电气节能技术在啤酒工厂的应用.doc

档案号: 题目: 电气节能技术在啤酒工厂的应用 单位: 姓名: 电气节能技术在啤酒工厂的应用内容提要:本设计介绍了基于终端无功补偿、变频调速等节能技术在啤酒工厂的应用。工业产品生产成本构成很多,其中用电成本是绝对是不可忽视的,随着国家节能减排力度的不断加大,产业结构的不断调整,大家对工厂自用电越来越重视,怎样减少设备投资,怎样降低企业用电成本成为大家共同关注的课题。本文主要从工厂用电节能设计、节能设备应用、工厂用电管理等方面进行阐述,目的是降低工厂用电量,希望对实际工作有所帮助。主题词: 无功补偿 变频器 节能第一章 绪 论1.1工厂节能问题的提出 节能减排是经济社会发展的必然趋势,也是建设环境友好型社会的必由之路。对于工厂而言,降低生产成本、提高产品质量是企业发展的根本之道,因此,在控制企业用电成本这块我们尝试过很多办法,也取得了很好的经济效益和社会效益,比如变频器在工业生产中的广泛应用,比如说无功补偿装置在客户端的大量投入,尤其是用电大户终端,再比如说节能设备的使用,如节能变压器、低阻电缆等,另外在用电管理方面也制定了很多措施,小到企业的照明管理等。通过很多办法都可以降低企业的用电成本,取得节本增效的效果,下面就阐述一下节能技术在工厂电气技术中的应用。1.2使用节能型供配电系统供配电系统节能的重点应该在设计、优化阶段,而这块往往容易被大家忽视,很多时候电厂配电系统以及部分设备并不是完全由工厂自己决定,另外考虑到初投资的问题,因此对于使用节能型供配电系统并没有得到完全认可。1.2.1合理的供电电压供电电压的选择应根据用电容量和供电距离并考虑当地电网现状、用户的用电负荷性质及未来发展规划等因素综合而定。一般而言,如果用电量较大可以使用高压供电再经过二次变压供电，如果是610kV的配电电压,由于10kV技术经济指标较好,如供电系统能耗和有色金属耗量均较小,因而高压配电电压应首选10kV；当用户6kV设备居多、且容量较大、在技术经济上合理时,考虑采用6kV；当用户有少量3kV电动机时,可用10(6)/3kV专用变压器供电。我们厂使用35KV进线，经过两级变压到380V1.2.2节能型变压器变压器是输变电行业中的耗能大户,据估计,我国变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右,如损耗每降低1%,每年可节约上百亿度电,推广节能变压器事在必行。推荐使用干式变压器,如果是已经有旧的油浸变压器,在条件允许的情况下进行改造,油浸变压器维护的工作量和费用相对也比较大,这也是油浸变压器的明显的不足之一，我厂使用的是干式变压器。1.2.3无功补偿装置功率因数的高低对工厂企业来说其重要性不言而喻,因此,必须设法提高工厂供电各相关部分的功率因数,以充分利用变、配、用电设备的容量,增加其输电能力,减少功率损耗和电能损耗,以达到节约电能、提高供电质量和提高设备利用率的目的。在用户端设置无功补偿装置是有必要的,尤其对大用电量单位,特别是有大型电机居多,感性设备居多的情况下有必要考虑无功补偿装置,提高供电品质。我们选择了在终端配电柜加装无功补偿电容器，根据功率因数检测来控制电容器的投切。第二章 选择节能设备目前,节能设备得到了广泛的应用和推广,其中尤以变频器最为引人瞩目,而且确实取得了非常好的节能效果,另外节能灯具、Y型高效电机等也都得到了广泛的应用。2.1变频器通过近几年的发展,高压变频调速技术已经日趋成熟,已经开始在各个领域广泛应用,工矿企业中可能有大量的风机、水泵等大动力设备一直在工频状态下运行,这样就需要利用闸阀控制风量、流量,结果就是损失了大量的电能。而改为变频调节后,通过改变电机的转速(也就是改变了电机的输出功率)来调节风量、流量,我们知道,输出功率和转速的三次方成正比,因此大大减少了损耗,从而实现节能的目的。2.1.1变频器的基本原理 水泵、风机电机多采用三相异步电动机，而其转速公式为： (2.1) 式中：f表示电源频率，p表示电动机极对数，s表示转差率。从上式可知，三相异步电动机的调速方法有：(l) 改变电源频率(2) 改变电机极对数(3) 改变转差率改变电机极对数调速的调控方式控制简单，投资省，节能效果显著，效率高，但需要专门的变极电机，是有级调速，而且级差比较大，即变速时转速变化较大，转矩也变化大，因此只适用于特定转速的生产机器。改变转差率调速为了保证其较大的调速范围一般采用串级调速的方式，其最大优点是它可以回收转差功率，节能效果好，且调速性能也好，但由于线路过于复杂，增加了中间环节的电能损耗，且成本高而影响它的推广价值。下面重点分析改变电源频率调速的方法及特点。根据公式可知，当转差率变化不大时，异步电动机的转速n基本上与电源频率f成正比。连续调节电源频率，就可以平滑地改变电动机的转速。但是，单一地调节电源频率，将导致电机运行性能恶化。随着电力电子技术的发展，已出现了各种性能良好、工作可靠的变频调速电源装置，它们促进了变频调速的广泛应用。2.1.2 变频在风机泵类负载系统的节能原理变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通常由异步电动机驱动水泵旋转来供水，并且把电机和水泵做成一体，通过变频器调节异步电机的转速，从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。因此，供水系统变频的实质是异步电动机的变频调速。