電氣節(jié)能技術(shù)在啤酒工廠的應(yīng)用

1、檔案號:題目：電氣節(jié)能技術(shù)在啤酒工廠的應(yīng)用單位:姓名:電氣節(jié)能技術(shù)在啤酒工廠的應(yīng)用內(nèi)容提要：本設(shè)計(jì)介紹了基于終端無功補(bǔ)償、變頻調(diào)速等節(jié)能技術(shù) 在啤酒工廠的應(yīng)用。工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)成本構(gòu)成很多，其中用電成 本是絕對是不可忽視的，隨著國家節(jié)能減排力度的不斷加大 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，大家對工廠自用電越來越重視 ，怎樣減 少設(shè)備投資，怎樣降低企業(yè)用電成本成為大家共同關(guān)注的課 題。本文主要從工廠用電節(jié)能設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)備應(yīng)用、工廠用 電管理等方面進(jìn)行闡述，目的是降低工廠用電量，希望對實(shí)際 工作有所幫助。主題詞：無功補(bǔ)償變頻器節(jié)能第一章緒論1.1工廠節(jié)能問題的提出節(jié)能減排是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的必然趨勢，也是建設(shè)環(huán)境友好型

2、社會的必由之路。對于工廠而言，降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)發(fā)展的根本之道，因此,在控制企業(yè)用電成本這塊我們嘗試過很多辦法，也取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效 益，比如變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，比如說無功補(bǔ)償裝置在客戶端的大量投入，尤其是用電大戶終端，再比如說節(jié)能 設(shè)備的使用，如節(jié)能變壓器、低阻電纜等，另外在用電管理方面也制定了很多措施，小到企業(yè)的照明管理等。通過很多辦法 都可以降低企業(yè)的用電成本，取得節(jié)本增效的效果，下面就闡述一下節(jié)能技術(shù)在工廠電氣技術(shù)中的應(yīng)用。1.2使用節(jié)能型供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng)節(jié)能的重點(diǎn)應(yīng)該在設(shè)計(jì)、優(yōu)化階段，而這塊往往容易被大家忽視，很多時(shí)候電廠配電系統(tǒng)以及部分設(shè)備并

3、不是完全由工廠自己決定，另外考慮到初投資的問題 ，因此對于使用節(jié)能型供配電系統(tǒng)并沒有得到完全認(rèn)可。1.2.1合理的供電電壓供電電壓的選擇應(yīng)根據(jù)用電容量和供電距離并考慮當(dāng) 地電網(wǎng)現(xiàn)狀、用戶的用電負(fù)荷性質(zhì)及未來發(fā)展規(guī)劃等因素綜 合而定。一般而言，如果用電量較大可以使用高壓供電再經(jīng)過二次變壓供電，如果是610kV的配電電壓，由于10kV技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好，如供電系統(tǒng)能耗和有色金屬耗量均較小，因而高壓配電電壓應(yīng)首選 10kV ;當(dāng)用戶6kV設(shè)備居多、且容量 較大、在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理時(shí)，考慮采用6kV ;當(dāng)用戶有少量3kV 電動機(jī)時(shí)，可用10(6)/3kV專用變壓器供電。我們廠使用35KV 進(jìn)線，經(jīng)過兩級變

4、壓到 380V1.2.2節(jié)能型變壓器變壓器是輸變電行業(yè)中的耗能大戶，據(jù)估計(jì),我國變壓器的總損耗占系統(tǒng)總發(fā)電量的10%左右,如損耗每降低1%,每年可節(jié)約上百億度電，推廣節(jié)能變壓器事在必行。推薦使用干式變壓器，如果是已經(jīng)有舊的油浸變壓器，在條件允許的情況下進(jìn)行改造，油浸變壓器維護(hù)的工作量和費(fèi)用相對也比較大，這也是油浸變壓器的明顯的不足之一，我廠使用的是干式變壓1.2.3無功補(bǔ)償裝置功率因數(shù)的高低對工廠企業(yè)來說其重要性不言而喻，因此，必須設(shè)法提高工廠供電各相關(guān)部分的功率因數(shù)，以充分利用變、配、用電設(shè)備的容量，增加其輸電能力，減少功率損耗和電能損耗，以達(dá)到節(jié)約電能、提高供電質(zhì)量和提高設(shè)備利用 率的目的

