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領(lǐng)步-首頁(yè) 有源濾波器 無(wú)源濾波裝置 智云新技術(shù) 特殊問(wèn)題診治 案例-新聞
過(guò)去十年,我國(guó)水泥工業(yè)在新型干法水泥預(yù)熱預(yù)分解窯節(jié)能煅燒工藝、大型原料預(yù)均化、節(jié)能粉磨、自動(dòng)控制和環(huán)境保護(hù)等方面從設(shè)計(jì)、裝備制造到工程總承包都接近或達(dá)到了世界先進(jìn)水平,成套裝備和技術(shù)出口到包括歐美等50多個(gè)國(guó)家和地區(qū),并已經(jīng)得到業(yè)主的廣泛認(rèn)同。但從目前水泥企業(yè)實(shí)際的熟料綜合電耗和水泥綜合電耗來(lái)看,企業(yè)仍有較大的節(jié)電空間。
水泥企業(yè)的節(jié)電,主要受益于工藝和裝備技術(shù)以及電氣技術(shù)上的進(jìn)步。本文僅就電氣技術(shù)措施及其運(yùn)用進(jìn)行介紹,僅供參考。
1、三相負(fù)荷平衡的重要性
在輸配電線路中,因三相負(fù)荷分配的不平衡,因而會(huì)造成三相電流或電壓不平衡,并將給系統(tǒng)帶來(lái)諸多危害,影響變壓器、電動(dòng)機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;對(duì)供配電系統(tǒng)的相線及低壓供電系統(tǒng)的中性線電能損耗加大;影響計(jì)算機(jī)正常工作,電壓過(guò)高會(huì)引起照明燈具、家用電器、壽命縮短乃至損壞,電壓過(guò)低則影響家用電器使用效果,造成照度偏低; 對(duì)通訊系統(tǒng)干擾增大,影響通訊質(zhì)量。
為了減少三相負(fù)荷不平衡造成的能耗,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使三相負(fù)荷平衡,并且在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),需根據(jù)負(fù)荷的變化,及時(shí)投切、合理地調(diào)整三相負(fù)荷,使三相負(fù)荷不平衡度符合以下規(guī)程規(guī)定:“ 要求配電變壓器出口處的電流不平衡度小于10%,干線及支線首端的不平衡度小于20%,中性線的電流不超過(guò)額定電流的25%”,以及“三相配電干線的各項(xiàng)負(fù)荷宜分配平衡,Z大相負(fù)荷不宜超過(guò)三相負(fù)荷平均值的115%,Z小相負(fù)荷大于三相負(fù)荷平均值的85%”(見(jiàn)《GB50034-2004建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。
2、合理選擇變壓器
科學(xué)、合理地選擇配電變壓器,是企業(yè)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。
2.1 合理選擇容量和臺(tái)數(shù)
在選擇配電變壓器容量和臺(tái)數(shù)時(shí),應(yīng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)、運(yùn)行情況綜合考慮一次。
根據(jù)投資和年運(yùn)行費(fèi)用,對(duì)負(fù)荷進(jìn)行合理分配,選用容量與實(shí)際負(fù)荷Z接近的變壓器,使變壓器工作在針對(duì)性有效區(qū):當(dāng)負(fù)荷低于30%時(shí),應(yīng)調(diào)整或更換;當(dāng)負(fù)荷超過(guò)80%,并經(jīng)過(guò)計(jì)算不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí),可放大一級(jí)容量選擇變壓器。
2.2 選用節(jié)能型變壓器
