現(xiàn)場設(shè)備節(jié)電改造技術(shù)研究

孫 峰

（山東鋁業(yè)公司氯堿廠，山東淄博 255051）

現(xiàn)場設(shè)備節(jié)電改造技術(shù)研究

孫 峰

（山東鋁業(yè)公司氯堿廠，山東淄博 255051）

介紹了氯堿廠設(shè)備節(jié)電改造技術(shù)，重點(diǎn)是為了提高功率因數(shù)、平衡三相阻抗、減少設(shè)備維護(hù)量，延長設(shè)備使用周期。

節(jié)電改造；功率因數(shù)；經(jīng)濟(jì)效益；設(shè)備壽命

1 節(jié)電改造的必要性

對企業(yè)而言節(jié)電最大的效益就是節(jié)省電費(fèi)開支，降低成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)電改造投資可回收，回收期2~3a，企業(yè)長期經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。

節(jié)電改造的應(yīng)用，即可以延長設(shè)備的壽命，又能減少設(shè)備損壞率及其設(shè)備更換和維護(hù)費(fèi)用，減少了因設(shè)備故障停機(jī)而直接影響到生產(chǎn)所造成的巨大損失，同時(shí)減少電力擴(kuò)容的資本，其綜合經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

2 現(xiàn)場用電設(shè)備分析

通過對氯堿廠部分設(shè)備運(yùn)行情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分負(fù)載電源供給并未按負(fù)載實(shí)際所需匹配，實(shí)際運(yùn)行效率并不理想，其主要原因是可調(diào)性能差難以根據(jù)實(shí)際所需變化，部分循環(huán)泵等設(shè)備在運(yùn)行時(shí)一直處于滿負(fù)荷情況下運(yùn)行，但是在實(shí)際生產(chǎn)中并不需要如此大的流量或壓力即可滿足生產(chǎn)，而且此類設(shè)備在設(shè)計(jì)選型過程中，通?？偸前严到y(tǒng)的設(shè)計(jì)最大流量和壓力的一定倍數(shù)作為選擇泵型的設(shè)計(jì)值，所以正常生產(chǎn)時(shí)的流量和壓力富裕度達(dá)20%~30%是比較常見的，而這部分富裕的流量和壓力對于生產(chǎn)的幫助并不大，但是其損耗的能源卻相當(dāng)多，等于此部分白白浪費(fèi)了電能卻沒有帶來相應(yīng)的回報(bào)。通過控制閥門開度雖然能夠調(diào)整流量大小，但是電機(jī)的輸出功率沒有成比例減少，電能的浪費(fèi)依然存在；而改變電機(jī)的運(yùn)行曲線也可以得到同樣的目的，并且其運(yùn)行的可靠性是經(jīng)過驗(yàn)證的[1]。

節(jié)電改造是將各泵改成可調(diào)節(jié)的變性負(fù)載，依據(jù)生產(chǎn)變化適時(shí)調(diào)整電機(jī)功率和調(diào)節(jié)流量輸出，既能滿足生產(chǎn)需求又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能，還能為用電設(shè)備提供多種保護(hù)功能，特別是其軟起功能可以減小設(shè)備啟動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊，減少設(shè)備故障率，延長使用壽命；如此既可以滿足工藝需求又能達(dá)到節(jié)能的目的。

3 節(jié)電效果分析

對于泵或風(fēng)機(jī)類負(fù)載而言，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)功率可以滿足生產(chǎn)工藝對流量與壓力的需求。傳統(tǒng)的泵類幾乎都是在用閥門調(diào)節(jié)流量，閥門開啟度降低，工藝流量降低，在一定程度上可以節(jié)約電能，但是在相同需求流量下，閥門開啟度越低，耗電量越大。各種水泵設(shè)備原來管道進(jìn)口閥門全開，出口開度不一，安裝節(jié)電設(shè)備后，進(jìn)出口閥門全開，在減少閥門和管網(wǎng)對負(fù)載的阻力方面可以得到很好的節(jié)能效果[2]。

