電氣節(jié)能技術在啤酒工廠的應用

1、檔案號:題目：電氣節(jié)能技術在啤酒工廠的應用單位:姓名:電氣節(jié)能技術在啤酒工廠的應用內(nèi)容提要：本設計介紹了基于終端無功補償、變頻調(diào)速等節(jié)能技術 在啤酒工廠的應用。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 少設備投資，怎樣降低企業(yè)用電成本成為大家共同關注的課 題。本文主要從工廠用電節(jié)能設計、節(jié)能設備應用、工廠用 電管理等方面進行闡述，目的是降低工廠用電量，希望對實際 工作有所幫助。主題詞：無功補償變頻器節(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)濟社會發(fā)展的必然趨勢，也是建設環(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)濟效益和社會效 益，比如變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應用，比如說無功補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)能技術在工廠電氣技術中的應用。1.2使用節(jié)能型供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng)節(jié)能的重點應該在設計、優(yōu)化階段，而這塊往往容易被大家忽視，很多時候電廠配電系統(tǒng)以及部分設備并

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)并沒有得到完全認可。1.2.1合理的供電電壓供電電壓的選擇應根據(jù)用電容量和供電距離并考慮當 地電網(wǎng)現(xiàn)狀、用戶的用電負荷性質(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技術經(jīng)濟指標較好，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首選 10kV ;當用戶6kV設備居多、且容量 較大、在技術經(jīng)濟上合理時，考慮采用6kV ;當用戶有少量3kV 電動機時，可用10(6)/3kV專用變壓器供電。我們廠使用35KV 進線，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,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行改造，油浸變壓器維護的工作量和費用相對也比較大，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，必須設法提高工廠供電各相關部分的功率因數(shù)，以充分利用變、配、用電設備的容量，增加其輸電能力，減少功率損耗和電能損耗，以達到節(jié)約電能、提高供電質(zhì)量和提高設備利用 率的目的

5、。在用戶端設置無功補償裝置是有必要的，尤其對大用電量單位，特別是有大型電機居多，感性設備居多的情況下 有必要考慮無功補償裝置，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)能設備目前，節(jié)能設備得到了廣泛的應用和推廣 ，其中尤以變頻 器最為引人矚目，而且確實取得了非常好的節(jié)能效果 ，另外節(jié) 能燈具、丫型高效電機等也都得到了廣泛的應用。2.1變頻器通過近幾年的發(fā)展，高壓變頻調(diào)速技術已經(jīng)日趨成熟，已經(jīng)開始在各個領域廣泛應用，工礦企業(yè)中可能有大量的風機、 水泵等大動力設備一直在工頻狀態(tài)下運行，這樣就需要利用閘閥控制風量、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，通過改變電機的轉(zhuǎn)速(也就是改變了電機的輸出功 率)來調(diào)節(jié)風量、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，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。2.1.1變頻器的基本原理水泵、風機電機多采用三相異步電動機，而其轉(zhuǎn)速公式為：4(2p (2.1)式中：f表示電源頻率，p表示電動機極對數(shù)，s表示轉(zhuǎn)差率 從上式可知，三相異步電動機的調(diào)速方法有：(1) 改變電源頻率(2) 改變電機極對數(shù)(3) 改變轉(zhuǎn)差率改變電機極對數(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，是有級調(diào)速，而且級差比較大，即變速時轉(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 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 而影響它的推廣價值。下面重點分析改變電源頻率調(diào)速的方 法及特點。根據(jù)公式可知，當轉(zhuǎn)差率變化不大時，異步電動機的轉(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的轉(zhuǎn)速。但是，單一地調(diào)節(jié)電源頻率， 將導致電機運行性能惡化。隨著電力電子技術的發(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 進了變頻調(diào)速的廣泛應用。2.1.2變頻在風機泵類負載系統(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、管 道和閥門等構(gòu)成。通常由異步電動機驅(qū)動水泵旋轉(zhuǎn)來供水， 并且把電機和水泵做成一體，通過變頻器調(diào)節(jié)異步電機的轉(zhuǎn) 速，從而改變水泵的出水流量而實現(xiàn)恒壓供水的。因此，供 水系統(tǒng)變頻的實質(zhì)是異步電動機的變頻調(diào)速。異步電動機的 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，水泵電機轉(zhuǎn)速保持不變。其實質(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，但揚程特性不變。由于實際用水中，需水量 是變

