过去十年,我国水泥工业在新型干法水泥预热预分解窑节能煅烧工艺、大型原料预均化、节能粉磨、自动控制和环境保护等方面从设计、装备制造到工程总承包都接近或达到了世界先进水平,成套装备和技术出口到包括欧美等50多个国家和地区,并已经得到业主的广泛认同。但从目前水泥企业实际的熟料综合电耗和水泥综合电耗来看,企业仍有较大的节电空间。
水泥企业的节电,主要受益于工艺和装备技术以及电气技术上的进步。本文仅就电气技术措施及其运用进行介绍,仅供参考。
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1、三相负荷平衡的重要性
在输配电线路中,因三相负荷分配的不平衡,因而会造成三相电流或电压不平衡,并将给系统带来诸多危害,影响变压器、电动机的安全经济运行;对供配电系统的相线及低压供电系统的中性线电能损耗加大; 影响计算机正常工作,电压过高会引起照明灯具、家用电器、寿命缩短乃至损坏,电压过低则影响家用电器使用效果,造成照度偏低; 对通讯系统干扰增大,影响通讯质量。
为了减少三相负荷不平衡造成的能耗,在系统设计时应尽量使三相负荷平衡,并且在系统运行时,需根据负荷的变化,及时投切、合理地调整三相负荷,使三相负荷不平衡度符合以下规程规定:" 要求配电变压器出口处的电流不平衡度小于10%,干线及支线首端的不平衡度小于20%,中性线的电流不超过额定电流的25%",以及"三相配电干线的各项负荷宜分配平衡,最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%,最小相负荷大于三相负荷平均值的85%"(见《GB50034-2004建筑照明设计标准》。
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2、合理选择变压器
科学、合理地选择配电变压器,是企业节能的重要环节。
2.1 合理选择容量和台数
在选择配电变压器容量和台数时,应根据负荷性质、运行情况综合考虑一次。
根据投资和年运行费用,对负荷进行合理分配,选用容量与实际负荷最接近的变压器,使变压器工作在最佳高效区:当负荷低于30%时,应调整或更换;当负荷超过80%,并经过计算不利于经济运行时,可放大一级容量选择变压器。
2.2 选用节能型变压器
当前应选择S10-M以上系列的新型低损耗节能型变压器,并可选用干式节能型变压器,老企业在进行技改时,应采用新型低损耗节能型变压器,替换老式高能耗变压器,改造后能达到国家相应的能耗标准值:空载损耗为4.5%~6.5%;空载电流在7%以下; 短路损耗达到国家标准;阻抗电压为4%~4.9%。而空载损耗与变压器容量有关。
2.3 推广应用干式变压器
目前,工业企业使用变压器的发展趋势为干式变压器,干式变压器具有高效节电、安全可靠、绿色环保等优点。 我国的配电变压器由20世纪50年代的SJ1系列开始,平均每1 kVA空载损耗5.2 W,负载损耗17.8 W。上世纪90年代,S9系列,平均每1 kVA空载损耗1.82 W,负载损耗10.4 W。两卷铁芯式的S11系列变压器平均每1 kVA空载损耗1.08 W,负载损耗9.6 W。如果全部使用S11系列变压器,以目前发电装机容量计算,每年将节约空载损耗40.71亿千瓦时。若占全部配电变压器15%的数量采用S11系列干式变压器,每年将节约6亿千瓦时的电能,社会效益、经济效益十分显著。