危廢處理廠電氣設(shè)計中節(jié)能措施的應(yīng)用

固廢網(wǎng)訊:摘要：電氣設(shè)備的選用、運行在危廢處理廠節(jié)能中舉足輕重，在電氣設(shè)計中采用先進(jìn)的節(jié)能措施，不僅可以為危廢處理廠的運營控制成本、提升經(jīng)濟(jì)效益，同時也推動危廢處理廠的節(jié)能化、環(huán)保化發(fā)展。下面討論危廢處理廠電氣設(shè)計中的幾種節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：變壓器；變頻器；節(jié)能技術(shù)

一、供配電設(shè)計的節(jié)能措施

在危廢處理廠，電力變壓器是必不可少的電力設(shè)備。它是電源設(shè)備，雖然其功率損耗較小，但通常長期連續(xù)運行，其耗電量相當(dāng)可觀，因此節(jié)能潛力非常大。下面來看看如何對變壓器進(jìn)行選擇。根據(jù)以往項目危廢處理廠設(shè)計經(jīng)驗和負(fù)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(xiàn)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(jìn)行絕緣處理，表面有一層環(huán)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(huán)氧樹脂包封絕緣，且導(dǎo)熱系數(shù)大，有良好的散熱性能，運行壽命期內(nèi)不發(fā)生因溫度突變和短路電流沖擊出現(xiàn)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(jìn)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(jù)公式，有功損耗：

ΔWt=P0T+KTβ2PKτ（1）

式中P0———空載損耗，kW

PK———額定負(fù)載損耗，kW

β———平均負(fù)載系數(shù)，S/Sn取0.85

KT———負(fù)載波動損耗系數(shù)，取1

T———年工作時間，h

τ———最大負(fù)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(shè)備綜合年時基數(shù)為4800h。經(jīng)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(jié)省電能2.28萬kW·h。由此可見，在設(shè)計中對變壓器進(jìn)行選擇時，建議選用非晶合金的節(jié)能變壓器。既能降低變壓器運營成本，又能節(jié)省能源，是改善企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。

二、電機設(shè)備傳動方式的節(jié)能措施

引風(fēng)機和鍋爐給水泵也是危廢處理廠中常用的設(shè)備。在以往的項目中，引風(fēng)機和鍋爐給水泵的風(fēng)量、流量的調(diào)節(jié)是依靠風(fēng)門、閥門的開度來完成，當(dāng)風(fēng)量、流量需要增加時，風(fēng)門、閥門開度增加。這種調(diào)節(jié)方式簡單易行，但是無論生產(chǎn)的需求大小，這2種設(shè)備都要全速運轉(zhuǎn)，而運行工況的變化則使得能量以風(fēng)門、閥門的節(jié)流損失消耗。在生產(chǎn)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(shè)備損耗。從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，設(shè)備使用壽命縮短，設(shè)備維護(hù)、維修費用高居不下。根據(jù)流體力學(xué)可知，功率P=Q×H，其中，Q是流量，H是壓力。Q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比，H與轉(zhuǎn)速n的平方成正比，P與轉(zhuǎn)速n的立方成正比。即：Q=K1n，H=K2n2，P=K3n3，其中，K1，K2，K3為常數(shù)。因此，如果引風(fēng)機和鍋爐給水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)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(guān)系下降。即引風(fēng)機和鍋爐給水泵的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)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(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的4/5時，其耗電量為46.08kW·h，省電48.8%，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的1/2時，其耗電量為11.25kW·h，省電87.5%。

根據(jù)風(fēng)機、水泵類的特性曲線與風(fēng)阻、水阻特性曲線，也可看出引風(fēng)機和鍋爐給水泵的節(jié)能效果（圖1）

圖1 引風(fēng)機和鍋爐給水泵調(diào)速節(jié)能原理

圖中為N1在50Hz下特性曲線，其與風(fēng)阻、水阻特性曲線R1交于A點，對

應(yīng)流量為Q1，則此時軸輸出功率正比于面積S=AH2OQ1；當(dāng)使流量由Q1減少到Q2，如果采用調(diào)節(jié)風(fēng)門、閥門開度，則N1與新的風(fēng)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(diào)速，將引風(fēng)機和鍋爐給水泵轉(zhuǎn)速減低，對應(yīng)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(fēng)機和鍋爐給水泵采用變頻控制，可根據(jù)生產(chǎn)情況，及時調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，操作簡單、方便，大大提高了電機的利用效率，節(jié)能效果顯著，實現(xiàn)高度自動化控制。

結(jié)束語

節(jié)能是國家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，是評價一個企業(yè)綜合競爭力的重要指標(biāo)。以上的節(jié)能措施也只是眾多節(jié)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(guī)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(jié)能措施運用在配電系統(tǒng)，還需要電氣設(shè)計人員總結(jié)實際工作經(jīng)驗，不斷地提升技術(shù)水平，推動節(jié)能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。

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