水泥粉磨站辊压机永磁电机驱动系统节能改造节能量评估方法（第一部分）

本文以水泥粉磨站辊压机节能技术改造为背景，尝试使用不同方法，定量评估改造后的节能量。希望对类似项目的节能评估提供参考方法。所涉及的方法也可以推广到其他节能技改项目，希望为我国的绿色低碳事业做出贡献。

一、项目情况描述

某粉磨站1^#线辊压机投入生产运行已经接近10年，截止改造前，设备老化严重，特别是三相绕线式电机驱动工作效率明显降低；已经失去维修价值，加之原驱动电机没有配备就地无功补偿装置，电机控制系统相对落后；辊压机运行工况日趋恶劣，长时间运行后电机及减速机故障频发，致使停机维修现象频繁，物料损失以及电能消耗过大；在日常工作过程中处置、维修和运行成本居高不下。经公司技术人员和领导研究决定，计划更换同容量的永磁同步电机并配备智能控制系统，通过技术改造，电机驱动系统设备运行噪音明显降低，安全可靠，大大降低了设备维护的成本。由于永磁电机属于新型节能型电机，配合变频调速控制，最大限度地提高了系统运行经济性，能效提升较为显著。

二、评估参考标准

节能量评估工作是一项科学严谨的工作，必须依据国家、地方以及相关主管部门的法律法规和技术文件实施。从名称的定义上，如果是地方政府主管部门组织的针对申报节能量奖励的企业，委托第三方公司进行的节能技术改造项目节能量评估、检查与验证，该项目则成为“节能量审核”；分为项目改造前的“预计节能量审核”与项目改造完成后的“实际节能量审核”。如果委托方是企业，对其开展的某一项技术改造项目进行基于能耗降低的评估，则该项目可以称为：“节能量评估”。

本次开展节能量评估的主要参考标准如表1所示：

表1 节能量评估主要参考标准明细表

三、边界与基准期

针对既定节能量评估项目，需要首先明确评估的系统边界；并在此基础上，确定节能评估的基准期和报告期。具体要求在相关标准中均有表述。但是，具体项目要具体分析，不能机械地选取某一固定年份，应该根据生产实际情况进行分析；并在满足科学分析所需数据样本容量的基础之上，灵活选取基准期和报告期。另外，在节能量评估过程中，不能随意更改评估系统边界，关于系统边界的选取须综合考虑计量、设备工艺以及企业能源管理等综合因素后确定。同时也应该注意了解在节能技改过程中出现的“能量泄露”问题。针对节能量评估（或审核）的相关技巧如果感兴趣的话，可以联系作者进行沟通。本文案例中，企业的情况是截止作者现场调研时，统计报告期不满一年，仅为4月至9月。无法收集一个自然年的生产和能耗数据。

四、原始数据分析

1、产量与能耗数据分析

经过对原始数据的统计分析，原始数据如表2所示：

表2 原始产量和能耗数据汇总表

2、统计期能耗影响分析

为了合理评估技改后实际节能量，需要对统计报告期的数据是否具有代表性，及其影响能耗的因素进行综合分析。具体分析如下：

（1）生产负荷变化。

2019年与2020年相比，生产量变化不大，辊压机虽然不在满负荷工作状态，但从两年产量分析，生产负荷变化不大。对节能评估无主要影响。

（2）产品种类变化

2019年生产水泥为PC32.5与PO42.5两类产品，其中，PO42.5产品占85.22%。2020年产品主要为PC32.5与PO42.5，两者占总产品的95.23%。PC32.5、PO42.5单位产品电耗之比约为0.93:1。综合考虑主要产品PO42.5占比较大，且变化不大，其他标号水泥单位产品能耗差异较小。此影响因素可忽略。基准期与报告期不同标号水泥产量占比如图1所示。

从图1可以看出2019年基准期与2020年报告期产品产量存在差异，但从主要产品来看PO42.5水泥占比较大，不同标号水泥对辊压机能耗影响不显著，不纳入分析是合理的。

（3）混合材成分

经与企业技术负责人沟通，并查看混合材供应商名录及供货记录，2019至2020年各型号水泥混合材的供应商和检测质量参数基本没有发生变化，所以对节能量计算无实质性影响。

（4）熟料易磨性

经与企业技术负责人沟通，2020年以来熟料相比前几年更加难磨，熟料的易磨性变化较大，但企业未进行标准砂与邦德功指数等测试，难以进行量化。熟料难磨导致统计报告期能耗增加。从保守评估的角度，因为此因素会引起节能量结果降低，故该因素可不考虑。

另外，还有市场需求季节性变化以及环保错峰生产等因素对能耗产生的影响，这些应该结合企业实际情况，综合考虑并分析。

必须要说明的是，这些因素的影响是存在的，而且当采用不同方法进行节能量分析的时候，某些影响将会凸显，导致节能量评估结果的准确性和可靠性变差。比如最后两条。企业生产计划安排一般都是“以销定产”，当市场需求旺盛，错峰生产影响较小时，设备长时间热机状态运行，无论是单台设备还是粉磨系统，能效表现就会比较良好，相反则会出现包括单位产品能耗这一指标在内的多种能源绩效指标出现非预期的偏离，从而影响最终节能量结果。