3.3.1 改變管網(wǎng)與負(fù)載特性

當(dāng)電動(dòng)設(shè)備處于半載、輕載、滿載、超載時(shí)，通過控制系統(tǒng)，根據(jù)負(fù)載的工作狀態(tài)，動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)整供給設(shè)備的電壓、電流、功率、功率因數(shù)等達(dá)到轉(zhuǎn)距與負(fù)載精確匹配，并選擇性配置各類傳感器達(dá)到恒壓供水、供氣等效果，使電動(dòng)設(shè)備保持在最佳、最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。

3.3.2 提高功率因數(shù)

正常情況下，企業(yè)為了提高功率因數(shù)，通常是在變電站安裝電容補(bǔ)償裝置，其功率因數(shù)可在0.9以上。但對現(xiàn)場設(shè)備而言，所在電網(wǎng)功率因數(shù)正常情況都在0.85左右，此情況下電機(jī)實(shí)際的有用功率很低。設(shè)備長期處于低效率下運(yùn)行，既增大了設(shè)備的無用功，又浪費(fèi)了大量的電能。節(jié)電改造通過檢測輸入的電流和電壓，在應(yīng)用算法中分析兩者之間的相位關(guān)系，根據(jù)電機(jī)運(yùn)行中負(fù)載的變化，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出的電流和電壓的相位角，實(shí)現(xiàn)不用補(bǔ)償電容裝置而快速、適時(shí)的調(diào)整功率因數(shù)的目的，提高有功功率，降低無功功率，功率因數(shù)可達(dá)到0.96以上。功率因數(shù)的提高，無功功率降低，設(shè)備有效利用率提高，總體節(jié)能效果可達(dá)3%以上。

3.3.3 平衡三相阻抗、解決負(fù)序做功

在實(shí)際應(yīng)用過程中，電能傳輸?shù)姆椒ê唾|(zhì)量的不同，電機(jī)廠家生產(chǎn)設(shè)計(jì)的差異等情況都會在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生負(fù)序分量和零序分量，此現(xiàn)象即是三相阻抗不平衡。

三相阻抗平衡技術(shù)應(yīng)用到節(jié)電改造中，重建電機(jī)模型，使電動(dòng)機(jī)的三相電流保持平衡，減少了電能的浪費(fèi)，從而發(fā)揮較好的節(jié)電效果。有利于解決電機(jī)線圈發(fā)熱，電能利用率的提高，以及電機(jī)本身效率的提高，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果達(dá)2%以上。

4 效益分析

選取有代表性的設(shè)備進(jìn)行節(jié)電改造研究，利用數(shù)據(jù)進(jìn)行對照，總結(jié)如下。

1）電機(jī)啟動(dòng)平滑，啟動(dòng)電流沖擊較小，設(shè)備故障明顯減少，維護(hù)費(fèi)用減少，使用壽命提高。

2）電機(jī)使用效率得到提高，設(shè)備的維護(hù)量減少，人力物力資源的消耗減少。

3）電機(jī)的適應(yīng)性更強(qiáng)，工藝和設(shè)備環(huán)境得到改善。

4）功率因數(shù)的提高，節(jié)省了電容補(bǔ)償裝置費(fèi)用，降低了線路損耗，增加了電網(wǎng)的穩(wěn)定。

5）可配套使用計(jì)算機(jī)工控系統(tǒng)，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通訊方式，提升系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。

[1] 鄒常茂，韓慶軍.國內(nèi)智能照明節(jié)電器設(shè)備的現(xiàn)狀與技術(shù)特性[J].節(jié)能與環(huán)保，2003，（12）：52-53.

[2] 葉汝裕.水泵風(fēng)機(jī)的節(jié)電及技術(shù)改造[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，1990.

Research on Energy Saving Technology of Field Equipment

Sun Feng

Introduces the energy saving technology of chlor-alkali plant equipment，focusing on improving the power factor，balancing the three-phase impedance，reducing the equipment maintenance and extending the equipment life cycle.

energy saving；power factor；economic benefit；equipment life

F273.4

B

1003–6490（2017）05–0059–01

2017–04–10

孫峰（1984—），男，山東淄博人，工程師，主要從事氯堿廠電氣儀表技術(shù)改進(jìn)、現(xiàn)場設(shè)備維護(hù)等工作。