廣西日報社印務(wù)中心電力節(jié)能診斷

陸斌

（南寧供電局，南寧 530031）

1 企業(yè)用電現(xiàn)狀

廣西南寧供電局對廣西日報社印務(wù)中心進行節(jié)能診斷。廣西日報社要求進行用電增容方案的設(shè)計，合同容量為6 250 kVA（5×1 250 kVA），其印務(wù)中心2008年7月完成增容投入運行。從投運情況看，客戶自行統(tǒng)計的高峰用電最大負(fù)荷累計為1 960 kW，僅占總?cè)萘康?4%，其中單臺變壓器最大負(fù)荷電流只有1 000 A，最小負(fù)荷電流200 A。由于各段10 kV母線上負(fù)荷分配不均，造成各變壓器負(fù)荷不平衡，尤其在低谷時段更為明顯，同時受可靠性要求和接線方式的限制，不能停運小負(fù)荷變壓器，損耗增加；無功補償仍采用手動投切，不能隨負(fù)荷變化及時調(diào)整功率因數(shù)。

該客戶2009年的用電量為4.451 6 GWh，電費440.22萬元。作為執(zhí)行兩部制電價計費的大工業(yè)客戶，客戶為合同容量支付的基本電費為185.63萬元，占總電費的42.17%，用電平均成本高達0.99元/kWh。

該印務(wù)中心的用電現(xiàn)狀存在明顯的資源浪費、配置失衡的問題，如：每臺變壓器都參與運行，但都沒能滿負(fù)荷；客戶辦公、生產(chǎn)區(qū)域裝有2套中央空調(diào)系統(tǒng)，但卻沒有實現(xiàn)互通，甚至還裝有多臺分體空調(diào)；客戶生產(chǎn)現(xiàn)場格局混亂，消防通道設(shè)計使用不合理，存在嚴(yán)重的安全隱患等。

2 節(jié)能診斷分析

2.1 配電系統(tǒng)運行分析

2.1.1 變壓器空載損耗測算

廣西日報社印務(wù)中心現(xiàn)安裝的變壓器總?cè)萘繛? 250 kVA，分別為5臺1 250 kVA的干式變壓器?？蛻籼峁┑挠秒姼叻鍟r期監(jiān)控負(fù)荷情況見表1。

表1 負(fù)荷情況表

由表1可看出，客戶整套配電系統(tǒng)出力約為設(shè)計出力的36%，有6成以上的容量空置，理論測算就將近有3臺變壓器接近空載，按每臺變壓器空載損耗點電量計算，1 250 kVA干式變壓器空載損耗是1 830W，年總空載損耗1.83 kW×24 h/d×365 d=16 030.80 kWh，3臺1 250 kVA的年總空載損耗為48 092.40 kWh。按現(xiàn)行大工業(yè)兩部制電價電度基準(zhǔn)電價0.595元/kWh得：48 092.40 kWh×0.595元/kWh=28 614.98元，即客戶每年為變壓器空載運行支付28 615元。

2.1.2 客戶為空置容量繳納的基本電費

按現(xiàn)行大工業(yè)基本電費27.50元/kVA、以客戶空置3×1 250 kVA的變壓器容量計算，每月為空置容量繳納的基本電費為：3×1 250 kVA×27.50元/kVA=103 125元。每年為空置容量繳納的基本電費為：103 125元×12=1 237 500元。（本文電價均按國家發(fā)改委2009年11月20日政策性電價調(diào)整后的價格測算。）

2.2 中央空調(diào)系統(tǒng)運行分析

廣西日報社印務(wù)中心辦公、生產(chǎn)區(qū)域分離，裝有多套中央空調(diào)系統(tǒng)，小范圍區(qū)域裝有獨立的溫控系統(tǒng)以及多臺分體空調(diào)。印務(wù)中心的中央空調(diào)系統(tǒng)為2臺日立RCU80WHZ螺桿式制冷主機，每臺制冷功率為279 kW，2臺日立RCU100HZ螺桿式制冷主機，每臺制冷功率為344 kW。夏季最熱時9：00開2臺344 kW主機供冷，21：00后開2臺279 kW和1臺344 kW主機供冷，晚上仍然有裕量進行充冷。

實際上辦公區(qū)和生產(chǎn)區(qū)基本上是一體的建筑群，中央空調(diào)的設(shè)置卻沒有實現(xiàn)互通，對空調(diào)設(shè)備的利用率不高。目前印務(wù)中心計劃擴大生產(chǎn)，對生產(chǎn)區(qū)域的制冷環(huán)境進行改造，供冷面積在1 500m2左右?？照{(diào)系統(tǒng)用電負(fù)荷比較大，但客戶之前沒有單獨為空調(diào)系統(tǒng)做獨立的供電設(shè)計，無法對空調(diào)系統(tǒng)的用電進行精確的統(tǒng)計，其常規(guī)的中央空調(diào)系統(tǒng)執(zhí)行單一制的工商業(yè)電價0.849 8元/kWh。