9、化的，若閥門開度在一段時間內(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)整水泵電機的轉(zhuǎn)速， 使管網(wǎng)壓力始終保持恒定，當用水量增大時電機加速，用水 量減小時電機減速。由流體力學可知，水泵給管網(wǎng)供水時，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)及水泵的運行特性曲線當用閥門控制時，若供水量高峰水泵工作在E點，流量為Q1，揚程為H0，當供水量從Q1減小到Q2時，必須關小 閥門，這時閥門的摩擦阻力變大，阻力曲線從 b3移到bl， 揚程特性曲線不變。而揚程則從 H0上升到H1，運行工況點 從E點移到F點，此時水泵的輸出功率正比于H1 X Q2。當用調(diào)速控制時，若采用恒壓(H0)，變速泵(n2)供水，管阻特性曲線為b2,揚程特性變?yōu)榍€ n2,工作點從E點移到D 點。此時水泵輸出功率正比于HO

11、 X Q2,由于H1H0，所以當用閥門控制流量時，有正比于(H1 - HO) X Q2的功率被浪費掉，并且隨著閥門的不斷關小，閥門的摩擦阻力不斷變大， 管阻特性曲線上移，運行工況點也隨之上移，于是H1增大，而被浪費的功率要隨之增加。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我廠應用案例干燥爐對麥芽進行烘干需要風機鼓風，隨著干燥階段的 不同風機轉(zhuǎn)速有很大變化。原先是通過繞線式異步電動機轉(zhuǎn) 子串電阻調(diào)速，這種調(diào)速方法的缺點是電機構(gòu)造復雜、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，當轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速75%時節(jié)能可達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 丫型高效電動機高效電動機與普通電動機相比，優(yōu)化了總體設計，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,有的短至幾個月。有下列情況的應該考慮選用高效電動 機：(1) 在新上項目需要新的電動機時；(2) 舊電動機損壞或電動機繞組需要進行重繞時；（3）在電動機長期運行于低負載或過負載狀態(tài)下需要更 新電動機時。2.3使用節(jié)能型照明電器節(jié)能型照明電器優(yōu)點

13、很多，高效低耗，節(jié)能環(huán)保，驅(qū)動電壓 低,響應速度快安全性高，使用壽命長。照明設計的要求不僅 要掌握照明設計的理論 ，還要了解國內(nèi)外有關照明技術的新 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 行發(fā)光效率（光效）比較，鹵素燈光效一般為 30%左右，節(jié) 能燈一般為50%左右，LED燈光效可達90%以上，這也是體 現(xiàn)節(jié)能的一大因素。從以上幾點可以看出，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則相當于110W節(jié)能燈 250W燈/鹵素燈以上。以此類推。品種功率壽命（h）價格（元）LED4W100000小時5

14、0節(jié)能燈9W1000小時8-20鹵素燈20W800小時5普通白熾燈30W500小時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”意義在于，鼓勵居民利用低谷電價的優(yōu)惠條件大量消 費低谷電力，比如電熱水器、空調(diào)和其他電器設備。同時，對電力部門來說，將高峰用電轉(zhuǎn)移到低谷時段，既緩解了高峰電力供需缺口，又促進了電力資源的優(yōu)化配置，是一項“削峰填谷”的雙贏策。對于工廠而言充分利用低谷電量進行生產(chǎn)是 非常必要的，對于有條件的企業(yè)鼓勵低谷期間用電，這樣可以節(jié)省大量的用電成本，實際工作中，我廠也充分利用“峰谷電 價” 一些大型用電設備選擇在低谷電價時運行，如糖化制冰 水和發(fā)酵速冷，因為都需要用氨，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”多制冰水、多速 冷，而白天少運行。這樣就大大節(jié)省了工廠的生產(chǎn)成本。第四章加強工廠電力計量管理企業(yè)需要加強對電力計量的管理，有兩層含義，其一就是加強管理可以避免因為計量問題而給企業(yè)經(jīng)營帶來的隱患對運行的重要電能計量裝置施行質(zhì)量跟蹤、狀態(tài)監(jiān)測、抽樣 檢定、動態(tài)管