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水泥廠電氣技術節能管理淺談

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【摘要】:
電能使用大戶之一水泥廠,在節能降耗工作中電氣技術節能非常重要。目前大多數水泥生產線的水泥生產電能成本偏高,部分企業高達水泥綜合成本的1/3左右,普遍存在用電設備消耗高、電能利用率低的能源浪費現象,水泥生產電耗在國家能耗限額值附近浮動隨時可能達到“階梯電價收費標準”規定的上調電價范圍內。下面就將水泥廠電氣節能技改方面做一個簡單闡述?! ∫?、總降壓站的電氣技術節能管理  總降壓站是水泥廠電能管理中心,

  電能使用大戶之一水泥廠,在節能降耗工作中電氣技術節能非常重要。目前大多數水泥生產線的水泥生產電能成本偏高,部分企業高達水泥綜合成本的1/3左右,普遍存在用電設備消耗高、電能利用率低的能源浪費現象,水泥生產電耗在國家能耗限額值附近浮動隨時可能達到“階梯電價收費標準”規定的上調電價范圍內。下面就將水泥廠電氣節能技改方面做一個簡單闡述。

  一、總降壓站的電氣技術節能管理

  總降壓站是水泥廠電能管理中心,一般都是將高壓電通過主變降至中壓(大多數生產線10kV)分配到原料配電站、生料窯尾配電站、窯頭配電站、  水泥磨配電站,各配電站分配到配電變壓器(低壓系統配電)和中壓大型電動機。在這個電能分配過程中總降壓站肩負著非常重要的節能降耗任務。

  變壓器選型和容量合理確定,變壓器運行于最佳狀態是重要節能環節。變壓器更新是不斷減少空載時的鐵損漏磁損耗、激磁電流產生鐵損、負載電流在變壓器線圈電阻上產生的損耗,其大小與負載電流的平方成正比。所以新型節能變壓器在降低空載損耗的主要方法下,改進變壓器的設計和制造工藝。使用高損耗變壓器的企業要及時與新型節能變壓器做運行能耗對比,選擇經濟的時間節點更換新型變壓器。

  電動機、變壓器、線路運行中都有無功消耗。目前行業內普遍采用在總降壓站中壓母線并聯電容補償裝置,補充無功功率使供電質量提高。DLT/542-2010電力行業標準規定:35kV-220kV變電站無功補償裝置容量占主變容量的30%以內,為了避免大量無功電力穿越變壓器,在主變最大負荷時高壓側功率因數cosφ不低于0.95,主變低谷負荷時cosφ不高于0.95安全范圍。在實際使用中該界限值要準確控制可以適當提高。無功補償容量的配置,應按照“全面規劃,合理布局,分級補償,就地平衡”的原則,要把降損與調壓相結合,以降損為主;又要把集中補償與分散補償相結合,以分散為主;同時總降壓站補償與配電站和設備補償相結合,以就地平衡為主,共同做好無功補償的配置和管理。保證安全經濟合理的情況下充分吸收余熱發電無功,減少補償裝置容量的投資,從而取得無功補償的最大經濟效益。  

  工廠內供電的電壓合理控制也是重要的降低損耗節能方法?!豆╇姞I業規則》中關于電壓質量標準的要求電壓允許偏差,對于10kV及以下三相動力供電的電壓允許偏值為額定電壓的± 7%。中國水利電力出版社出版的〈節約用電速查速算手冊〉記載,經過對浙江湖州地區的一些絲綢、機床、化纖、水泥等類型工廠用電設備在不同運行電壓下的耗損道進行測試,結果表明,運行電壓+5%( 399V )左右下降到額定電壓 (380V)時,有功功率下降 9.37% ,無功功率下降17.5%。如運行電壓再下降5%(361V)時,則有功功率下降 2.83%,無功功率下降37.68%,綜合節電率達到 15%左右。  

  通過相關資料和實踐證實在水泥廠內用電半徑小的環境下,電力輸送沒有明顯電壓降,電壓控制在額定電壓或者稍低點配電可以節能。如果工廠風機和泵類中壓電動機沒有采用變頻器控制的情況下,電動機全速運行依靠閥門控制生產所需能量,可以開大閥門降低中壓系統電壓不低于《供電營業規則》的規定范圍,不低于-5%額定電壓滿足生產所需的范圍內運行;這種情況就需要監控低壓系統電壓,如果達不到生產要求就調整各低壓配電站系統變壓器檔位升高電壓,滿足生產所需的電壓范圍內。在變頻器節能應用不完全的工廠,合理控制配電的電壓是一種很有效的電力節能管理辦法。  

