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工业节能改造方案

 

一、 简介

1) 引言

在工业生产和产品加工制造业中,风机、泵类设备应用范围广泛;其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%—25%,是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入,市场竟争的力断加剧;节能降耗已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。

而近几年因能源问题,所发展的节能技术,正是顺应了工业生产自动化发展的要求,开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电机只能以定速方式运行的陈旧模式,使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可按照生产工艺要求调整转速输出,从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。

现在节能技术以得到了很好的推广,节能技术日益成熟。目前,已在电力、冶金、石油、钢铁、化工、给排水等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。已经成为现代化电力传动技术的一个主要发展方向。显著的节电效果,改善现有设备的运行工况,提高系统的安全可靠性和设备利用率,延长设备使用寿命等优点,随着应用领域的不断扩大而得充分的体现。

2) 综述

通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合,根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样,不论生产的需求大小,风机都要全速运转,而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中,不仅控制精度受到限制,而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加,设备使用寿命缩短,设备维护、维修费用居高不下。

泵类设备在生产领域有着广阔的应用空间,提水泵站、储罐给排系统、工业水(油)循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、螺杆泵、柱塞泵等设备。而且,根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、液位等信号的控制。这样,不仅造成大量的能源浪费,管路、阀门等密封性能的破坏;还加速了泵腔、阀体的磨损和汽。且泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行,存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命,而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备,时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。

近几年,出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求,加之采用节电产品易操作、免维护、控制精确度高,并可以实现功能化等特点;因此采用节电产品来驱动的方案开始取代风门、挡板的控制方案。

3) 节电原理

本节电器采用微电脑控制技术,且具有软启动电机功能,消除了常规起停方式下所产生的机械冲击和大启动电流,延长了电机的寿命。将管道压力与设定压力相比较,通过运算,控制节电器的输出频率,从而调整泵类、风机或压缩机的转速。当管压降低时,使泵、风机或压缩机转速提高以增加管压,当管压上升时,又使水泵、风机或压缩机转速减少降低管压。最终保证管网水压或气压恒定,实现泵站供水或供气的闭环控制。

采用风机节电器这种控制方式时,当所需流量减少时,轴功率将显著降低。例如,当流量下降到80%,转速也下降到原来的80%,转矩下降到64%时,轴功率将下降为额定功率的51%。这种控制方式可从根本上消除风机设备由于选型或负荷变化普遍存在的“大马拉小车”的动力浪费现象,消除了挡板节流阻力,使风机始终运行在最佳工作状态。

二、节能分析

以一台220KW风机,按每天运行24小时,平均电价按:0.55元/度计算,月工作:30天
每天用电量: 220KW×24小时=5280度
每月用电量:  5280度×30天=158400度
每月所需电费:158400度×0.55元/度=87120元
按最低节电率20%计算
每月节约电量: 158400度×20%=31680度
每月节约电费: 31680度×0.55元/度=17424元
节能改造总投资:  132000元
回收投资时间:   8个月

以一台75KW水泵,按每天运行24小时,平均电价按:0.55元/度计算,月工作:30天
每天用电量: 75KW×24小时=1800度
每月用电量:  1800度×30天=54000度
每月所需电费:54000度×0.55元/度=29700元
按最低节电率20%计算
每月节约电量: 54000度×20%=10800度
每月节约电费: 10800度×0.55元/度=5940元
节能改造总投资:  52500元
回收投资时间:   9个月

三、工程总体投资回报分析

1.  根据现场数据计算,风机全年平均用电大约为220KW×24小时/天×365天×0.55元/度=106万,可用1台风机节电器来控制,平均按最小节电率20%计算,年节电大约为21万元。
2.  水泵全年平均用电为75KW×24小时/天×365天×0.55元/度=36万,可用1台水泵节电器来控制,平均按最小节电率20%计算,年节电大约为7.2万元。

年节约电费总共大约为28.2万元

四、改造后效益
1.高达20%的节电率可使工厂每月节省不少电费开支.
2.提升风机电动机的运行效率,改善电动机的运行功率因素.
3.减少启动时电流对电动机的冲击,
4.降低电动机的运行温度,减少电能热损耗,延长电动机使用寿命,
5.降低设备维护成本

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