精細(xì)化管理在水泥企業(yè)中節(jié)電工作探討
2010-06-13 00:00
節(jié)約用電，對于號稱“耗能大戶”的水泥企業(yè)降低成本，提高市場競爭能力具有十分重要的現(xiàn)實意義。同時，節(jié)約用電能夠提高電網(wǎng)供電能力，降低設(shè)備的運(yùn)行維修費(fèi)用等諸多好處。因此節(jié)電挖潛成為創(chuàng)建節(jié)約型企業(yè)的重要組成部分，下面就黑龍江雙鴨山新時代水泥公司的節(jié)電應(yīng)用現(xiàn)狀和前景廣闊的節(jié)電技術(shù)改造進(jìn)行綜合介紹。
1、公司節(jié)電應(yīng)用現(xiàn)狀
公司的節(jié)電工作幾年來受到各級領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)技術(shù)人員的應(yīng)有重視。常明燈問題做到了常抓不懈，各崗位的開關(guān)燈時間也都以制度的形式落實到每位員工頭上，基本做到了根據(jù)季節(jié)的不同，天黑時開燈天亮?xí)r關(guān)燈；主機(jī)停機(jī)輔機(jī)也都能做到按規(guī)定時間進(jìn)行次序停機(jī)； “空車”運(yùn)行問題，基本上得以杜絕；所有節(jié)電設(shè)備也都能做到長期、穩(wěn)定運(yùn)行。
對于球磨機(jī)的旋轉(zhuǎn)式進(jìn)相機(jī)因其故障率高，維修頻繁，維修費(fèi)用高等各種因素，在我們企業(yè)逐漸被淘汰。取而代之的是靜止式進(jìn)相器。而對于中小型電動機(jī)，也基本上都采用了無功集中補(bǔ)償裝置。但也有未安裝無功補(bǔ)償裝置的變電所，如2#窯變電所，動力車間變電所等地方。1#窯，2#窯高溫風(fēng)機(jī)，由于種種原因至今未上節(jié)電設(shè)備。
對于改造后的我們公司兩條生產(chǎn)線，特別是蓖冷機(jī)系統(tǒng)的改造，風(fēng)機(jī)設(shè)備數(shù)量劇增，但所有風(fēng)機(jī)都采用閥門調(diào)節(jié)風(fēng)量。與變頻調(diào)速相比電能浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重。在今后的技術(shù)改造投入上，我們應(yīng)側(cè)重于把變頻器調(diào)速裝置應(yīng)用于風(fēng)機(jī)設(shè)備上。
再新購置電再氣設(shè)備時，除了考慮滿足拖動功率外，還應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能，選用節(jié)能型產(chǎn)品。逐年、逐臺予以更換。如選用S10、S11型變壓器，YX系列高效率三相異步電動機(jī)，螺桿式空壓機(jī)等。
2、常見的節(jié)電應(yīng)用誤區(qū)
傳統(tǒng)觀念認(rèn)為負(fù)載輕的電機(jī)就是“大馬拉小車”，電動機(jī)節(jié)電就要用小電動機(jī)更換大電動機(jī)，這是概念誤區(qū)，從節(jié)電角度看，電動機(jī)節(jié)能解決的是電動機(jī)運(yùn)行效率遠(yuǎn)低于額定效率問題，只有電動機(jī)運(yùn)行效率遠(yuǎn)低于額定效率，才能稱其為“大馬拉小車”。而實際上， 負(fù)載輕時，電動機(jī)運(yùn)行效率未必低，但電動機(jī)運(yùn)行效率太低必定是輕載。表1中為負(fù)載率與電動機(jī)運(yùn)行效率的關(guān)系。
表1 負(fù)載率與電動機(jī)運(yùn)行效率的關(guān)系
|
負(fù)載率 |
100 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
|
效率 |
91.7 |
92.2 |
93.2 |
92.5 |
92.3 |
91.3 |
90.4 |
87.6 |
79 |
