电气节能论文-浅析玻璃行业的电气节能设计.docx

浅析玻璃行业的电气节能设计【摘要】玻璃行业是一个高能耗行业，节能减排成为玻璃行业发展的必然趋势。本文对电气节能设计进行分析，着重从节能型供配电系统、照明系统节能以及大功率设备的变频节能三大方面加以阐述，并结合浮法玻璃生产线实际情况，提出工业节能的有效措施。【关键词】玻璃 电气 节能 措施0引言随着我国经济的不断发展，能源消耗不断加剧，节能减排越来越引起人们的广泛关注。在实际工作当中需要加强措施的制定和政策的执行，并且从根本上对电力能源损耗的重要原因进行分析，对工业生产线的相关设备和技术系统等进行节能改造，进而达到节能的效果。本文主要结合自身的实践和工作经验，对浮法玻璃生产线电气设计中如何实现节能进行分析，以期能够提高玻璃行业电能的利用率，提高经济效益。1节能型供配电系统工业电气本身和普通的居民用电实际上所表现出的区别极为明显，主要有：用电负荷等级过高、供电连续性要求严苛、用电设备更加密集。针对目前玻璃行业的用电状况，可以从以下几个方面加以考虑。1.1合理选择变压器在输电的过程中，变压器的耗电量是非常大的，因此在设计中应选用节能型变压器，杜绝使用国家淘汰和落后产品。在玻璃厂的变配电系统中，设有开闭所和低压变电所，为保障一级二级负荷的供电，变电所均采用2台或2台以上变压器供电。下面以干式变压器SCB11-2000和油浸式变压器S11-2000为例，假设某玻璃厂有6台容量2000KVA的变压器，并假设年平均负荷率为50%， SCB11-2000空载损耗为2.78，负载损耗为12.6；S11-2000空载损耗为2.07，负载损耗为17.8，则年损耗如下：(1)6台SCB11-2000变压器每小时损耗电量：P1=6*（2.78+0.25*12.6）=35.58Kwh （1） (2)6台S11-2000变压器每小时损耗电量： P2=6*（2.07+0.25*17.8）=39.12Kwh （2）(3)两种变压器每小时耗电量差值： P=39.12-35.58=3.54Kwh假定年工作时间为8760小时，则年耗电量差值为3.54*8760=31010.4Kwh，可见选用SCB11-2000型干式变压器，可以降低损耗，节约电能，提高企业经济效益。1.2提高系统功率因数除了选择合适的变压器之外我们还可以适当地对变压器的功率因素进行提升，功率因数越高，最大输出有功功率就越大，变压器输送的有功电能也就越多。在玻璃厂中，终端设备大多是感性的，由于感抗产生的是滞后的无功，因此采用的是电容器补偿，即把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换，这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。提高功率因数能够减少发、供电设备的设计容量，减少投资，例如当功率因数cos=0.8增加到cos=0.95时，装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW；反之，增加0.52KW对原有设备而言，相当于增大了发、供电设备容量。因此，对新建、改建工程，应充分考虑无功补偿，减少设计容量，从而减少投资。同时，考虑到经济效益，功率因数越高，每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.95就是合理补偿 。由于线路电流与功率因数COS成反比，提高功率因数，还可以降低线路电流值。根据线路功率损耗P=3I2R*10-3 ，功率损耗与电流平方成正比，与功率因数平方成反比，因此提高功率因数可以大大降低线路上的功率损耗，节约电能，提高电能利用率。下表为线损降低的百分值：表1线损降低百分值原功率因数0.600.650.700.750.800.850.90提高到O.95线损降低为(%)605346382920101.3合理选择设备的供电电压相同情况下，在电压较高的状况下，所产生的损耗更小。三相线路有功功率损耗计算式为： （3）式中：三相线路的有功功率损耗，kW；一计算电流，A；一每相线路电阻，；线路输送的计算有功功率，kW；一输送电压，kV。以某玻璃厂保护气体车间氮站的离心式空压机为例，容量为550KW，对其分别采用0.4KV低压配电和10KV直接供电，根据（3）式可以得到： P0.4=3(P0.4) R1X10-3(KW) （4）P10=3(P10) R2X10-3=3625 (P0.4) R2X10-3(KW) （5）即传输相同的功率，10kV高压输送损耗远低于0.4kV低压输送损耗，二者比值为R2/625R1，其中电阻的比值通常在20倍到30倍之间。通过上面的计算可以看出，合理选择供电电压，不仅可以大大降低电气损耗，还可以降低电缆截面，减少投资成本。