檔案號: 題目: 電氣節能技術在啤酒工廠的應用 單位: 姓名: 電氣節能技術在啤酒工廠的應用內容提要:本設計介紹了基于終端無功補償、變頻調速等節能技術在啤酒工廠的應用。工業產品生產成本構成很多,其中用電成本是絕對是不可忽視的,隨著國家節能減排力度的不斷加大,產業結構的不斷調整,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能設計、節能設備應用、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 節能第一章 緒 論1.1工廠節能問題的提出 節能減排是經濟社會發展的必然趨勢,也是建設環境友好型社會的必由之路。對于工廠而言,降低生產成本、提高產品質量是企業發展的根本之道,因此,在控制企業用電成本這塊我們嘗試過很多辦法,也取得了很好的經濟效益和社會效益,比如變頻器在工業生產中的廣泛應用,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,再比如說節能設備的使用,如節能變壓器、低阻電纜等,另外在用電管理方面也制定了很多措施,小到企業的照明管理等。通過很多辦法都可以降低企業的用電成本,取得節本增效的效果,下面就闡述一下節能技術在工廠電氣技術中的應用。1.2使用節能型供配電系統供配電系統節能的重點應該在設計、優化階段,而這塊往往容易被大家忽視,很多時候電廠配電系統以及部分設備并不是完全由工廠自己決定,另外考慮到初投資的問題,因此對于使用節能型供配電系統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用電容量和供電距離并考慮當地電網現狀、用戶的用電負荷性質及未來發展規劃等因素綜合而定。一般而言,如果用電量較大可以使用高壓供電再經過二次變壓供電，如果是610kV的配電電壓,由于10kV技術經濟指標較好,如供電系統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，經過兩級變壓到380V1.2.2節能型變壓器變壓器是輸變電行業中的耗能大戶,據估計,我國變壓器的總損耗占系統總發電量的10%左右,如損耗每降低1%,每年可節約上百億度電,推廣節能變壓器事在必行。推薦使用干式變壓器,如果是已經有舊的油浸變壓器,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器。1.2.3無功補償裝置功率因數的高低對工廠企業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,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,以達到節約電能、提高供電質量和提高設備利用率的目的。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。我們選擇了在終端配電柜加裝無功補償電容器，根據功率因數檢測來控制電容器的投切。第二章 選擇節能設備目前,節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能效果,另外節能燈具、Y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展,高壓變頻調速技術已經日趨成熟,已經開始在各個領域廣泛應用,工礦企業中可能有大量的風機、水泵等大動力設備一直在工頻狀態下運行,這樣就需要利用閘閥控制風量、流量,結果就是損失了大量的電能。而改為變頻調節后,通過改變電機的轉速(也就是改變了電機的輸出功率)來調節風量、流量,我們知道,輸出功率和轉速的三次方成正比,因此大大減少了損耗,從而實現節能的目的。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，而其轉速公式為： (2.1) 式中：f表示電源頻率，p表示電動機極對數，s表示轉差率。從上式可知，三相異步電動機的調速方法有：(l) 改變電源頻率(2) 改變電機極對數(3) 改變轉差率改變電機極對數調速的調控方式控制簡單，投資省，節能效果顯著，效率高，但需要專門的變極電機，是有級調速，而且級差比較大，即變速時轉速變化較大，轉矩也變化大，因此只適用于特定轉速的生產機器。改變轉差率調速為了保證其較大的調速范圍一般采用串級調速的方式，其最大優點是它可以回收轉差功率，節能效果好，且調速性能也好，但由于線路過于復雜，增加了中間環節的電能損耗，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速的方法及特點。根據公式可知，當轉差率變化不大時，異步電動機的轉速n基本上與電源頻率f成正比。連續調節電源頻率，就可以平滑地改變電動機的轉速。但是，單一地調節電源頻率，將導致電機運行性能惡化。隨著電力電子技術的發展，已出現了各種性能良好、工作可靠的變頻調速電源裝置，它們促進了變頻調速的廣泛應用。2.1.2 變頻在風機泵類負載系統的節能原理變頻恒壓供水系統的供水部分主要由水泵、電動機、管道和閥門等構成。通常由異步電動機驅動水泵旋轉來供水，并且把電機和水泵做成一體，通過變頻器調節異步電機的轉速，從而改變水泵的出水流量而實現恒壓供水的。因此，供水系統變頻的實質是異步電動機的變頻調速。異步電動機的變頻調速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉速而實現調速的。在供水系統中，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速控制法。閥門控制法是通過調節閥門開度來調節流量，水泵電機轉速保持不變。其實質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，需水量是變化的，若閥門開度在一段時間內保持不變，必然要造成超壓或欠壓現象的出現。轉速控制法是通過改變水泵電機的轉速來調節流量，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速的改變而改變，但管阻特性不變。變頻調速供水方式屬于轉速控制。其工作原理是根據用戶用水量的變化自動地調整水泵電機的轉速，使管網壓力始終保持恒定，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，水泵給管網供水時，水泵的輸出功率P與管網的水壓H及出水流量Q的乘積成正比；水泵的轉速n與出水流量Q成正比；管網的水壓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與轉速n三次方成正比，即： （2.2） （2.3） (2.4) (2.5)式中k、k1、k2、k3為比例常數。圖2.1 管網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b1，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H1Q2。當用調速控制時，若采用恒壓(H0)，變速泵(n2)供水，管阻特性曲線為b2，揚程特性變為曲線n2，工作點從E點移到D點。此時水泵輸出功率正比于H0Q2，由于H1H0，所以當用閥門控制流量時，有正比于(H1H0)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。所以調速控制方式要比閥門控制方式供水功率要小得多，節能效果顯著。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速有很大變化。原先是通過繞線式異步電動機轉子串電阻調速，這種調速方法的缺點是電機構造復雜、轉子有碳刷不適合在高粉塵場合使用、需外接調速變阻器。而且調速時有很大一部分電能消耗在外接電阻器上。改為變頻調速以后，不僅可以實現平滑調速而且由于輸出功率和轉速三次方成正比，當轉速低于額定轉速75%時節能可達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節，節能也非常明顯。2.2 Y型高效電動機高效電動機與普通電動機相比,優化了總體設計,選用了高質量的銅繞組和硅鋼片,降低了各種損耗,據估計損耗可降低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下需要更新電動機時。2.3 使用節能型照明電器節能型照明電器優點很多,高效低耗,節能環保,驅動電壓低,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,還要了解國內外有關照明技術的新動態。采用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品。LED照明的興起可以說是照明燈具的一場革命。下面進行發光效率（光效）比較，鹵素燈光效一般為30%左右，節能燈一般為50%左右，LED燈光效可達90%以上，這也是體現節能的一大因素。從以上幾點可以看出，LED燈光通量是節能燈的一倍以上，是白熾燈的五倍以上，那50WLED則相當于110W節能燈 250W燈/鹵素燈以上。以此類推。品種功率壽命（h）價格（元）LED4W100000小時50節能燈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惠條件大量消費低谷電力,比如電熱水器、空調和其他電器設備。同時,對電力部門來說,將高峰用電轉移到低谷時段,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是非常必要的,對于有條件的企業鼓勵低谷期間用電,這樣可以節省大量的用電成本,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。這樣就大大節省了工廠的生產成本。第四章 加強工廠電力計量管理企業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經營帶來的隱患,對運行的重要電能計量裝置施行質量跟蹤、狀態監測、抽樣檢定、動態管理,定期