5、。在用戶端設(shè)置無功補(bǔ)償裝置是有必要的，尤其對大用電量單位，特別是有大型電機(jī)居多，感性設(shè)備居多的情況下 有必要考慮無功補(bǔ)償裝置，提高供電品質(zhì)。我們選擇了在終端配電柜加裝無功補(bǔ)償電容器，根據(jù)功率因數(shù)檢測來控制電容 器的投切。第二章選擇節(jié)能設(shè)備目前，節(jié)能設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用和推廣 ，其中尤以變頻 器最為引人矚目，而且確實(shí)取得了非常好的節(jié)能效果 ，另外節(jié) 能燈具、丫型高效電機(jī)等也都得到了廣泛的應(yīng)用。2.1變頻器通過近幾年的發(fā)展，高壓變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，已經(jīng)開始在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，工礦企業(yè)中可能有大量的風(fēng)機(jī)、 水泵等大動力設(shè)備一直在工頻狀態(tài)下運(yùn)行，這樣就需要利用閘閥控制風(fēng)量、流量，結(jié)果就是損失了大

6、量的電能。而改為變 頻調(diào)節(jié)后，通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速(也就是改變了電機(jī)的輸出功 率)來調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量，我們知道,輸出功率和轉(zhuǎn)速的三次方成 正比，因此大大減少了損耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。2.1.1變頻器的基本原理水泵、風(fēng)機(jī)電機(jī)多采用三相異步電動機(jī)，而其轉(zhuǎn)速公式為：4(2p (2.1)式中：f表示電源頻率，p表示電動機(jī)極對數(shù)，s表示轉(zhuǎn)差率 從上式可知，三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法有：(1) 改變電源頻率(2) 改變電機(jī)極對數(shù)(3) 改變轉(zhuǎn)差率改變電機(jī)極對數(shù)調(diào)速的調(diào)控方式控制簡單，投資省，節(jié) 能效果顯著，效率高，但需要專門的變極電機(jī)，是有級調(diào)速，而且級差比較大，即變速時(shí)轉(zhuǎn)速變化較大，轉(zhuǎn)矩也變化大， 因此只適

7、用于特定轉(zhuǎn)速的生產(chǎn)機(jī)器。改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速為了保 證其較大的調(diào)速范圍一般采用串級調(diào)速的方式，其最大優(yōu)點(diǎn) 是它可以回收轉(zhuǎn)差功率，節(jié)能效果好，且調(diào)速性能也好，但 由于線路過于復(fù)雜，增加了中間環(huán)節(jié)的電能損耗，且成本高 而影響它的推廣價(jià)值。下面重點(diǎn)分析改變電源頻率調(diào)速的方 法及特點(diǎn)。根據(jù)公式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)差率變化不大時(shí)，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn) 速n基本上與電源頻率f成正比。連續(xù)調(diào)節(jié)電源頻率，就可 以平滑地改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，單一地調(diào)節(jié)電源頻率， 將導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行性能惡化。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，已出 現(xiàn)了各種性能良好、工作可靠的變頻調(diào)速電源裝置，它們促 進(jìn)了變頻調(diào)速的廣泛應(yīng)用。2.1.2變頻在風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載系統(tǒng)的節(jié)能

8、原理變頻恒壓供水系統(tǒng)的供水部分主要由水泵、電動機(jī)、管 道和閥門等構(gòu)成。通常由異步電動機(jī)驅(qū)動水泵旋轉(zhuǎn)來供水， 并且把電機(jī)和水泵做成一體，通過變頻器調(diào)節(jié)異步電機(jī)的轉(zhuǎn) 速，從而改變水泵的出水流量而實(shí)現(xiàn)恒壓供水的。因此，供 水系統(tǒng)變頻的實(shí)質(zhì)是異步電動機(jī)的變頻調(diào)速。異步電動機(jī)的 變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn) 調(diào)速的。在供水系統(tǒng)中，通常以流量為控制目的，常用的控制方 法為閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法。閥門控制法是通過調(diào)節(jié)閥門 開度來調(diào)節(jié)流量，水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速保持不變。其實(shí)質(zhì)是通過改 變水路中的阻力大小來改變流量，因此，管阻將隨閥門開度 的改變而改變，但揚(yáng)程特性不變。由于實(shí)際用水中，需水量 是變