如表1所示， 負(fù)載率在40%，電動機(jī)運(yùn)行效率已經(jīng)是基本上達(dá)到額定值了，此時電動機(jī)并不浪費(fèi)電，不能稱其為“大馬拉小車”。其次，解決“大馬拉小車”問題，并不是簡單地將效率低的大電動機(jī)換成小電動機(jī)就節(jié)電。因為大電動機(jī)更換為小電動機(jī)必須滿足以下條件：(1)更換后小電動機(jī)效率必須大于大電動機(jī)效率； （2）更換后小電機(jī)損耗必須小于大電機(jī)損耗； （3）電機(jī)連續(xù)運(yùn)行負(fù)荷必須恒定，變化不大，不能頻繁啟動。而大電機(jī)額定效率普遍高于小電機(jī)額定效率，滿足第一條件可能性不大。因此，用小電機(jī)更換大電機(jī)并不一定節(jié)電，要進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)分析。
傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，變壓器的負(fù)載多在50%~70%左右，變壓器的效率最高。變壓器的負(fù)載率只要低于50%，則“大馬拉小車”，變壓器的固定損耗和可變損耗增大，用小容量變壓器更換大容量變壓器則節(jié)電。拿一臺S7-1000型和一臺S7-500型變壓器同樣加載400KVA做比較來看， S7-1000型的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率為22。2%~44.62%，40%的負(fù)荷率是合理的，不應(yīng)被認(rèn)為是“大馬拉小車”； S7-500型的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率為37.76%~46.67%，80%的負(fù)荷率不在最佳范圍內(nèi)，損耗肯定大，如果變壓器是新安裝的，并且是廠內(nèi)主變，選擇小些規(guī)格、綜合考慮投資和供電配額，基本電費(fèi)等因素，對企業(yè)來說，雖不節(jié)電，但更經(jīng)濟(jì)。
傳統(tǒng)觀點認(rèn)為有并列電容器集中補(bǔ)償了，就算有節(jié)電設(shè)備了，所有現(xiàn)場設(shè)備就已經(jīng)節(jié)電了。這種觀點是錯誤的，集中補(bǔ)償只是補(bǔ)償了母線電源側(cè)或開關(guān)以上線路的無功損耗，對負(fù)荷側(cè)的無功損耗不起作用。所以我們公司的兩臺高溫風(fēng)機(jī)電動機(jī)，比較大的鼠籠電動機(jī)，如2#風(fēng)機(jī)，3#風(fēng)機(jī)，生料選粉機(jī)循環(huán)風(fēng)機(jī)等，還應(yīng)選用電容器就地補(bǔ)償裝置。因為就地補(bǔ)償裝置雖不能改變電動機(jī)本身之電流，但由于每臺電動機(jī)都由單純感性負(fù)載變成了電容器容性負(fù)載并聯(lián)的新負(fù)載，將使補(bǔ)償裝置以上的電流均將有所減小，而更重要的是：當(dāng)已有“上級補(bǔ)償”時，它可使負(fù)荷側(cè)電流減小，集合起來，也將有利于減小我們公司總變電所6300KVA變壓器的銅耗，與此同時，還可以通過減小各分支線路的電流來減小線路的電壓降，提高電動機(jī)的端電壓，相應(yīng)地降低電動機(jī)本身的負(fù)載電流，又可以適當(dāng)減小電動機(jī)的銅耗。
3、公司節(jié)電工作的潛力和展望
我們公司節(jié)電工作的潛力應(yīng)該說非常大。要想挖掘這些潛力應(yīng)各方齊心協(xié)力，從小處著手，從細(xì)處著手。該投入的地方，應(yīng)逐年或逐月逐臺投入。下面是我們公司需要做的幾方面的工作。
3. 1用非晶態(tài)合金磁性槽泥改造部分電動機(jī)
非晶態(tài)合金磁性槽泥是一種新型節(jié)能材料，它是具有理想綜合性能的優(yōu)良導(dǎo)磁體。將其抹壓在電動機(jī)槽口上，固化后形成與電動機(jī)鐵心結(jié)合牢固的磁性槽楔，在起到固定定子線圈的同時，可以提高鐵心的導(dǎo)磁性能，改變其定子和轉(zhuǎn)子表面槽齒不平狀態(tài)，使氣隙磁阻趨于均勻，脈振損耗和表面損耗大大減少，獲得理想的節(jié)電效果。通過改造JO2系列電動機(jī)平均可提高效率2。5%左右，空載損耗下降25%左右，Y系列電機(jī)可提高效率0。415%，同時，電機(jī)電流下降，溫升平均下降13度左右，噪音和振動也明顯改善，運(yùn)行壽命普遍提高，壽命延長1倍左右。對此，我公司3#水泥磨，2#生料磨，2#窯煤磨等老型號電動機(jī)有必要先行用非晶態(tài)合金磁泥進(jìn)行改造。
