最大冻土深度570毫米。

4.1.3地震烈度

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中的有关规定；

估算场地土层等效剪切波速Vse=300m/s，为中硬场地土，场地类别为Ⅰ类场地，特征周期0.25s。

建筑场地为对建筑抗震有利地段。

场地所属区域，按有关规定要求应按抗震设防烈度7度设防，设计基本地震加速度值0.05g，第1组。

4.2厂址选择

（一）选址原则：

1、符合xxxx市总体发展规划；

2、符合企业总体发展规划及长远发展规划；

3、建设规模符合当地资源状况；

4、水、电、交通等配套条件良好。

（二）建设地点

项目建设地点位于xxxxx有限公司厂区内。

综合分析厂址方案，该项目选址具有以下优势：

1、符合规划：

本工程厂址位于xxxx市，符合加工区的规划要求，符合当地发展规划；

2、区域内基础设施齐全，生产辅助设施配套条件好。

良好的基础，可保证项目的顺利实施、有效运转；

项目的厂址选择按企业的实际情况，做到了统筹兼顾、经济合理、优化配置、节省资源，据以上分析项目选址是可行的。

4.3公用设施及社会依托条件

（一）项目区位置优越，交通便利。

xxxx市地处黄河三角州腹地，胶东半岛与京津唐两大发达地区的中间地带，是环渤海经济圈与黄河三角州经济带的结合部，南临省会济南，北依天津、北京，地理位置十分优越，205、220国道、济青、津汕、威乌高速公路穿境而过，公路交通网络四通八达。

（二）能源充足，通讯便捷。

全市拥有110千伏及以上变电站16座，变电总容量161.6亿千伏安，输电线路834.3公里，配电线路112.3公里。

供电电压合格率完成99.68%，其中A类达到99.9%，配电系统供电可靠率RS1、RS3均达到99.986%，110千伏线路全部实现手拉手、双电源供电。

500千伏黄河北输变电工程建成投运，为xxxx增加了电源支撑点，提高了电压质量和可靠性。

xxxx市通讯网已完全实现交换程控化、传输数字化、传输介质已全部实现光缆传输，具有高宽带传输能力，通信网完全可提供数字、图像、音频等各种信息的交换和传输，已建成xxxx信息港，通信网是具有世界先进水平的信息网络平台，能保证项目区通讯设施正常使用。

（三）基础设施完善，投资环境优越。

xxxx是首批国家级卫生城市。

西区行政文化中心建设已初步完成。

“四环五海”工程（即:

环城公路、环城水系、环城绿化带、环城风景区和东、西、南、北、中五座平原水库）,集园林与湖水于一色,融产业、生态、文化为一体,规划设计达到国内、国际先进水平,一个生态园林型现代化中心城市正在崛起。

经过多年的开发建设，xxxx市的基础设施日益完善，交通、通讯、给排水、绿化美化等建设日新月异，城市承载功能显著增强。

现代通信在全市实现了无缝覆盖。

不断完善的基础设施为建设xxxx创造了便利条件。

第五章改造规模与产品方案

5.1改造规模

5.1.1对粮食深加工生产的设备进行变频节能改造

改造规模：

对6KV高压电机设备进行变频节能改造（含配套供电线路改造及DCS控制系统调整）。

对上述设备的传动控制系统全部更换改造为先进可靠的变频传动控制系统。

在保证设备连续、可靠运转，安全稳定的同时，大幅度降低电力消耗。

5.1.2对风机、压缩机系统进行变频节能改造

风机、压缩机节能改造规模为：

对粮食深加工生产中的风机、压缩机进行改造。

将上述风机、压缩机的传动控制系统全部更换改造为先进可靠的变频传动控制系统。

5.2生产方案

本项目的实施，原来的产品方案保持不变，不影响企业目前的产品工艺和生产规模。

第六章生产设备节电技改方案

6.1企业能耗现状分析

目前，xxxxx有限公司是一家大型粮食深加工企业。

主要产品3大类32个品种，年设计能力为：

民用粉30万吨、专用粉70万吨、挂面5万吨；

仅高压电机年耗电量就有14000万千瓦时，是当地的用电大户。

从现场测量数据看出，需改造的高压电机设备在运行中电流波动很大，电机负荷实际使用不高，高次谐波含量很高，瞬流和浪涌大量存在。

负荷率不足，大马拉小车现象严重，浪费大。

高次谐波引起变压器和电机铜损、铁损的增加和电机线圈额外温升增加，使导体的阻值增大，增加了不必要的损耗，使设备维修费用增加，设备使用寿命减短。

6.2改造设备运行参数

现有设备节电技改主要设备的运行情况介绍

表6-1

电机

功率（kW）

数量（台）

250

560

280

8

570

320

580

350

630

380

14

780

400

15

800

7

450

16

850

500

9

17

900

550

合计：

98台（套）电机

6.3技术方案、设备方案

6.3.1改造方案分析

（1）高压变频调速系统原理

高压变频调速系统采用先进的功率单元串联叠波（又称功率单元多重化结构）方式、空间矢量控制的正弦波PWM调制方法，利用成熟的低压变频器技术和功率器件IGBT，从原理上保证了系统的可靠性，并使变频器的输入输出波形得到极大改善，在美国该方式变频器号称完美无谐波。

