精細化管理在水泥企業(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，降低設備的運行維修費用等諸多好處。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)電應用現(xiàn)狀和前景廣闊的節(jié)電技術改造進行綜合介紹。
1、公司節(jié)電應用現(xiàn)狀
公司的節(jié)電工作幾年來受到各級領導和相關技術人員的應有重視。常明燈問題做到了常抓不懈，各崗位的開關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，天黑時開燈天亮時關燈；主機停機輔機也都能做到按規(guī)定時間進行次序停機； “空車”運行問題，基本上得以杜絕；所有節(jié)電設備也都能做到長期、穩(wěn)定運行。
對于球磨機的旋轉式進相機因其故障率高，維修頻繁，維修費用高等各種因素，在我們企業(yè)逐漸被淘汰。取而代之的是靜止式進相器。而對于中小型電動機，也基本上都采用了無功集中補償裝置。但也有未安裝無功補償裝置的變電所，如2#窯變電所，動力車間變電所等地方。1#窯，2#窯高溫風機，由于種種原因至今未上節(jié)電設備。
對于改造后的我們公司兩條生產(chǎn)線，特別是蓖冷機系統(tǒng)的改造，風機設備數(shù)量劇增，但所有風機都采用閥門調(diào)節(jié)風量。與變頻調(diào)速相比電能浪費相當嚴重。在今后的技術改造投入上，我們應側重于把變頻器調(diào)速裝置應用于風機設備上。
再新購置電再氣設備時，除了考慮滿足拖動功率外，還應考慮其經(jīng)濟運行性能，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，螺桿式空壓機等。
2、常見的節(jié)電應用誤區(qū)
傳統(tǒng)觀念認為負載輕的電機就是“大馬拉小車”，電動機節(jié)電就要用小電動機更換大電動機，這是概念誤區(qū)，從節(jié)電角度看，電動機節(jié)能解決的是電動機運行效率遠低于額定效率問題，只有電動機運行效率遠低于額定效率，才能稱其為“大馬拉小車”。而實際上， 負載輕時，電動機運行效率未必低，但電動機運行效率太低必定是輕載。表1中為負載率與電動機運行效率的關系。
表1 負載率與電動機運行效率的關系
|
負載率 |
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， 負載率在40%，電動機運行效率已經(jīng)是基本上達到額定值了，此時電動機并不浪費電，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換成小電動機就節(jié)電。因為大電動機更換為小電動機必須滿足以下條件：(1)更換后小電動機效率必須大于大電動機效率； （2）更換后小電機損耗必須小于大電機損耗； （3）電機連續(xù)運行負荷必須恒定，變化不大，不能頻繁啟動。而大電機額定效率普遍高于小電機額定效率，滿足第一條件可能性不大。因此，用小電機更換大電機并不一定節(jié)電，要進行詳細的技術分析。
傳統(tǒng)觀點認為，變壓器的負載多在50%~70%左右，變壓器的效率最高。變壓器的負載率只要低于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)濟負荷率為22。2%~44.62%，40%的負荷率是合理的，不應被認為是“大馬拉小車”； S7-500型的經(jīng)濟負荷率為37.76%~46.67%，80%的負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，基本電費等因素，對企業(yè)來說，雖不節(jié)電，但更經(jīng)濟。
傳統(tǒng)觀點認為有并列電容器集中補償了，就算有節(jié)電設備了，所有現(xiàn)場設備就已經(jīng)節(jié)電了。這種觀點是錯誤的，集中補償只是補償了母線電源側或開關以上線路的無功損耗，對負荷側的無功損耗不起作用。所以我們公司的兩臺高溫風機電動機，比較大的鼠籠電動機，如2#風機，3#風機，生料選粉機循環(huán)風機等，還應選用電容器就地補償裝置。因為就地補償裝置雖不能改變電動機本身之電流，但由于每臺電動機都由單純感性負載變成了電容器容性負載并聯(lián)的新負載，將使補償裝置以上的電流均將有所減小，而更重要的是：當已有“上級補償”時，它可使負荷側電流減小，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，提高電動機的端電壓，相應地降低電動機本身的負載電流，又可以適當減小電動機的銅耗。
3、公司節(jié)電工作的潛力和展望
我們公司節(jié)電工作的潛力應該說非常大。要想挖掘這些潛力應各方齊心協(xié)力，從小處著手，從細處著手。該投入的地方，應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
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)良導磁體。將其抹壓在電動機槽口上，固化后形成與電動機鐵心結合牢固的磁性槽楔，在起到固定定子線圈的同時，可以提高鐵心的導磁性能，改變其定子和轉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系列電機可提高效率0。415%，同時，電機電流下降，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有必要先行用非晶態(tài)合金磁泥進行改造。
