上海东方威尔节能技术有限公司
摘要：当前能源成本占项目总成本的比重较高，应用EMC节能改造机制可以大幅降低能耗费用，具有广阔的发展和研究前景。本文通过概述能源管理的特点和优势，探究合同能源管理模式在闭式水泵高效节能泵改造上的应用，进而降低项目投资风险、减少成本、提升节能效率，实现高效节能泵的运行效率和技术优化。
关键词：合同能源管理；闭式水泵；高效节能泵
前言：合同能源管理模式即EMC，是市场化节能新机制，通过降低能源费填补节能项目成本，该模式将节能收益应用于设备升级和工厂更新，进而减少设备运行成本，促进企业节能项目的开展。因此，有必要通过服务公司和用户签定的能源管理合同，从而将EMC和闭式水泵高效节能泵改造充分结合，提升项目经济收益。
一、合同能源管理模式概述
（一）合同能源管理模式的特点
其一，客户方投资较少。项目审计、设计、采购、融资、监测等方面主要由EMC公司负责，无需客户方的资金投资。其二，节能效果强。依托合同能源管理模式的项目节能率大多在10%-40%范围内，最大能够达到50%。其三，投资回收期较短。依托合同能源管理模式的项目投资回收周期大约是1-3年。其四，节能模式具有较强的可靠性和保障性，公司会做出节能量的承诺，并设置能源成本减少量。其五，优化现金流和竞争力。合同能源管理模式下节能服务可以优化现金流量，将定额的资金投资应用于其他领域。同时，通过节约能源能够避免支出过多的能源成本，进而优化生产环境，提升企业的市场竞争力。其六，具有先进的技术。EMC公司具备国内外先进的节能服务、产品、技术，可以应用于节能项目。同时，客户对于节能技术和产品无需投入较多的资金，即可享受专业的服务，降低自身风险。其七，EMC负责的节能工作更加专业，其中包含多种综合化服务内容，如监督管理、方案设计、方案评估、能源诊断、资金和财务计划、工程施工等服务，进而提升能源管理水平。
（二）合同能源管理模式的作用
EMC的经营机制是提供节能服务投资管理模式，当客户收获节能效益后，服务方可以和企业一同分享节能成果。通过和客户签订节能服务的相关合同，提供人员培训、项目融资、项目设计、可行性研究等服务，并监测节能量，承诺节能效益。同时，合同期内改造的设备归服务方，当合同结束后，节能效益和节能设备移交至客户方，EMC系统主要的应用优势如下：
首先，EMC节能模式可以向客户提供全过程服务，例如融资项目，服务对象包含大、中、小型的耗能企业和用户，具有全面的运营机制。其次，合同能源管理模式承担项目的主要风险，借助合同机制为客户提供节能量保证。最后，通过分享项目获取节能利润和投资，为客户分担了经济风险和技术风险，因此广受耗能企业的青睐。
二、合同能源管理模式在闭式水泵高效节能泵改造上的应用
（一）案例分析
以某耗能企业为例，运行模式中包含650MW的汽轮机组，共计三台，每个机组各有2台闭式水泵，扬程是46m，流量为1200t/h，轴功率是220kW，闭式水泵工作模式为一台运行一台备用。水泵的运行设计参数如下：闭式水最高供水温度为38℃，目前闭式水的水温升高幅度小于4℃，而供水水温为33℃，这体现出闭式水运行环境中实际的水量超过需水量。因此，结合技术参数分析得出，该项目运行与最佳工况存在差异性，机组设备的运行效率较低，循环水系统持续处于高功耗状态中。因此，借助EMC模式，通过节能技术分析系统资料与运行模式，调整方案，使用高效的节能泵降低传统水泵运行功耗，进而提升水系统的输送质量和效率。
（二）改造过程
1.合同能源管理模式在设备运行中的应用
EMC模式中，高效节能泵的生产厂家通过对节能技术的创新改造，投入技术和技改费用，并和客户分享改造后节省的电费收益。借助合同制定，客户可以通过分期支付的方式向厂家提供一部分节电费用。具体的应用过程如下：当完成技术改造后至设备投入运行前这段时期，客户和厂家先制定合同，当投入使用后将循环水泵运行总量为标准，运行32000小时后客户需要将节电费中的30%分配给厂家，同时设备和其他节电费用全部归客户享有。
2.改造技术分析
其一，系统配置。改造过程中闭式水泵系统应保证恒压状态，并在一定时间内满足对于水泵的额定流量变化需求。设置变频器带动水泵运行，结合系统功能对大流量模式的需求，满足传动水泵设备的快速运行速度，且变频设备需要结合电机功率进行配置[1]。
其二，高效节能水泵技术