當(dāng)前應(yīng)選擇S10-M以上系列的新型低損耗節(jié)能型變壓器,并可選用干式節(jié)能型變壓器,老企業(yè)在進(jìn)行技改時(shí),應(yīng)采用新型低損耗節(jié)能型變壓器,替換老式高能耗變壓器,改造后能達(dá)到國(guó)家相應(yīng)的能耗標(biāo)準(zhǔn)值:空載損耗為4.5%~6.5%;空載電流在7%以下; 短路損耗達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);阻抗電壓為4%~4.9%。而空載損耗與變壓器容量有關(guān)。
2.3 推廣應(yīng)用干式變壓器
目前,工業(yè)企業(yè)使用變壓器的發(fā)展趨勢(shì)為干式變壓器,干式變壓器具有有效節(jié)電、安全可靠、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
我國(guó)的配電變壓器由20世紀(jì)50年代的SJ1系列開(kāi)始,平均每1 kVA空載損耗5.2 W,負(fù)載損耗17.8 W。上世紀(jì)90年代,S9系列,平均每1 kVA空載損耗1.82 W,負(fù)載損耗10.4 W。兩卷鐵芯式的S11系列變壓器平均每1 kVA空載損耗1.08 W,負(fù)載損耗9.6 W。如果全部使用S11系列變壓器,以目前發(fā)電裝機(jī)容量計(jì)算,每年將節(jié)約空載損耗40.71億千瓦時(shí)。若占全部配電變壓器15%的數(shù)量采用S11系列干式變壓器,每年將節(jié)約6億千瓦時(shí)的電能,社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
3、合理設(shè)計(jì),減少線路損耗
3.1 優(yōu)化線路敷設(shè)
在工程設(shè)計(jì)中合理布局配電點(diǎn),盡量靠近負(fù)荷中心。在生料磨、窯尾、窯頭、水泥磨等負(fù)荷集中的區(qū)域設(shè)電氣室。合理調(diào)配變壓器的負(fù)荷率,使其運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)的區(qū)間段。低壓線路的供電半徑不宜超過(guò)200 m,負(fù)荷密集地區(qū)不宜超過(guò)100 m,負(fù)荷中等密集地區(qū)不宜超過(guò)150 m,少負(fù)荷地區(qū)不宜超過(guò)250 m。根據(jù)這個(gè)常規(guī),在設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)優(yōu)化線路敷設(shè),盡量少走彎路,禁止迂回敷設(shè)管線,以縮短電纜路徑,降低線路損耗。
3.2 加大導(dǎo)線截面積
對(duì)于較長(zhǎng)的線路,在滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護(hù)配合及電壓降要求的前提下,在加大導(dǎo)線截面積時(shí),應(yīng)結(jié)合計(jì)算負(fù)載電流及電壓降兩個(gè)因素而定,這種措施,雖然增加了線路投資,但卻節(jié)約了電能。據(jù)測(cè)算,在2~3年內(nèi)即可收回因加大導(dǎo)線截面所增加的費(fèi)用。
4、設(shè)無(wú)功補(bǔ)償,提高功率因數(shù)
對(duì)于企業(yè)的供配電系統(tǒng)進(jìn)行必要的無(wú)功補(bǔ)償,可改善電能質(zhì)量,節(jié)能降耗,提高供電能力。數(shù)據(jù)表明:當(dāng)功率因數(shù)由0.7提高到0.9時(shí),線路損耗可減少約40%,功率因數(shù)值的大小既要滿足當(dāng)?shù)毓╇姴块T的要求,同時(shí)要為本企業(yè)節(jié)約線損考慮。目前,無(wú)功補(bǔ)償有以下三種方法:
(1) 總降中壓側(cè),采用自動(dòng)式固定電容補(bǔ)償裝置,主要是補(bǔ)償高壓線路及主變壓器所需要的無(wú)功。
(2) 在中壓電機(jī)集中的電氣室(如:窯尾及生料磨電氣室、水泥磨電氣室),采用中壓自動(dòng)分組投切電容自動(dòng)補(bǔ)償裝置;對(duì)分散的中壓電機(jī),可根據(jù)電機(jī)功率采用單機(jī)就地電容補(bǔ)償方式;車間變壓器低壓側(cè),采用低壓分組投切自動(dòng)補(bǔ)償裝置。