9、化的，若閥門開度在一段時(shí)間內(nèi)保持不變，必然要造成 超壓或欠壓現(xiàn)象的出現(xiàn)。轉(zhuǎn)速控制法是通過改變水泵電機(jī)的 轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，而閥門開度保持不變，是通過改變水的動 能改變流量。因此，揚(yáng)程特性將隨水泵轉(zhuǎn)速的改變而改變， 但管阻特性不變。變頻調(diào)速供水方式屬于轉(zhuǎn)速控制。其工作 原理是根據(jù)用戶用水量的變化自動地調(diào)整水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 使管網(wǎng)壓力始終保持恒定，當(dāng)用水量增大時(shí)電機(jī)加速，用水 量減小時(shí)電機(jī)減速。由流體力學(xué)可知，水泵給管網(wǎng)供水時(shí)，水泵的輸出功率P與管網(wǎng)的水壓H及出水流量Q的乘積成正比；水泵的轉(zhuǎn)速 n與出水流量Q成正比；管網(wǎng)的水壓H與出水流量Q的平方 成正比。由上述關(guān)系有，水泵的輸出功率 P與轉(zhuǎn)速n三次

10、方成正比，即:P=K1HQn = k?QH = k3Q2P kn3(2.2)(2.3)(2.4)(2.5)式中k、k1、k2、k3為比例常數(shù)圖2.1管網(wǎng)及水泵的運(yùn)行特性曲線當(dāng)用閥門控制時(shí)，若供水量高峰水泵工作在E點(diǎn)，流量為Q1，揚(yáng)程為H0，當(dāng)供水量從Q1減小到Q2時(shí)，必須關(guān)小 閥門，這時(shí)閥門的摩擦阻力變大，阻力曲線從 b3移到bl， 揚(yáng)程特性曲線不變。而揚(yáng)程則從 H0上升到H1，運(yùn)行工況點(diǎn) 從E點(diǎn)移到F點(diǎn)，此時(shí)水泵的輸出功率正比于H1 X Q2。當(dāng)用調(diào)速控制時(shí)，若采用恒壓(H0)，變速泵(n2)供水，管阻特性曲線為b2,揚(yáng)程特性變?yōu)榍€ n2,工作點(diǎn)從E點(diǎn)移到D 點(diǎn)。此時(shí)水泵輸出功率正比于HO

11、 X Q2,由于H1H0，所以當(dāng)用閥門控制流量時(shí)，有正比于(H1 - HO) X Q2的功率被浪費(fèi)掉，并且隨著閥門的不斷關(guān)小，閥門的摩擦阻力不斷變大， 管阻特性曲線上移，運(yùn)行工況點(diǎn)也隨之上移，于是H1增大，而被浪費(fèi)的功率要隨之增加。所以調(diào)速控制方式要比閥門控 制方式供水功率要小得多，節(jié)能效果顯著。2.1.3我廠應(yīng)用案例干燥爐對麥芽進(jìn)行烘干需要風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)，隨著干燥階段的 不同風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速有很大變化。原先是通過繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn) 子串電阻調(diào)速，這種調(diào)速方法的缺點(diǎn)是電機(jī)構(gòu)造復(fù)雜、轉(zhuǎn)子 有碳刷不適合在高粉塵場合使用、需外接調(diào)速變阻器。而且 調(diào)速時(shí)有很大一部分電能消耗在外接電阻器上。改為變頻調(diào) 速以后，不僅可

