厦门卷烟厂动力系统电力能源管理
　[摘要]在能源管理中引入实时的能源动力监控信息系统,对动力设备用电构成进行统计分析;通过改进设备操作、优化工艺、完善设备配置、发挥变频装置节能作用等方式,使不同的用电设备,甚至一个用电系统的用电量获得大幅度的降低。[关键词]能耗能源系统管理用电控制有效性管理
1前言2003年6月,厦门卷烟厂易地技改后,占地300亩,装备水平大幅提高,新厂用电量与老厂相比也有较大幅度的增加。2003年下半年产量为24万大箱,半年用电量为1721万度,缴付电费1000万元。节电,国情所迫,政府倡导,更是企业节能降耗的一项重要措施。2电力能源方案控制过程利用实时的能源动力监控信息系统,对电力能源管理进行监视、分析、控制,从而降低电力能源消耗。2.1 能源系统管理。统计单位能耗,建立设备负载档案,进行用电成本构成分析。2.2 设备系统用电控制。利用配电及动力设备能源监视系统,控制电力能源。采用plc控制器及计算机控制系统的运行管理,实现集中管理和最佳控制。动力设备系统用电包含制冷系统、空调系统、空压机组、配电系统、水泵及电机等。 2.3 生产工艺过程有效性管理。能源动力供应的工艺参数合理设置。2.4 提高设备的用电效率。配备高能效电机、高能效齿轮箱、变频调速传动装置。2.5 削峰平谷。生产用电安排避开用电高峰;制冷空调采用冰蓄冷系统装置转移用电时间,国家电力政策电价优惠(集美大学冰蓄冷系统试验室)。2.6 能源采购价格。不同收费架构里,产生不同的电费成本。变压器负载修整减少费用;合理的能源来源可降低电力价格。3能源系统管理统计单位能耗,建立设备负载档案,用电成本构成分析。3.1 厦门卷烟厂用电单位能耗统计(见表1) 4设备系统用电控制
利用先进的配电及动力设备能源监视系统,控制电力能源,改善了电力质量,功率因素控制在97%左右,减少电压的瞬降;通过用电构成分析,加强动力设备系统用电控制,包含制冷系统、空调系统、空压机组、水泵及电机等。5制冷机组节电降耗5.1 制冷机组现状分析5.1.1 冷水机组能源消耗与冷冻出水温度的关图2制冷机组能源消耗与冷冻出水温度关系图 从离心式制冷机组的特性曲线图分析,当冷却水温度为32℃时,随着冷冻水出水温度的上升,在相同输入功率的情况下,可使输出冷量能力提高;在保持相同输出冷量的情况下,随着冷冻水出水温度的提高,可使输入功率下降,可以看出,每提高冷冻供水温度1℃,大约可节能4%。
因此,制冷机组在冷却水温度一定的条件下,蒸发温度越高,冷水机组效率越高,蒸发温度越低,制冷效率越低。烟厂在夏季采用10℃冷冻供水温度,输入可减少12%以上;采用12℃冷冻供水温度,输入可减少20%以上。恒定供水温度7℃时,空调系统经常发生下列浪费能源的现象:①夏季空调的表冷阀开度调节频繁:车间温度太高,要开大表冷阀;因表冷器除湿量太多要关小表冷阀;②夏季表冷器对空气除湿后,还需蒸汽加湿阀对空气加湿;③夏季部分时间因为开加湿器,对表冷处理后的空气进行加湿,发生空调送风中“带水”现象;④全年很多季节表冷阀的开度太小,冷冻水在表冷盘管内流速减小,空气与冷冻水的换热效率降低;⑤在春季梅雨季节,当室外空气处于低温高湿时,空调除湿效果较差,冷冻水温度低,除湿后再加热(冷热抵消)。5.1.2 制冷空调系统联动控制车间空调负荷由设备产热量和室外传热量组成,室外传热量在全年范围内大幅度地变化,在冬季为负值。空调制冷设备的容量设计是按夏季最大负荷选定,为适应空调热负荷的变化,对空调与制冷设备的容量配合控制,成为关联的整体。提高制冷出水温度是提高制冷空调效率、降低能耗的有效手段之一;提高水温的同时,又要确保空调系统的温湿度控制在工艺指标内。采取一种有效的操作方式,分析制冷机组出水温度、空调表冷阀开度与空调温湿度控制关系,控制表冷阀开度不超过100%,实现制冷空调系统联动控制。根据空调的负荷变化制定出相应的冷冻水供水温度,保证制冷机以最高效率向空调机组提供冷冻水,空调机组控制系统保证车间恒温恒湿精度要求,并解决因表冷阀开度过小引起的不良后果。5.2 节能策略(见表2) 5.3 实施控制5.3.1 提高制冷机供水温度,提高制冷机组效率在夏季采用10℃以上冷冻供水温度,节能12%以上;其它季节采用12℃以上冷冻供水温度,节能20%以上。5.3.2 空调系统和制冷系统进行联动控制2004年,操作人员结合空调表冷阀的开启度判断(开度达80%~95%,考虑制冷机负荷加载),控制制冷机负荷,人工调节制冷机的单机电流百分比及运行台数,提高冷水供水温度为10℃以上,最高达15℃,达到节能效果。5.3.3 工艺过程控制
能源动力供应的工艺参数合理设置。在工艺指标允许的范围内,调整车间温湿度设定,降低空调负荷投入,减少制冷机用电负荷。制丝车间面积8640m2,膨胀车间面积1728m2。2003年夏季外界35℃,制丝车间温度控制在26℃,新风17℃,送风量达40万m3,空调全负荷投入,负荷4616.8kw。同时全新风送风,正压大,大量冷空气被排出,造成浪费。2004年车间空调以岗位送风为主,温度控制在31℃～32℃, 送风26℃。送风和外界温度相差9℃,在夏季人可适应,温差过大则会不适。节约空调冷负荷△q: △q=ρ*g*c*△t=1.2*(120000*3+40000)*0.24*9=1036800(kcal/h)=1234.286(kw/h)ρ—空气密度,1.2kg/m3;c—热比容,0.24kcal/kg℃;g—指风量,单位为m3/h;△t—温差,9℃。节能1234.286kw/h,节约49.6%制冷机负荷投入(制冷机制冷量为2637kw),节电104347元/月。5.4 制冷机组节能效果检查通过以上三个方面的措施,2004年制冷机运行时间降为5770台时,2003年制冷机运行时间8816台时,满负荷运行需4台制冷机,2004年的满负荷运行减少为3台;制冷系统配套的冷水泵及冷却泵、冷却塔运行台数相应减少。6空调机组节电降耗6.1 提高设备的用电效率:配备高能效电机、变频调速传动装置空调机组共22台电机,全部配备变频器,可采用变频器调节,实现电机电能的控制。电机消耗的功率与转速的三次方成正比,即p∝n3。在工业设计中,风机功率留有余量,电机转速在调速的过程中可以节约许多的电能。在满足工艺要求的前提下,如将转速(n)调到原来额定转速50hz的80%,电机消耗px∝0.83 pe(额定功率)=0.512pe,从理论上讲,节能48.8%,效果明显。6.2变频节能 冬季制丝车间负荷减少,空调电机(75 kw)频率设定50hz降低为40hz,电流114a降低至81.4a。6.3空调系统负荷调整,减少风机的运行时间卷包车间空调k1-k6中,空调k1控制区域为装封箱区,设备热源少,可由邻近k2、k5空调补充,温湿度不易超标,采取停机节能。2004年k1空调运行时间2048小时,减少运行时间971小时,节约电流174.4a/小时。