(3)設(shè)計(jì)中盡可能采用功率因數(shù)較高的用電設(shè)備,如拖動(dòng)用同步電機(jī),照明用配有內(nèi)設(shè)補(bǔ)償電容器的電子式熒光燈、節(jié)能電感整流器熒光燈,廠區(qū)道路照明采用LED新型節(jié)能燈具等。
5、中壓變頻器的應(yīng)用
變頻器的推廣應(yīng)用,不僅為水泥生產(chǎn)控制帶來(lái)了方便,也為水泥企業(yè)帶來(lái)了更大的節(jié)電空間。
例如廣東某水泥公司4000 t/d熟料生產(chǎn)線技改項(xiàng)目,共有四臺(tái)中壓電機(jī)采用中壓變頻器調(diào)速裝置,分別為:窯尾高溫風(fēng)機(jī):YPTQ800-6,2 800 kW;窯頭煤磨排風(fēng)機(jī):YPTZ450-4,400 kW;水泥磨循環(huán)風(fēng)機(jī):YPT560-8,630 kW兩臺(tái),按業(yè)主建設(shè)計(jì)劃進(jìn)度實(shí)施,原料及燒成系統(tǒng)已成投運(yùn)一年多,即窯尾、窯頭兩臺(tái)變頻器同時(shí)投運(yùn)(水泥磨系統(tǒng)一臺(tái)磨已在試生產(chǎn),另一臺(tái)磨電氣設(shè)備正在調(diào)式階段),熟料線投運(yùn)的中壓變頻器總功率為:2 800 kW+400 kW=3 200 kW,窯系統(tǒng)工作制度:每天3班制,每班24小時(shí),每周7天,電機(jī)平均每天按照運(yùn)行24小時(shí)計(jì)算:功率按3 200 kW計(jì)算。兩臺(tái)電機(jī)一天總功率為:24小時(shí)/天×3 200 kW=76 800 kW。 采用中壓變頻器,投運(yùn)一年多來(lái)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常,節(jié)電效果明顯,隨風(fēng)機(jī)負(fù)荷變化,節(jié)電率在10%~13%之間,在此取平均值按11.5%計(jì)算,每天節(jié)約用電:76 800 kW×11.5%=8 832 kW。
按照當(dāng)?shù)毓I(yè)用電每度電價(jià)0.6元計(jì)算:每天直接為工廠節(jié)約電費(fèi):8 832 kW×0.6元/kW=5 299.2元/天;每月按照25天計(jì)算,節(jié)省電費(fèi)25天/月×5 299.2元/天=132 480元/月;每年按照10個(gè)月計(jì)算,節(jié)省電費(fèi)132 480元/月×10月/年=1 324 800元/年。
以上數(shù)據(jù)表明,在現(xiàn)代水泥生產(chǎn)線的窯尾、窯頭、水泥磨系統(tǒng)的中壓風(fēng)機(jī),推廣使用中壓變頻器調(diào)速,具有保障生產(chǎn)線可靠運(yùn)行、提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率、節(jié)省電耗、降低企業(yè)生產(chǎn)成本、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等諸多優(yōu)勢(shì)。
6、采用新型有效節(jié)電裝置
工程中采用有效節(jié)電裝置,能有效地抑制電網(wǎng)諧波,改善電能質(zhì)量,減少電能損耗。
6.1 抑制諧波危害
諧波電流的存在不僅增加了供配電系統(tǒng)的電能損耗,而且對(duì)供配電線路及用電設(shè)備產(chǎn)生危害。
為了抑制諧波,提高供電質(zhì)量,降低電能損耗,需在變壓器低壓側(cè)或用電設(shè)備處設(shè)置有源濾波器、無(wú)源濾波器,或采用有效節(jié)電裝置。
6.2 有效節(jié)電裝置
在供配電系統(tǒng)中,電壓不穩(wěn)定、三相電壓不平衡、電動(dòng)機(jī)沖擊電流過(guò)大和高次諧波干擾等原因,造成了較大的電能損耗,縮短了電氣設(shè)備使用壽命。為解決這些問(wèn)題,近年來(lái),人們研制出了一種新型有效節(jié)電裝置。 該裝置具有以下功能和特點(diǎn):
