中頻爐諧波治理效益分析

1、中頻爐安裝濾波無功補償裝置的經(jīng)濟分析 保定巴方電力電子有限公司 聯(lián)系電話5950368 傳真中頻爐安裝濾波無功補償裝置的經(jīng)濟分析摘 要鑄造企業(yè)是耗能大戶,其中以 中頻 爐 耗電最多,同時也存在巨大的節(jié)能潛力。 本文通過成功對某鑄造企業(yè) 中頻爐進行節(jié)能改造的案例,說明了鑄造企業(yè)對中頻 爐進行 無功補償 和 諧波 治理具有較高 經(jīng)濟 效益,值得在鑄造和其他使用中頻爐的 企業(yè)推廣。中頻爐增加無功補償兼 濾波裝置 不但對提高企業(yè)生產(chǎn)效率、設(shè)備可靠 性有積極的作用,而且還有節(jié)省電能、環(huán)保等經(jīng)濟效益和社會效益。關(guān)鍵詞:鑄造 中頻爐 諧波治理 無功補償

2、 節(jié)能1. 前言鑄造用中頻爐具有維護方便,操作簡單可靠,可準(zhǔn)確地控制和調(diào)整金屬液溫度 與成分,熔煉速度快,成型鑄件質(zhì)量好,而且其工作噪音和污染都較沖天爐小等 特點。因此在鑄造領(lǐng)域里它比沖天爐應(yīng)用更廣泛,越來越受到鑄造企業(yè)的青睞。 中頻爐熔煉金屬時需要消耗大量電能,其 節(jié)能降耗也是一個受到企業(yè)和社會各方 都關(guān)注的問題?，F(xiàn)在筆者結(jié)合對中頻爐改善電能質(zhì)量的實際經(jīng)驗,闡述運用無功 濾波兼補償裝置進行節(jié)能降耗的效益。2. 企業(yè)供電 系統(tǒng) 簡況河北省 XX 大型球鐵鑄造公司,該公司使用中頻爐熔煉金屬液,鑄件年產(chǎn)量為 5萬噸。該公司變壓器總?cè)萘繛?8650kVA;5000kVA(10kV/0.75kV專用變

3、壓器一 臺,對應(yīng)負荷為 12噸中頻爐;3150kVA(10kV/0.75kV專用變壓器一臺,對應(yīng)負 荷為 5噸中頻爐和 15噸中頻保溫爐;500kVA(10kV/0.4kV配電變壓器一臺,對 應(yīng)負荷為廠用電。 原設(shè)計 5000kVA、 3150kVA 專用變 沒有采取無功補償措施, 500kVA 配電變 低壓 側(cè)配置 300kvar 電容補償柜。3. 改造前供電系統(tǒng)主要問題3.1 專用變壓器噪聲大,油溫高,經(jīng)常達到 80,需外加風(fēng)機散熱。3.2 中頻爐工作時,500kVA 配電變壓器也出現(xiàn)噪音增大。無功補償柜內(nèi)的 電容器 經(jīng)常燒毀,其他低壓設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)不明原因跳閘和損壞。3.3 功率因數(shù)只有

4、0.73, 達不到供電局 0.90的要求, 調(diào)整電費扣罰每月約 9萬元。4. 原因分析中頻爐安裝濾波無功補償裝置的經(jīng)濟分析 保定巴方電力電子有限公司 聯(lián)系電話5950368 傳真阻頻特性中頻爐安裝濾波無功補償裝置的經(jīng)濟分析 保定巴方電力電子有限公司 聯(lián)系電話5950368 傳真102030405060I s n 諧 波 電 流 (A 6.3 關(guān)鍵元器件選取6.3.1 接觸器:頂級高性能真空接觸器作為投切器件,其性能可靠,電壽命可達 60萬次,損耗小。6.3.2 濾波電容器:采用特殊制

5、造的單相濾波電容器,其主要絕緣材料采用國外 品牌。濾波電容器使用壽命長,損耗小,可長期(一般 46年在諧波較大的環(huán) 境下使用(一般電容器在諧波負荷下的壽命,只有 0.11.5年。6.3.3 濾波 電抗器 :采用低損耗的鐵心濾波電抗器,電抗器正常運行溫升不超過 60K,真正做到“綠色節(jié)能”。裝置整體損耗保證小于總?cè)萘康?1%。6.3.4 每個支路都有三級過流保護,系統(tǒng)安全可靠性高。6.4 具有超限報警和保護閉鎖功能,報警限值可由 用戶 設(shè)定。6.5 具有手動控制和自動控制兩種工作方式,便于調(diào)試。7. 改造前后電氣參數(shù)測試結(jié)果濾波效果仿真分析,即以負載全投補償切除時所獲取諧波數(shù)據(jù)為參照,仿真結(jié)果如