3.2升壓改造
我們公司的系統(tǒng)電壓有兩個等級，即6kV和10kV。升壓改造是企業(yè)發(fā)展的必然。針對電動機(jī)升壓改造后，電機(jī)的線圈制造工藝和新材料的使用能夠提高電動機(jī)效率1.5個百分點。3#水泥磨800kW電機(jī)，2#窯高溫風(fēng)機(jī)315kW電機(jī)，2#生料磨570kW電機(jī)都升壓運(yùn)行后，效益將相當(dāng)可觀。另外，6kV高壓電動機(jī)都做升壓改造后，我們還可以取消公司總變電所6300kVA變壓器，統(tǒng)一為10 kV系統(tǒng)，減小了線路損耗及變壓器損耗，效益也是非常巨大的。
3.3 1#窯、2#窯高溫風(fēng)機(jī)電動機(jī)選上節(jié)電設(shè)備
這兩臺電動機(jī)分別是315kW、6000V和710kW、10000V鼠籠式電動機(jī)，應(yīng)選用電容無功就地補(bǔ)償裝置或變頻調(diào)速裝置。通過改造能提高功率因數(shù)，降低無功損耗，節(jié)電也會非常明顯。
3.4交流接觸器線圈功耗長期以來未被大家重視
交流接觸器的使用在我們新、老生產(chǎn)線交替并存的企業(yè)來說數(shù)量非常多，特別是新改造生產(chǎn)線，大型接觸器的使用數(shù)量也比以前有所增加。如果逐年、逐臺改成“交流吸合，直流保持”或永磁式微功耗接觸器，其吸合速度是電磁式接觸器的3倍以上，且吸合瞬間功耗小，吸合靠永磁體維持吸合，運(yùn)行中無需工作電流，僅有0.8~1.5毫安電子模塊的工作電流，節(jié)能效果顯著，比普通CJ20系列接觸器節(jié)電97.6%。一臺CJ20-160型接觸器，改造后一年約可節(jié)電1800kWh左右。
3.5對于冬夏季負(fù)荷輕重不同的電動機(jī)應(yīng)根據(jù)季節(jié)和負(fù)載輕重進(jìn)行星、角變換接線
我們企業(yè)處在北方寒冷地區(qū)，考慮冬季有的設(shè)備自身阻力大，啟動困難，所以設(shè)計人員把一些設(shè)備拖動選擇偏大。對此，我們有必要有選擇性地在夏季把有些電動機(jī)進(jìn)行“星接線運(yùn)行”。這樣，定子繞組每相電壓下降到原來的根號三分之一，此時鐵耗下降2/3，由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，所以轉(zhuǎn)矩下降為原來的1/3。鐵心內(nèi)磁通密度下降，空載電流減小，用于磁化的無功功率必然減小，使電動機(jī)功率因數(shù)得到提高，達(dá)到節(jié)電效果。
另外，我們處在寒冷地區(qū)，冬季部分電動機(jī)可以取消風(fēng)扇，靠自然散熱運(yùn)行。因為電動機(jī)的通風(fēng)損耗在總損耗中占很大比例，2級電動機(jī)約占1/3，相當(dāng)于電動機(jī)容量的3%左右；4級電動機(jī)約占電動機(jī)容量的1.5%左右。所以冬季取下部分電動機(jī)風(fēng)扇，夏季來臨時再把風(fēng)扇裝上，達(dá)到節(jié)電效果。我們還可以不斷地把老型號電動機(jī)風(fēng)扇逐步更換成新型節(jié)能風(fēng)扇。拿一臺JO2-91-2型、55kW電動機(jī)看，通過改用節(jié)能風(fēng)扇后，通風(fēng)損耗減少了1.24kW，只有原來的損耗的1/3，定子繞組與機(jī)座的溫升與原來一樣。如果年運(yùn)行時間為5000h，則一年可節(jié)電6200kWh。
3.6節(jié)約用電與電工、維修工的檢修質(zhì)量關(guān)系也十分密切