(1)調(diào)節(jié)諧波電壓幅值及穩(wěn)壓。該裝置采用了Z新的電磁平衡原理來(lái)調(diào)整用電設(shè)備電壓的平衡度和穩(wěn)定性,在裝置內(nèi)部并聯(lián)了一個(gè)自藕固定式調(diào)壓器,調(diào)壓器具有調(diào)節(jié)電壓幅值的功能,將較高的電壓值調(diào)整到合理的范圍內(nèi),使其三相電壓保持平衡。給企業(yè)的生產(chǎn)動(dòng)力設(shè)備和照明系統(tǒng)用電提供了優(yōu)質(zhì)、可靠的電源,并具有明顯的節(jié)電效果。
(2)平衡三相電壓。通過(guò)裝置調(diào)節(jié)其內(nèi)部的電感量,利用磁電交換、磁勢(shì)再分配有效減少三相電壓的不平衡度,使線電壓、線電流的不平衡度減少至2% 以下,從而使三相電壓基本平衡。
(3)降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。通過(guò)磁力作用及節(jié)電裝置內(nèi)部串聯(lián)電抗器,可對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流起到一定的抑制作用,可將啟動(dòng)電流減少到2~3倍的額定電流。如果群控多臺(tái)小型電動(dòng)機(jī),其節(jié)電效果更為明顯。
(4)抑制高次諧波。電源中的高次諧波一部分由市電產(chǎn)生,近年來(lái)水泥企業(yè)在窯系統(tǒng)采用了不少數(shù)量的中壓變頻器和低壓變頻器, 是高次諧波的引發(fā)源。這些諧波的存在不僅破壞電能質(zhì)量,引起電能浪費(fèi),而且造成變壓器因渦流及損耗的加大而過(guò)熱、電動(dòng)機(jī)過(guò)熱及轉(zhuǎn)矩下降,并會(huì)造成低壓電容器過(guò)熱、中性線電流增大等嚴(yán)重后果。為抑制高次諧波,該裝置內(nèi)部并聯(lián)了一個(gè)消除線圈,它可以阻止諧波源的高次諧波,同時(shí)能抑制低壓電氣設(shè)備及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流,以獲得較好的節(jié)電效果。
(5)降低電氣設(shè)備銅損。諧波頻率上升,電流逐步加大,導(dǎo)致交流電阻增大,線損增加,由于該裝置平衡三相電壓,抑制了高次諧波,可以降低線路、變壓器、電動(dòng)機(jī)繞組的銅耗。按公式P=I2R來(lái)計(jì)算,減少電流值及電阻值對(duì)銅耗有明顯的降低。
(6)改善功率因數(shù)。節(jié)電裝置依靠線圈移相,調(diào)整組別結(jié)線方式,調(diào)整各相輸出電流與電壓相位,從而提高了功率因數(shù),降低了用戶的電氣損耗。
水泥企業(yè)節(jié)電,Z直接的是以指標(biāo)來(lái)認(rèn)定,熟料綜合電耗是否≤52 kW?h/t熟料、水泥綜合電耗是否≤80 kW?h/t 水泥。有的企業(yè)早已達(dá)到這一水平,這主要受益于其自主研發(fā)的工藝和裝備,受益于科學(xué)的電氣設(shè)計(jì)和電氣節(jié)能設(shè)備的運(yùn)用,受益于其科學(xué)的企業(yè)管理水平。本文所論述的,僅是電氣設(shè)計(jì)和電氣節(jié)能設(shè)備方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),生產(chǎn)企業(yè)可從多方面入手,選擇、使用自主研發(fā)的行之有效的綠色環(huán)保的節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品,以確保實(shí)現(xiàn)增收節(jié)支、節(jié)能減排的目標(biāo)。
13年來(lái)北京領(lǐng)步始終專注于“諧波干擾危害治理”“高低壓特殊無(wú)功補(bǔ)償”兩方面進(jìn)行辛勤耕耘與技術(shù)積累,專注成就品質(zhì)、質(zhì)量鑄就品牌,為各類諧波治理用戶提供“24小時(shí)技術(shù)咨詢”“免費(fèi)檢測(cè)分析”“方案設(shè)計(jì)與性價(jià)比評(píng)估”,了解更多<諧波治理>方案,歡迎點(diǎn)擊我們的在線客服進(jìn)行咨詢,或者直接撥打全國(guó)統(tǒng)一服務(wù)熱線400-056-5258,我們期待您的來(lái)電!
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