异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。在供水系统中，通常以流量为控制目的，常用的控制方法为阀门控制法和转速控制法。阀门控制法是通过调节阀门开度来调节流量，水泵电机转速保持不变。其实质是通过改变水路中的阻力大小来改变流量，因此，管阻将随阀门开度的改变而改变，但扬程特性不变。由于实际用水中，需水量是变化的，若阀门开度在一段时间内保持不变，必然要造成超压或欠压现象的出现。转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节流量，而阀门开度保持不变，是通过改变水的动能改变流量。因此，扬程特性将随水泵转速的改变而改变，但管阻特性不变。变频调速供水方式属于转速控制。其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调整水泵电机的转速，使管网压力始终保持恒定，当用水量增大时电机加速，用水量减小时电机减速。由流体力学可知，水泵给管网供水时，水泵的输出功率P与管网的水压H及出水流量Q的乘积成正比；水泵的转速n与出水流量Q成正比；管网的水压H与出水流量Q的平方成正比。由上述关系有，水泵的输出功率P与转速n三次方成正比，即： （2.2） （2.3） (2.4) (2.5)式中k、k1、k2、k3为比例常数。图2.1 管网及水泵的运行特性曲线当用阀门控制时，若供水量高峰水泵工作在E点，流量为Q1，扬程为H0，当供水量从Q1减小到Q2时，必须关小阀门，这时阀门的摩擦阻力变大，阻力曲线从b3移到b1，扬程特性曲线不变。而扬程则从H0上升到H1，运行工况点从E点移到F点，此时水泵的输出功率正比于H1Q2。当用调速控制时，若采用恒压(H0)，变速泵(n2)供水，管阻特性曲线为b2，扬程特性变为曲线n2，工作点从E点移到D点。此时水泵输出功率正比于H0Q2，由于H1H0，所以当用阀门控制流量时，有正比于(H1H0)Q2的功率被浪费掉，并且随着阀门的不断关小，阀门的摩擦阻力不断变大，管阻特性曲线上移，运行工况点也随之上移，于是H1增大，而被浪费的功率要随之增加。所以调速控制方式要比阀门控制方式供水功率要小得多，节能效果显著。2.1.3 我厂应用案例干燥炉对麦芽进行烘干需要风机鼓风，随着干燥阶段的不同风机转速有很大变化。原先是通过绕线式异步电动机转子串电阻调速，这种调速方法的缺点是电机构造复杂、转子有碳刷不适合在高粉尘场合使用、需外接调速变阻器。而且调速时有很大一部分电能消耗在外接电阻器上。改为变频调速以后，不仅可以实现平滑调速而且由于输出功率和转速三次方成正比，当转速低于额定转速75%时节能可达50%。糖化原先一些有阀门控制流量的水泵改为有变频器控制调节，节能也非常明显。2.2 Y型高效电动机高效电动机与普通电动机相比,优化了总体设计,选用了高质量的铜绕组和硅钢片,降低了各种损耗,据估计损耗可降低20%30%,效率提高2%7%；投资回收期一般为12年,有的短至几个月。有下列情况的应该考虑选用高效电动机:(1) 在新上项目需要新的电动机时；(2) 旧电动机损坏或电动机绕组需要进行重绕时；(3) 在电动机长期运行于低负载或过负载状态下需要更新电动机时。2.3 使用节能型照明电器节能型照明电器优点很多,高效低耗,节能环保,驱动电压低,响应速度快安全性高,使用寿命长。照明设计的要求不仅要掌握照明设计的理论,还要了解国内外有关照明技术的新动态。采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品。LED照明的兴起可以说是照明灯具的一场革命。下面进行发光效率（光效）比较，卤素灯光效一般为30%左右，节能灯一般为50%左右，LED灯光效可达90%以上，这也是体现节能的一大因素。从以上几点可以看出，LED灯光通量是节能灯的一倍以上，是白炽灯的五倍以上，那50WLED则相当于110W节能灯 250W灯/卤素灯以上。以此类推。品种功率寿命（h）价格（元）LED4W100000小时50节能灯9W1000小时8-20卤素灯20W800小时5普通白炽灯30W500小时1由此可以看出虽然LED灯先期投入较大，但其节能效果非常显著而且使用寿命长可以减少更换频次。第三章 加强工厂用电管理,合理使用峰谷电力资源峰谷用电:电力行业中峰谷的含义是用山峰和山谷来形象比喻用电负荷特性的变化值。通常白天8:00至22:00的用电为高峰用电,深夜22:00至次日8:00的用电为低谷用电。“峰谷电价”意义在于,鼓励居民利用低谷电价的优惠条件大量消费低谷电力,比如电热水器、空调和其他电器设备。同时,对电力部门来说,将高峰用电转移到低谷时段,既缓解了高峰电力供需缺口,又促进了电力资源的优化配置,是一项“削峰填谷”的双赢策。对于工厂而言充分利用低谷电量进行生产是非常必要的,对于有条件的企业鼓励低谷期间用电,这样可以节省大量的用电成本,实际工作中,我厂也充分利用“峰谷电价”一些大型用电设备选择在低谷电价时运行，如糖化制冰水和发酵速冷，因为都需要用氨，而氨的压缩制冷是非常耗能的，因此我们尽量选在晚上“峰谷电价”多制冰水、多速冷，而白天少运行。这样就大大节省了工厂的生产成本。第四章 加强工厂电力计量管理企业需要加强对电力计量的管理,有两层含义,其一就是加强管理可以避免因为计量问题而给企业经营带来的隐患,对运行的重要电能计量装置施行质量跟踪、状态监测、抽样检定、动态管理,定期