3 節(jié)電建議

3.1 配電設(shè)施整改建議

3.1.1 變壓器合理減容

根據(jù)客戶提供的生產(chǎn)運行負(fù)荷情況，雖然客戶現(xiàn)有的裝見容量有65%左右的空置，但對能否將空置容量申報停用呢？這需要從多個方面考慮：①某一時刻測得的電流數(shù)據(jù)，并不代表客戶所有設(shè)備運轉(zhuǎn)的真實負(fù)荷，還需要考慮部分設(shè)備瞬間啟動時的大電流；②要考慮變壓器的經(jīng)濟運行要求（如：變壓器滿載或超載，勢必會增加負(fù)載損耗、縮短變壓器的使用壽命），設(shè)備能否安全運行及電能質(zhì)量，一般變壓器經(jīng)濟運行的負(fù)載率為80%；③考慮已安裝未投運設(shè)備的負(fù)荷，以及計劃內(nèi)新增的負(fù)荷等。

綜上所述，建議將目前運行的5臺1 250 kVA變壓器申報減容2臺，減容后的3臺1 250 kVA變壓器按經(jīng)濟運行測算：3×1 250 kVA×0.8＝3 000 kVA。既能達到用戶所需負(fù)荷的要求，又能保證變壓器的經(jīng)濟運行，提高設(shè)備運行的可靠性。

3.1.2 客戶現(xiàn)場配電設(shè)施整改初方案

根據(jù)客戶相對穩(wěn)定和固定的用電負(fù)荷投切規(guī)律，請專業(yè)設(shè)計部門對低壓出線進行重新整改設(shè)計?？蛻衄F(xiàn)場已經(jīng)安裝5×1 250 kVA變壓器，有5套低壓出線系統(tǒng)，為節(jié)省改造資金，可在用戶現(xiàn)有的配置基礎(chǔ)上進行改造。

（1）原低壓出線不動，只將停運的變壓器所帶的低壓出線柜按負(fù)荷情況改接至其他運行的變壓器，由于用戶原5臺變壓器已經(jīng)有低壓的兩兩聯(lián)絡(luò)，可以選擇性地將聯(lián)絡(luò)的2臺變壓器之間停運一臺，通過低壓聯(lián)絡(luò)開關(guān)就可將停運變壓器所帶的負(fù)荷聯(lián)絡(luò)運行。

（2）為提高低壓配電系統(tǒng)的供電可靠性及生產(chǎn)淡季時停掉一臺變壓器減少變壓器損耗或暫停一臺變壓器減少基本電費的支出，可將停運的變壓器從低壓出線處的銅牌解開（亦防止反送電）后，將運行的2臺變壓器用銅牌利用停運變壓器的低壓總開關(guān)實現(xiàn)低壓聯(lián)絡(luò)。

（3）用戶應(yīng)根據(jù)設(shè)備的負(fù)荷情況調(diào)整變壓器的低壓出線改接，實現(xiàn)負(fù)荷的合理分配和變壓器的安全運行。

（4）用戶可根據(jù)負(fù)荷情況請專業(yè)設(shè)計部門重新調(diào)整負(fù)荷和出線圖，便于今后運行管理及檢修時有圖紙可依，提高運行和維護的可靠性。

（5）建議加裝無功動態(tài)補償裝置，提高功率因數(shù)至0.96。

3.2 應(yīng)用蓄能技術(shù)享受低谷優(yōu)惠電力

南寧供電局客戶服務(wù)中心邀請環(huán)境能源管理專家，共同對廣西日報社印務(wù)中心的用電現(xiàn)狀和能源利用情況進行了充分考察，認(rèn)為該中心的中央空調(diào)符合建設(shè)成水蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)的基本條件。此項改造應(yīng)用電力蓄能技術(shù)，可以按相關(guān)規(guī)定享受低谷優(yōu)惠電力。

3.2.1 水蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢

（1）采用水蓄冷空調(diào)后，夜間利用低谷電力開機運行充冷，白天在用電高峰期停機放冷，享受低谷優(yōu)惠電價。在現(xiàn)有設(shè)計的制冷機組及供配電設(shè)備的配置狀態(tài)下，完全可以滿足擴容至1 500m2供冷面積后的供冷需求（在目前的基礎(chǔ)上增加工作面積，只需增加相應(yīng)的末端設(shè)備即可滿足供冷需要，不需更換現(xiàn)有的空調(diào)主機）。

（2）可實現(xiàn)對冷量整存零取的功能，即印務(wù)中心需多少冷量則水蓄冷系統(tǒng)便放多少冷量，在過渡季節(jié)，可以避免空調(diào)“大馬拉小車”的現(xiàn)象，從而節(jié)約電量。

（3）根據(jù)目前南寧市用電情況，如果采用水蓄冷空調(diào)后，在短時間停電的情況下，可通過放冷水泵繼續(xù)供冷，因此可以為印務(wù)中心創(chuàng)造一個舒適穩(wěn)定的工作環(huán)境。