6、下圖(圖中 Is 為注入系統(tǒng)諧波電流 :注入系統(tǒng)諧波電流變化由上圖可看出, 兩組濾波支路全部投入后, 諧波電流均控制在虛線 (即諧波 電流允許值以內(nèi),不再對其他用電設(shè)備造成危害。中頻爐安裝濾波無功補償裝置的經(jīng)濟分析 保定巴方電力電子有限公司 聯(lián)系電話5950368 傳真8. 改造后的綜合效益8.1 裝置的運行情況該無功濾波兼補償裝置可自動跟蹤調(diào)節(jié)各個支路的投切,開啟后無須人員操 作。2007年 10月初投運,當(dāng)月功率因數(shù)由 0.73提高到 0.91。之后的每個月的 功率因數(shù)都是 0.97。8.2 產(chǎn)生的經(jīng)濟效益8.2.1 功率因數(shù)提高,節(jié)

7、約力調(diào)電費:裝置投入后功率因數(shù)提高至 0.97,力率 調(diào)整電費由罰 8.5%變?yōu)楠?0.75%,一正一負相差 9.25%,月節(jié)省調(diào)整電費約 10萬元。2007年9月 10月 11月 12月 有功電量1548240 1366320 2066520 1512000 無功電量1458360 627240 490560 352200 功率因數(shù)0.73 0.91 0.97 0.97 調(diào)整系數(shù)8.50% -0.15% -0.75% -0.75% 力率電費89629 -1464 -10575 -7857 實繳電費1190232 1015137 1461025 1084794 節(jié)約電費/ -84414 -13

8、0427 -96902 8.2.2 增容降損功率因數(shù)由 0.73提高至 0.97, 變壓器的平均負荷 電流 減小 25%(cos1/cos2=0.73/0.97,相當(dāng)于變壓器運行容量降低了 25%(2000kVA;變壓器銅損 減少:1-(0.73/0.97 2=43%;變壓器溫度降到 65左右;每月節(jié)省電量40kWx43%x12小時 x30天=6192kW.h/月(40kW-2臺變壓器的合計銅耗,每天工 作 12小時。此項節(jié)約電費:3800元/月。8.2.3 提高生產(chǎn)效率中頻爐安裝濾波無功補償裝置的經(jīng)濟分析 保定巴方電力電子有限公司 聯(lián)系電話5950368 傳真:0

9、312-3181101 無功濾波兼補償裝置投入后,電壓穩(wěn)定了,縮短了熔煉時間, (也減少了熱能 既電能損失,提高了生產(chǎn)效率。8.2.4 提高設(shè)備運行可靠性,延長設(shè)備使用壽命。無功濾波兼補償裝置投入后,負荷無功電流、諧波電流減少,設(shè)備的發(fā)熱、損 耗降低,振動減少。諧波電流減小 70%,單獨諧波損耗節(jié)約的電費每月將近 4000元。系統(tǒng)內(nèi)各元件損壞率降低、設(shè)備絕緣老化減緩,故障率下降,延長設(shè)備壽命, 因而提高了公司整體用電的安全性。8.2.5 供電系統(tǒng)效益無功功率的減少, 不僅節(jié)約企業(yè)自身的電費開支, 還減少了電網(wǎng)的線損和對上 一級變壓器容量的占用。諧波污染的減少,降低了對通訊、自動控制裝置、電能 計量和繼電器保護的干擾,提高了電網(wǎng)的安全性能。8.3 企業(yè)綜合投資收益此鑄造企業(yè)新增的 2套中頻爐專用的無功濾波兼補償裝置, 全部投資為 100多 萬元。實際平均月節(jié)約電費 10萬元以上,一年就收回了投資成本。9. 結(jié)論綜上所述, 中頻爐增加無功濾波兼補償裝置具有很高的效益, 其兼顧了無功補 償又有濾波功能,具有提高生產(chǎn)效率,提高設(shè)備可靠性,節(jié)省電能等優(yōu)點。企業(yè) 正常生產(chǎn),該投資一般 12年即收回。因此,有必要在鑄造行業(yè)推廣使用。