  二、配電站及低壓電氣室電氣技術節能管理

  做好低壓系統集中補償和各電壓等級母線的聯絡回路管理。生產規模變化或者大型檢修時,可根據用電量通過母線聯絡開關和電氣室之間的聯絡回路投切合理供電。減少線路和變壓器的工作數量達到降低損耗節約電能的目的。各工段的用電量加裝電度表方便做電量考核。  

  負荷配電要以電氣室為中心,控制供電半徑可減少電纜長度,降低電纜的電能損耗。大部分工廠存在廠區周邊水源地的供電半徑在1-2千米的情況,水泵只有11-45KW的居多。如果采用10kV中壓供電現場,需要配置幾十kVA的小變壓器及成套設備設施,建設成本較高??梢愿鶕旊娋嚯x和負載功率采用低壓導線截面積計算公式選擇電纜,采取軟啟動方式來克服水泵啟動時電壓降過大的問題。某廠距離水源地約1.5公里2臺18.5KW深井泵,采用3*70+2*35銅線直埋電纜(根據低壓導線截面積計算公式,算出需要配銅芯電纜56平方毫米所以選擇70平方毫米,算出鋁線95.46平方毫米)400V供電至1#井泵房然后分配到啟動箱并配置軟啟動。根據線路距離核算成本合理使用這種方法來節約建設成本、降低運行損耗。  

  三、電動機電氣技術節能管理

  水泥廠大型動力主要是離心風機、磨機(球磨機、立磨、輥壓機)、破碎機、水泵。功率在250kW以上的電動機采用中壓電動機。國內很多工廠,大型電動機的節能存在不合理之處,有的企業所有大電動機采用靜止式進相機節能,有的企業只有高溫風機采用了變頻器控制,有的企業甚至除了選粉機用變頻器其他大型動力沒有配置節能設施。靜止式進相機串接在電動機轉子回路中,通過改變轉子電流與轉子電壓的相位關系,進而改變電動機定子電流與電壓的相位關系,達到提高電動機自身的功率因數、降低電動機定子電流的目的。這種方式,大大改善了電動機的運行狀況,明顯降低了電動機自身的損耗。補償性能遠優于電容補償,節能效果顯著。 可使電動機功率因數提高到0.95以上,無功降低60%以上。 降低電動機定子電流10%-20%,降低線損、銅損20%-30%; 電動機溫升明顯降低,過載能力及效率大大提高,電動機使用壽命延長。為了保證生產的可靠性,各種生產機械在設計配用動力驅動時,都留有一定的富余量。電動機不能在滿負荷下運行,除達到動力驅動要求外,實際生產過程中使用閥門來調整所需能量,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成電能的浪費,在壓力偏高時,可降低電動機的運行速度,使其在恒壓的同時節約電能。 當電動機轉速從 N1 變到 N2時,其電動機軸功率 (P)的變化關系如下:  P2/P1 = (N2/N1)3 ,由此可見降低電動機轉速可得到立方級的節能效果。變頻器迅速適應負載變動,供給最大效率電壓。變頻調速器在軟件上設有 5000次/秒的測控輸出功能,始終保持電動機的輸出高效率運行。通過變頻自身的V/F功能在保證電動機輸出力矩的情況下,可自動調節V/F曲線。減少電動機的輸出力矩,降低輸入電流,達到節能狀態。經過實踐證實在水泥廠磨機、破碎機主電動機采用靜止式進相機節能,離心風機、水泵主電動機采用變頻器節能是最佳節能方式。  

  四、照明電氣技術節能管理

  照明節能要采用高效節能燈。車間一般采用混合照明方式,均勻照明為主,局部照明為輔。高大廠房采用新型大容量節能照明燈,并且應該便于檢修。值班室、控制室、辦公室等采用節能型燈具及熒光燈。路燈照明采用光電/定時自動控制來杜絕浪費。光源的效率參考范圍:LED節能燈≥80lm/w,白熾燈6.5lm/w~15lm/w,普通節能燈60lm/w~80lm/w,傳統日光燈(熒光燈)60lm/w左右。根據照明需要合理選擇燈具類型,單相用電設施供電盡量保持用電三相平衡的原則。  

  按照以上電能技術管理方法,在多條水泥生產線的節能降耗工作中,電氣方面在滿足生產工藝要求的情況下,為企業明顯降低了生產電耗。實踐證實電氣技術節能降本成效顯著。

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