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[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.

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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等于ρ*G*C*△T等于1.2*(120000*3+40000)*0.24*9等于1036800(kcal/h)等于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∝0.83Pe(额定功率)等于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(75kW)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.

7空压系统节电降耗

7.1调整空压系统配置,调节空压负荷

2003年12月,生产用气负荷60m3左右,和原设计安装3台40m3空压机的80m3供气量不匹配,加卸载频繁,20秒加卸载一次,设备损耗大,浪费空压气及电能.2004年2月,将老厂20m3空压机调用、安装、调试.投入使用后,供气60m3,最高运行电流832A,低于原最高1000A.

7.2空压气工艺控制:调整厂内空压气工艺指标值

调查全厂设备所需空压气:膨胀烟丝设备用量4立方左右,压力>0.65Mpa,其余设备压力>0.55Mpa.2003年原压力工艺指标:空压系统压力≥0.67Mpa.波动范围小,空压机加卸载频繁.2004年8月16日修改工艺指标:制丝、卷包车间空压气压力>0.55Mpa,膨胀烟丝空压气压力>0.65Mpa.膨胀烟丝设备另行配置空压机,和全厂空压管网脱离后,空压系统压力>0.55Mpa.

图3实施前后空压机组加卸载情

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7.3空压机组节电降耗

实施后,1台40m3空压机和20m3空压机可满足生产需要,运行电流平均716A,避免加卸载频繁.2台40m3空压机运行电流平均为889A.每小时节约163A.节电:64.28元/每小时,30854元/月.

8电力节约效果

如表3所示,2004年7~12月单箱耗电34.6度/箱,同比降低11.9度/箱,同比节电25.59%,节电2330030度,节约电费1398018元.

厦门卷烟厂动力系统电力能源管理参考属性评定
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