12、以實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速而且由于輸出功率和轉(zhuǎn)速三 次方成正比，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速75%時(shí)節(jié)能可達(dá)50%。糖化原先一些有閥門控制流量的水泵改為有變頻器控制調(diào)節(jié)，節(jié)能也非常明顯。2.2 丫型高效電動機(jī)高效電動機(jī)與普通電動機(jī)相比，優(yōu)化了總體設(shè)計(jì)，選用了高質(zhì)量的銅繞組和硅鋼片，降低了各種損耗，據(jù)估計(jì)損耗可降 低20%30%,效率提高2%7% ;投資回收期一般為 12 年,有的短至幾個(gè)月。有下列情況的應(yīng)該考慮選用高效電動 機(jī)：(1) 在新上項(xiàng)目需要新的電動機(jī)時(shí)；(2) 舊電動機(jī)損壞或電動機(jī)繞組需要進(jìn)行重繞時(shí)；（3）在電動機(jī)長期運(yùn)行于低負(fù)載或過負(fù)載狀態(tài)下需要更 新電動機(jī)時(shí)。2.3使用節(jié)能型照明電器節(jié)能型照明電器優(yōu)點(diǎn)

13、很多，高效低耗，節(jié)能環(huán)保，驅(qū)動電壓 低,響應(yīng)速度快安全性高，使用壽命長。照明設(shè)計(jì)的要求不僅 要掌握照明設(shè)計(jì)的理論 ，還要了解國內(nèi)外有關(guān)照明技術(shù)的新 動態(tài)。采用效率高、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn) 品。LED照明的興起可以說是照明燈具的一場革命。 下面進(jìn) 行發(fā)光效率（光效）比較，鹵素?zé)艄庑б话銥?30%左右，節(jié) 能燈一般為50%左右，LED燈光效可達(dá)90%以上，這也是體 現(xiàn)節(jié)能的一大因素。從以上幾點(diǎn)可以看出，LED燈光通量是節(jié)能燈的一倍以 上，是白熾燈的五倍以上，那50WLED則相當(dāng)于110W節(jié)能燈 250W燈/鹵素?zé)粢陨?。以此類推。品種功率壽命（h）價(jià)格（元）LED4W100000小時(shí)5

14、0節(jié)能燈9W1000小時(shí)8-20鹵素?zé)?0W800小時(shí)5普通白熾燈30W500小時(shí)1由此可以看出雖然 LED燈先期投入較大，但其節(jié)能效果非常顯著而且使用壽命長可以減少更換頻次。第三章 加強(qiáng)工廠用電管理,合理使用峰谷電力資源峰谷用電：電力行業(yè)中峰谷的含義是用山峰和山谷來形象比喻用電負(fù)荷特性的變化值。通常白天8:00至22:00的用電為高峰用電 深夜22:00至次日8:00的用電為低谷用電。“峰 谷電價(jià)”意義在于，鼓勵(lì)居民利用低谷電價(jià)的優(yōu)惠條件大量消 費(fèi)低谷電力，比如電熱水器、空調(diào)和其他電器設(shè)備。同時(shí)，對電力部門來說，將高峰用電轉(zhuǎn)移到低谷時(shí)段，既緩解了高峰電力供需缺口，又促進(jìn)了電力資源的優(yōu)化配置，是一項(xiàng)“削峰填谷”的雙贏策。對于工廠而言充分利用低谷電量進(jìn)行生產(chǎn)是 非常必要的，對于有條件的企業(yè)鼓勵(lì)低谷期間用電，這樣可以節(jié)省大量的用電成本，實(shí)際工作中，我廠也充分利用“峰谷電 價(jià)” 一些大型用電設(shè)備選擇在低谷電價(jià)時(shí)運(yùn)行，如糖化制冰 水和發(fā)酵速冷，因?yàn)槎夹枰冒?，而氨的壓縮制冷是非常耗 能的，因此我們盡量選在晚上“峰谷電價(jià)”多制冰水、多速 冷，而白天少運(yùn)行。這樣就大大節(jié)省了工廠的生產(chǎn)成本。第四章加強(qiáng)工廠電力計(jì)量管理企業(yè)需要加強(qiáng)對電力計(jì)量的管理，有兩層含義，其一就是加強(qiáng)管理可以避免因?yàn)橛?jì)量問題而給企業(yè)經(jīng)營帶來的隱患對運(yùn)行的重要電能計(jì)量裝置施行質(zhì)量跟蹤、狀態(tài)監(jiān)測、抽樣 檢定、動態(tài)管