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危廢處理廠電氣設計中節能措施的應用
作者: 佚名 時間:2019-12-6文章來源:北極星環保網訪問量:1381

:摘要:電氣設備的選用、運行在節能中舉足輕重,在電氣設計中采用先進的節能措施,不僅可以為危廢處理廠的運營控制成本、提升經濟效益,同時也推動危廢處理廠的節能化、環保化發展。下面討論危廢處理廠電氣設計中的幾種節能措施。

關鍵詞:變壓器;變頻器;

一、供配電設計的節能措施

在危廢處理廠,電力變壓器是必不可少的電力設備。它是電源設備,雖然其功率損耗較小,但通常長期連續運行,其耗電量相當可觀,因此節能潛力非常大。下面來看看如何對變壓器進行選擇。根據以往項目危廢處理廠設計經驗和負荷容量的計算,一般會選用變壓器容量為2000kv·a10/0.4kv變壓器2臺,而現在市場上常用的變壓器有sgb10和scbh15。sgb10變壓器是敞開式干變,采用美國dupont公司的nomex絕緣紙作匝絕緣,低壓線圈是銅箔,高低線圈均用vpi(vacuum pressure impregnating,真空壓力浸漆)進行絕緣處理,表面有一層環氧樹脂絕緣漆包封起來。scbh15變壓器是非晶合金干式變壓器,采用非晶合金替代硅鋼片作為鐵芯材料,高低壓線圈均為薄層環氧樹脂包封絕緣,且導熱系數大,有良好的散熱性能,運行壽命期內不發生因溫度突變和短路電流沖擊出現表面龜裂,具有機械強度高、耐潮濕、耐冷熱沖擊的性能。下面以這2種變壓器為例進行比較,計算變壓器的年耗電量。

參考《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》,短路阻抗為4.0%時變壓器為ii級能效值見表1。

根據公式,有功損耗:

δwt=p0t+ktβ2pkτ(1)

式中p0———空載損耗,kw

pk———額定負載損耗,kw

β———平均負載系數,s/sn取0.85

kt———負載波動損耗系數,取1

t———年工作時間,h

τ———最大負荷損耗小時,h

表1 三相配電變壓器能效限定值及能效等級

按照項目為三班制,取設備綜合年時基數為4800h。經過計算,2臺變壓器sgb10系列,年總損耗電能為13.89萬kw·h,scbh15系列年總損耗電能為11.61萬kw·h。如果采用scbh15系列,每年可節省電能2.28萬kw·h。由此可見,在設計中對變壓器進行選擇時,建議選用非晶合金的節能變壓器。既能降低變壓器運營成本,又能節省能源,是改善企業經濟效益的重要途徑。

二、電機設備傳動方式的節能措施

引風機和鍋爐給水泵也是危廢處理廠中常用的設備。在以往的項目中,引風機和鍋爐給水泵的風量、流量的調節是依靠風門、閥門的開度來完成,當風量、流量需要增加時,風門、閥門開度增加。這種調節方式簡單易行,但是無論生產的需求大小,這2種設備都要全速運轉,而運行工況的變化則使得能量以風門、閥門的節流損失消耗。在生產過程中,不僅控制精度受到限制,而且還造成大量的能源浪費和設備損耗。從而導致生產成本增加,設備使用壽命縮短,設備維護、維修費用高居不下。根據流體力學可知,功率p=q×h,其中,q是流量,h是壓力。q與轉速n的一次方成正比,h與轉速n的平方成正比,p與轉速n的立方成正比。即:q=k1n,h=k2n2,p=k3n3,其中,k1,k2,k3為常數。因此,如果引風機和鍋爐給水泵的效率一定,當要求調節流量下降時,n可成比例地下降,而此時軸輸出功率p成立方關系下降。即引風機和鍋爐給水泵的耗電功率與轉速近似成立方比的關系。實際使用中,一臺鍋爐給水泵電機功率為90kw,工頻工況下的耗電量為90kw·h,當轉速下降到原轉速的4/5時,其耗電量為46.08kw·h,省電48.8%,當轉速下降到原轉速的1/2時,其耗電量為11.25kw·h,省電87.5%。

根據風機、水泵類的特性曲線與風阻、水阻特性曲線,也可看出引風機和鍋爐給水泵的節能效果(圖1)

圖1 引風機和鍋爐給水泵調速節能原理

圖中為n1在50hz下特性曲線,其與風阻、水阻特性曲線r1交于a點,對

應流量為q1,則此時軸輸出功率正比于面積s=ah2oq1;當使流量由q1減少到q2,如果采用調節風門、閥門開度,則n1與新的風阻、水阻特性曲線r2相交于b點,此時軸輸出功率正比于面積s=bh1oq2;如果采用變頻調速,將引風機和鍋爐給水泵轉速減低,對應n2特性曲線與r1相交于c點,此時軸輸出功率正比于面積s=ch3oq2。因此,引風機和鍋爐給水泵采用變頻控制,可根據生產情況,及時調整電機轉速,操作簡單、方便,大大提高了電機的利用效率,節能效果顯著,實現高度自動化控制。

結束語

節能是國家發展經濟的一項長遠戰略方針,是評價一個企業綜合競爭力的重要指標。以上的節能措施也只是眾多節能方法中的幾種,還有很多其他方法,如:供配電線路的合理規劃、降低無功功率的損耗,照明采光的合理布置等。如果想將更多的節能措施運用在配電系統,還需要電氣設計人員總結實際工作經驗,不斷地提升技術水平,推動節能技術的持續發展。

參考文獻:

[1]周龍武.供配電系統總體規劃節能措施與變配電設計節能技術[j].科技資訊,2017,15(16):27-28.

[2]韓貴晶.供配電設計中節能方法與技術措施的運用實踐[j].中國新技術新產品,2015(15):169.

[3]蔡增基龍天渝.流體力學泵與風機(第5版)[m].北京:中國建筑工業出版社,2009.

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