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。針對電動機升壓改造后，電機的線圈制造工藝和新材料的使用能夠提高電動機效率1.5個百分點。3#水泥磨800kW電機，2#窯高溫風機315kW電機，2#生料磨570kW電機都升壓運行后，效益將相當可觀。另外，6kV高壓電動機都做升壓改造后，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#窯高溫風機電動機選上節(jié)電設備
這兩臺電動機分別是315kW、6000V和710kW、10000V鼠籠式電動機，應選用電容無功就地補償裝置或變頻調(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對于冬夏季負荷輕重不同的電動機應根據(jù)季節(jié)和負載輕重進行星、角變換接線
我們企業(yè)處在北方寒冷地區(qū)，考慮冬季有的設備自身阻力大，啟動困難，所以設計人員把一些設備拖動選擇偏大。對此，我們有必要有選擇性地在夏季把有些電動機進行“星接線運行”。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，由于電動機的轉矩與電壓的平方成正比，所以轉矩下降為原來的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，使電動機功率因數(shù)得到提高，達到節(jié)電效果。
另外，我們處在寒冷地區(qū)，冬季部分電動機可以取消風扇，靠自然散熱運行。因為電動機的通風損耗在總損耗中占很大比例，2級電動機約占1/3，相當于電動機容量的3%左右；4級電動機約占電動機容量的1.5%左右。所以冬季取下部分電動機風扇，夏季來臨時再把風扇裝上，達到節(jié)電效果。我們還可以不斷地把老型號電動機風扇逐步更換成新型節(jié)能風扇。拿一臺JO2-91-2型、55kW電動機看，通過改用節(jié)能風扇后，通風損耗減少了1.24kW，只有原來的損耗的1/3，定子繞組與機座的溫升與原來一樣。如果年運行時間為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。檢修電機使轉 子錠子的氣平均或減小，或者減小轉子的轉動摩擦，也能降低電能損耗。將接頭接觸不良，嚴重發(fā)熱的導線或嚴重漏電的導線檢修好了，不僅保證了安全用電，而且電能損耗也得以減小。對于機械維修工檢修絞刀，提升機等設備時，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。另外通過技術革新 把不合理的工藝流程盡量簡化，不但節(jié)省了設備的臺套數(shù)，更能節(jié)省電能的損耗。
3.7消除電源污染，保證設備在對稱電壓下運行
電動機在不對稱電壓下運行，將使損耗增加。波形正弦性變量越大，平衡性越差，電動機的就越大，效率越底，會造成電的浪費。例如3.5%的不平衡電壓會使電動機增加約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針對風機類設備，應使用變頻調(diào)速
變速器是一種重要的節(jié)能電氣設備，這一點越來越被眾多人們所認識，應加大在伐門公司的推廣使用力度。逐步把氣機系統(tǒng)，2#風機 3#風機和其他比較大型風機盡量多地使用變頻裝置去調(diào)電機的轉速，從而達到對風量和流量控制的目的。如采用變頻器控制電機的轉速傳到控制風量和流量的目的。消除了伐門阻力，降低了負荷電流，不但節(jié)能了電能，還對電機可以實現(xiàn)軟啟動，對電機和電網(wǎng)不會產(chǎn)生的沖擊電流，延長電機的使用壽命。改造這些風機雖然投資大些，但節(jié)約的電能當年就能收回來，從長遠來看是合算的。
3.9繼續(xù)加強和完善“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)運行”，以求得到供電部門的優(yōu)惠政策，節(jié)省實際用電費用。
3.10 千方百計提高每臺主機的臺效，根據(jù)實際制定“開機時間”管理辦法
長期以來，我們對主機停機輔機在規(guī)定時間內(nèi)停機采取了相應的管理措施。但對有的生產(chǎn)線“開機時間”管理還基本處于“真空”。特別是老生產(chǎn)線。例如有的磨機系統(tǒng)從第一臺輔機開車到正常開主機投料需要半小時，有時甚至需要更長時間。對此，我們應要求各班組長在開機前，特別是長時間檢修后的開機前，作到對每臺設備能否正常運行起來心中有數(shù)，絕不要輔機都開起來等著未開啟的設備。我們還有必要對“開機時間”進行考核。誰在開第一臺輔機到主機開啟投料所用時間最短，誰就應得到獎勵，否則就進行處罰。而對于有中控的系統(tǒng)應盡可能的使用“組啟動”以求最快速度達到主機能啟動狀態(tài)。這樣，開機時的“跑空車”現(xiàn)象加以控制和逐步得以杜絕，達到節(jié)電的目的。
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