功率单元和控制系统之间采用光纤通讯，实现强弱电间的完全电气隔离，提高了整个系统的抗干扰能力。

电压叠加原理类同于“电池组叠加”技术。

对于6kV系统，每相6单元串联，每个功率单元输出交流有效值Vo为577V，相电压为3464V，线电压为6000V。

图6－1【电压叠加形成高压输出原理结构】

变频器系统控制原理图（6kV系列）

功率单元主要由三相桥式整流桥、滤波电容器、IGBT逆变桥构成，同时还包括由功率器件驱动、保护、信号采集、光纤通讯等功能组成的控制电路。

通过控制IGBT的工作状态，输出PWM电压波形。

每个功率单元在结构及电气性能上完全一致，可以互换。

图6－2【功率单元电路结构】图6－3【单元输出PWM波形】

功率单元具有旁路功能。

当某个单元发生熔断器故障、过热和IGBT故障而不能继续工作时，该单元及其另外两相相应位置上的单元将自动旁路，此时L+、L-、R+、R-封锁输出，接触器k导通，以保证变频器连续工作，并发出旁路告警。

单元旁路时，变频器因运行单元数量减少，额定输出电压能力将降低，但当变频器本身运行频率较低，如6kV系列运行频率低于40Hz，10kV系列运行频率低于43.7Hz时，变频器将自动提高工作单元的输出电压，而保证变频器输出性能不变，实现无扰动自动旁路。

（2）高压变频调速系统变频器的主要优势及特点

1）该装置由移相变压器、功率单元和控制器组成。

移相变压器副边绕组分为三相，18个功率单元，每相由6个功率单元串联构成，每个单元的主回路相对独立，可等效为一台单相低压变频器，便于采用现有的成熟技术。

2）每个功率单元电路为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，构成36脉冲整流方式，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，得到每个单元的输出。

然后将每相6个单元的输出串联成星形接法，通过对每个单元的PWM波形进行重组，得到阶梯正弦PWM波形。

这种波形正弦度好，dv/dt小，谐波分量少于国家规定标准。

3）电动机实现了真正的软启动、软停运，变频器提供给电机的无谐波干扰的正弦波电流，峰值电流和峰值时间大为减少，可消除对电网和负载的冲击，避免产生操作过电压而损伤电机绝缘，延长了电动机和风机、压缩机的使用寿命。

同时，变频器设置共振点跳转频率，避免了风机、压缩机处于共振点运行的可能性，使风机、压缩机工作平稳，轴承磨损减少，启动平滑，消除了机械的冲击力，提高了设备的使用寿命。

4）变频器自身保护功能完善，同原来继电保护比较，保护功能更多，更灵敏，瞬间过流保护（超过200%额定电流峰值）10μs,动作有效过流保护（150%额定电流）3s动作，过载保护（120%额定电流）1min动作，大大加强了对电动机的保护。

5）调速工段内的设备调节和优化控制由机组DCS完成，DCS负责采集模拟量、开关量等信号，变频器输出的模拟量、开关量信号全部进入DCS系统，形成闭环控制，同时实现相关辅机联锁功能等。

6.3.3变频调速节能原理

根据风机、压缩机运行特性以及从流体力学的原理知，使用感应电机驱动的压缩机和使用感应电机驱动的风机轴功率P与流量Q，压力H的关系为：

当电动机的转速由n1变化到n2时,Q、H、P与转速的关系如下:

（1）

（2）

=

（3）

可见流量Q和电机的转速n是成正比关系的，而所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。

所以当需要80％的额定流量时，通过调节电机的转速至额定转速的80％，即调节频率到40赫兹即可，这时所需功率将仅为原来的51.2％。

如下图所示，从运行风机曲线图来分析采用变频调速后的节能效果。

图3－1风机的运行曲线

当所需流量从Q1减小到Q2时，如果采用非变频的办法，管网阻力将会增加，管网特性曲线上移，系统的运行工况点从A点变到新的运行工况点B点运行，所需轴功率P2与面积H2×

Q2成正比；

如果采用调速控制方式，风机、压缩机转速由n1下降到n2，其管网特性并不发生改变，但风机、压缩机的特性曲线将下移，因此其运行工况点由A点移至C点。

此时所需轴功率P3与面积HB×

Q2成正比。

从理论上分析，所节约的轴功率Delt（P）与（H2-HB）×

（C-B）的面积成正比。

考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践的统计，风机类通过调速控制可节能20％～70％。

（2）变频改造节能预计分析

1）预计改造前工频运行功率计算公式