改造过程中应用高效节能水泵主要由叶轮、泵体、泵轴等结构组成，并与650MW的汽轮机组配合使用。水泵中包含离心叶轮、自吸叶轮两种叶轮腔，借助泵盖将二者分离开，叶轮腔中包含自吸叶轮和离心叶轮，二者在同一个泵轴上，使得离心叶轮腔与进水管相互联通，确保离心泵和自吸泵具有多种功能，进而节省操作时间和能源，可以提升水泵的流量、泵效、扬程等性能，且体积小、能耗较低[2]。
高效节能水泵工作流程和技术原理如下：首先，对客户闭式水泵系统工况进行分析和匹配，选择最佳的高效节能水泵类型，进而使其与系统多种管网相互匹配，优化水泵的应用效率，减少水泵的实际工作能耗。其次，通过分析水泵运行数据能够得出，该系统中水泵的总管压力是0.477Mpa，出口压力是0.925-0.95Mpa，出口阀的开度是15%，因此说明水泵由于出口阀阻力而损失一定功率。最后，工厂在制作装置时，建议确保点压力超过0.55Mpa，结合本工程项目能够制定科学的水泵节能改造计划，进而使水泵和系统的运行状态相契合，具体内容如下：选择型号是KQSN300的水泵，流量为790m3/h，扬程是61m，转速是1480rpm，在改造过程只需调整水泵的本体结构，并使用原有的电机，结合系统实际情况设置安装环节和装置[3]。
其三，变频装置。高效节能泵厂家可以在变频装置中增加PID，进而加强闭环控制的质量。通过收集模拟量信号，借助自动闭环变频调节装置满足流量和压力需求。技术人员能够在监控画面中观察变频设备关闭、运行、启动过程，同时该系统可以借助上位机控制系统，实现厂家对变频的全面控制，科学设置变频设备、提升母管压力值，并实时监控和显示系统多种运行模式。
（三）应用模式的节能效果
闭式水泵在接受EMC模式改造之前，可以在配电柜内增加累时器进而科学测试水泵的运行时间，而电表可以选择厂家配备的电表，在运行一定时间后，能够得到水泵在这一阶段中的共计耗电量。同时，结合配电柜中显示的实际电流、功率、设备运行历史记录进行比对，进而明确技术改造之前的功耗。经过分析发现，闭式水泵技改前功耗是209kW，改造之后的功率为174kW，且每工作一小时节省电量35kW。客户和服务方在交流和沟通后最终将节点量设置为31kW每小时，使节电率可以达到15.1%。在技术改造完成后，DCS电流也由原来的21-22A，转变为17或18A，节电率达到19%。依托EMC模式进行改造后，能够满足闭式水泵系统中高效节能泵的运行要求，冬季的用水量减少还会提升系统的节能效果。此外，水泵运行过程中流量需要满足热交换机中进出水的温差要求，在夏季水的温差应低于7℃，进而降低水泵的功耗。
（四）应用经济效益分析
首先，客户在项目开展和技术改造过程中无需投入资金，即可享受节能技术改造服务。当高效节能泵改造完毕后，能够获取项目中的部分节能效益。其次，在合同能源管理模式中，客户向EMC服务公司支付的费用均来自于项目节电等效益，因此此部分现金流将一直保持正值，当合同达成后，客户可以享有节能服务设备以及节能经济效益，且经济风险和技术风险均由EMC企业承担。最后，系统节能量的可靠性较高，风险较低。若每年系统运行累计时间是8000小时，电费是0.44元每千瓦时，则客户一年可以节约280000千瓦时的电量，节省12万余万的电费。
（五）应用注意事项
1.检修维护因素。当开始合同能源管理后，EMC公司可以依据合同要求，在用户设备检修时间段安排技术人员和专业人员进行设备的维护和检查工作，同时结合系统设备的运行状态调整构件。客户可以依据合同中相关的条款限制和规定进行分析研究，避免出现检修请求不响应、违规分包、转包的情况发生。
2.技术要求
合同能源管理项目的开展和方案改造确定，和配套设备、节能技术的型号密切相关，设备耗能和运行情况也会对系统造成影响。因此加强改造管理需要增加EMC公司和客户之间的信息交流频率，实现设备耗能情况和原始运行数据的公开透明，进而使技术人员科学选择改造方案、相关设备以及技术。
结论：综上所述，借助EMC模式改造闭式水泵，可以确保在设备改造完成后有效地降低电流幅度，提升设备机组的安全运行质量和效率。因此，EMC技术人员需要和客户及时交流耗能和运行情况，实现改造信息的对称性，便于科学设计改造技术、方案和相关设备，进而突出闭式循环水系统中高效节能泵的运行优势。
参考文献：
[1]张炳辰，单盼娣，张高博，等.闭式循环水系统压力优化方法应用[J].天然气化工（C1化学与化工），2019，4403：84-87.
[2]邓鸣.工业冷却循环水系统的节能优化改进[J].科技创新导报，2019，1633：89+91.