2工业照明节能照明设计时应遵循国家标准GB 50034-2013建筑照明设计标准中关于各种照明场所的功率密度值(LPD)作为考察照明节能效益方法的规定，并应严格执行，使照明功率密度不大于现行标准值。合理选择照明方式，优先选用节能型灯具。照明方式可分为，一般照明、分区照明、局部照明和混合照明，应根据实际需要合理应用以上照明方式。目前工业照明能耗主要表现在以下几个方面：（1）光源能耗。光源通过消耗电能发光的同时也产生热量，造成电能浪费。（2）灯具附件能耗。诸如补偿电容器、镇流器等辅助器材的电能损耗。（3）落后的控制技术和管理造成的损耗。落后的照明控制技术和管理方式缺乏智能和自动控制功能，造成不必要的能源浪费。2.1节能光源的合理选择照明节能总体思路是充分利用自然光，大力推广“绿色照明”。所谓“绿色照明”是节约能源、保护环境，有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量，保护身心健康的照明。推广应用，金属卤化物灯、高压钠灯、半导体照明器具(LED)、紧凑型荧光灯等高效照明灯具。在设计中要按照相关规范标准进行，选用高效光源，具体措施如下：（1） 高效荧光灯具有使用年限长光效高显色好的特点，在玻璃厂通常用于高度较低的建筑物如控制室、化验室及变电所等。（2） 在室内建筑高度超过5m的建筑物中，宜采用新型金属卤化物灯或高压钠灯。（3） 厂区照明可采用太阳能独立式路灯。光伏太阳能节能灯与普通白炽灯相比，发光效率高5倍，使用寿命长8倍，节电80。（4） 在浮法联合车间及成品库等处使用较大功率LED灯。目前，玻璃厂较高建筑内照明主要以高压钠灯和金属卤化物灯为主，因此在照明节能方面还有很大的潜力。LED灯光效高，更加节能，100W的LED灯可替代传统的250W的金卤灯，下表为LED灯与金卤灯的对照表：表2 LED灯与金卤灯对照表指标LED灯金卤灯功率100W250W光通量8400lm20000lm功率因数0.950.80.9灯具效率0.850.65平均寿命30000HRS10000HRS光效100lm/w80lm/w 由表中数据可知，LED灯具有更高的光效，更长的寿命，电能利用率也更高，具备更大的经济效益，必将有广泛的应用前景。2.2科学选择节能型镇流器灯具附件的选择对照明节能也具有重要意义。对于节能型镇流器的选用，必须推广和使用性能优、低损耗的光源电子附件，尤其是金属卤化物灯、高压钠灯的装配，尽可能配用节能型电感镇流器，对小功率光源应该推广使用电子镇流器。下表为不同功率下光源配三种镇流器时的能耗比较：表3 三种镇流器能耗比较光源功率（W）镇流器自身消耗功率（W）普通电感镇流器节能型电感镇流器电子镇流器20 810 46 2 30 912 4.5 3 40 8.810 5 4 100 1520 11 10 150 22.527 18 15 250 3545 25 25 400 4856 36 2040 由表3可知，150W以下的小功率光源采用电子镇流器，更为节能；而对于大功率光源，节能型电感镇流器与电子镇流器能耗相仿，考虑到经济因素，宜采用节能型电感镇流器。2.3合理的光源控制方式在选择合理的光源及附件的同时，还应当注意光源的控制方式。在设计中应当采用先进的照明节能控制技术，如分组控制、定时控制、声光控制、分区和可变照度控制等。例如走廊及楼梯间可采取声光延时开关；应充分利用自然光源，靠近窗户的光源应当单独控制；在面积较大的厂房内，应采取集中控制方式，便于管理和节能，根据实际使用状况调节照度；在面积较小的空间内，应尽量采取两灯一控或一灯一控。3大功率设备节能在玻璃厂中，风机和泵类是广泛应用的高能耗大功率设备，也是节电的主要对象之一。在电气设计中可以采取如下节能措施：（1） 采用高效节能电动机比如Y2、Y2E、YX系列电机。高效电机比一般普通电机节能15%，但目前在玻璃行业使用率还很低，因此在设计中要尽可能选用节能电机。 （2） 无功就地补偿。对于容量大且距离变电所较远的电机，可采取就地补偿的方式，提高功率因数，降低设备无功损耗。（3） 采用变频节能技术。电动机采用变频调速技术，可使其效率提高5%10% ，特别是用于变负载工况的风机、泵类时节能效果更为明显，一般可达20%以上，调速装置费用可在三年内收回。 以某玻璃厂熔化工段某台160KW的助燃风机为例，现分别采用软启动器和变频器，能耗对比如下：当使用软启动器时，风机处于工频状态，每小时耗电量为160KW/h。当使用变频器时，风机运行频率在35HZ左右，则耗电量计算如下：P35P50=353/503 （6）（P35=0.343P50=54.88KW/h单台风机每小时节能：160-54.88=105.12KW/h助燃风机年运行时间约为4380小时，则单台风机年节能：4380x105.12=460425KW/h，可见运用变频调速技术，能够大大降低风机能耗，具有很高的经济效益。结束语玻璃行业经过几年的飞速发展，已经渐渐处于饱和状态。