（4）改造后，整個水蓄冷系統(tǒng)用電總功率為387.76 kW。

3.2.2 水蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)的維護

中央空調(diào)在采用水蓄冷系統(tǒng)后，其系統(tǒng)制冷安全性將得到極大提高，制冷機組的啟停頻率和維修費用將明顯下降，機組滿負(fù)荷制冷的運行狀態(tài)比率將大幅度提高，降低維護成本。

3.2.3 水蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)的實施

在印務(wù)中心原來120m2的消防水池的基礎(chǔ)上擴大至300m2，增加消防水池的保溫強度，建立內(nèi)部布水系統(tǒng)，改建成蓄冷水池，滿足蓄冷中央空調(diào)的需要；原來配置的2套中央空調(diào)系統(tǒng)即可聯(lián)絡(luò)又可互為補充；管道可以通過原來的管溝與主機相連進行充冷和放冷，施工期間完全不影響印務(wù)中心的生產(chǎn)。

4 實施效果評價

4.1 配電系統(tǒng)整改后預(yù)見效益

減容技改后，用戶減容運行2臺1 250 kVA的變壓器。

基本電費每月支出減少：2×1 250 kVA×27.50元/kVA=68 750元，每年支出減少825 000元。

變壓器空載損耗每年減少：2×160 30.80 kWh=32 061.60 kWh，電費支出每年減少32 061.60 kWh×0.595元/kWh=190 76.65元。

4.2 采用水蓄冷中央空調(diào)后預(yù)見效益

蓄冷制冷系統(tǒng)將常規(guī)制冷系統(tǒng)的高峰電量及平段電量轉(zhuǎn)移至低谷時段。全年轉(zhuǎn)移高峰電量見表2。

表2 常規(guī)中央空調(diào)和水蓄冷中央空調(diào)的用電情況

從表2可以看出，在廣西日報社印務(wù)中心建設(shè)水蓄冷系統(tǒng)，相比于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，每年可以減少160.9 MWh高峰用電，增加159.1 MWh低谷用電量。根據(jù)中國節(jié)能協(xié)會節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)委員會提供的計算方法，相當(dāng)于節(jié)煤60.176 6 tce，節(jié)能減排效益顯著。

制冷機房預(yù)計每年用電量約880MWh，常規(guī)空調(diào)與蓄冷空調(diào)的電費見圖1所示。

圖1 常規(guī)電制冷空調(diào)與水蓄冷空調(diào)電費對比

廣西日報社印務(wù)中心目前常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)用電執(zhí)行單一制的“非普非居”電價0.871 8元/kWh。水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)按相關(guān)規(guī)定享受電力蓄能優(yōu)惠電價：每日23：00～次日7：00為低谷時段，電價為0.539 8元/kWh，其余時段為0.871 8元/kWh。從圖1可以看出，水蓄冷空調(diào)和常規(guī)空調(diào)相比，年節(jié)約電費支出18.87萬元。如果客戶考慮實施空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用低谷電力的蓄能技術(shù)，對該系統(tǒng)的用電執(zhí)行低谷蓄能優(yōu)惠政策，除電價執(zhí)行分時段優(yōu)惠外，其水蓄冷系統(tǒng)總裝機容量387.76 kW，不再計收兩部制基本電費，則基本電費每月支出減少388 kVA×27.50元/kVA=10 670元，每年支出減少128 040元。

5 節(jié)能方案整體效益評價

（1）配電系統(tǒng)整改，每年減少支出為基本電費825 000元+變壓器損耗電量電費19 076元，合計為84.41萬元。

配電系統(tǒng)整改工程費用，前期估測不足30萬元，整改后5個月左右即可收回投資。

（2）水蓄冷中央空調(diào)采用電力蓄能技術(shù)，每年可享受電費優(yōu)惠18.87萬元，基本電費減免12.80萬元，合計31.67萬元。按能源管理專家提供的《蓄冷系統(tǒng)經(jīng)濟行分析》中預(yù)測，印務(wù)中心中央空調(diào)系統(tǒng)的大溫差水蓄冷槽及其附屬系統(tǒng)設(shè)備投資約88.5萬元，則該項改造的投資回報期為34個月左右。

廣西日報社收到本建議后，對以上節(jié)能節(jié)電方案進行詳細(xì)論證，并計劃實施。該項整改總費用約為118.5萬元，改造后每年減少運營成本支出為116.08萬元，投資回收期僅需13個月。

2×1 250 kVA變壓器的減容容量按《供用電營業(yè)規(guī)則》的相關(guān)規(guī)定，為客戶保留2年，可作為未來生產(chǎn)發(fā)展及用電負(fù)荷增長的備用容量。

中央空調(diào)的改造建議用冷面積覆蓋所有辦公和生產(chǎn)區(qū)域，拆除不必要的分體空調(diào)，特別是安裝在配電房外消防通道上的空調(diào)外機，消除安全隱患。

根據(jù)中國節(jié)能協(xié)會節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)委員會的計算，采用低谷電力蓄能技術(shù)轉(zhuǎn)移的高峰負(fù)荷，折合成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)煤約為60.18 t/年，建議客戶以此向政府相關(guān)部門申報節(jié)能減排指標(biāo)認(rèn)定。