對于電工檢修變壓器，使鐵心過熱的故障因素消除了，就能降低鐵損，節(jié)約電能。檢修電機(jī)使轉(zhuǎn) 子錠子的氣平均或減小，或者減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動摩擦，也能降低電能損耗。將接頭接觸不良，嚴(yán)重發(fā)熱的導(dǎo)線或嚴(yán)重漏電的導(dǎo)線檢修好了，不僅保證了安全用電，而且電能損耗也得以減小。對于機(jī)械維修工檢修絞刀，提升機(jī)等設(shè)備時，吊瓦的及時更換，傳動部分的及時調(diào)整找正并能定期及時加以保養(yǎng)，就能使該設(shè)備克服自身阻力減小，靜摩擦力減小，從而電能損耗相對下降了。另外通過技術(shù)革新 把不合理的工藝流程盡量簡化，不但節(jié)省了設(shè)備的臺套數(shù)，更能節(jié)省電能的損耗。
3.7消除電源污染，保證設(shè)備在對稱電壓下運(yùn)行
電動機(jī)在不對稱電壓下運(yùn)行，將使損耗增加。波形正弦性變量越大，平衡性越差，電動機(jī)的就越大，效率越底，會造成電的浪費(fèi)。例如3.5%的不平衡電壓會使電動機(jī)增加約2%。因此提高供電質(zhì)量，也能節(jié)電。解決電源污染問題，要選用節(jié)電濾波器。其主要功能是濾波，清潔電源，保護(hù)和節(jié)電。它能抑制瞬流的產(chǎn)生，凈化電源的污染。
3.8針對風(fēng)機(jī)類設(shè)備，應(yīng)使用變頻調(diào)速
變速器是一種重要的節(jié)能電氣設(shè)備，這一點越來越被眾多人們所認(rèn)識，應(yīng)加大在伐門公司的推廣使用力度。逐步把氣機(jī)系統(tǒng)，2#風(fēng)機(jī) 3#風(fēng)機(jī)和其他比較大型風(fēng)機(jī)盡量多地使用變頻裝置去調(diào)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到對風(fēng)量和流量控制的目的。如采用變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速傳到控制風(fēng)量和流量的目的。消除了伐門阻力，降低了負(fù)荷電流，不但節(jié)能了電能，還對電機(jī)可以實現(xiàn)軟啟動，對電機(jī)和電網(wǎng)不會產(chǎn)生的沖擊電流，延長電機(jī)的使用壽命。改造這些風(fēng)機(jī)雖然投資大些，但節(jié)約的電能當(dāng)年就能收回來，從長遠(yuǎn)來看是合算的。
3.9繼續(xù)加強(qiáng)和完善“峰、谷、平“的用電管理辦法
根據(jù)我們公司的實際情況，嚴(yán)肅“躲峰、倡谷”的管理辦法，使生料石灰石入庫系統(tǒng)，生料輔料入庫系統(tǒng)，燒成供煤系統(tǒng)，制成烘干系統(tǒng)，包裝系統(tǒng)等在不影響大局和生產(chǎn)計劃的前提下盡可能在用電“谷期生產(chǎn)運(yùn)行”，以求得到供電部門的優(yōu)惠政策，節(jié)省實際用電費(fèi)用。
3.10 千方百計提高每臺主機(jī)的臺效，根據(jù)實際制定“開機(jī)時間”管理辦法
長期以來，我們對主機(jī)停機(jī)輔機(jī)在規(guī)定時間內(nèi)停機(jī)采取了相應(yīng)的管理措施。但對有的生產(chǎn)線“開機(jī)時間”管理還基本處于“真空”。特別是老生產(chǎn)線。例如有的磨機(jī)系統(tǒng)從第一臺輔機(jī)開車到正常開主機(jī)投料需要半小時，有時甚至需要更長時間。對此，我們應(yīng)要求各班組長在開機(jī)前，特別是長時間檢修后的開機(jī)前，作到對每臺設(shè)備能否正常運(yùn)行起來心中有數(shù)，絕不要輔機(jī)都開起來等著未開啟的設(shè)備。我們還有必要對“開機(jī)時間”進(jìn)行考核。誰在開第一臺輔機(jī)到主機(jī)開啟投料所用時間最短，誰就應(yīng)得到獎勵，否則就進(jìn)行處罰。而對于有中控的系統(tǒng)應(yīng)盡可能的使用“組啟動”以求最快速度達(dá)到主機(jī)能啟動狀態(tài)。這樣，開機(jī)時的“跑空車”現(xiàn)象加以控制和逐步得以杜絕，達(dá)到節(jié)電的目的。
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