精细化管理在水泥企业中节电工作探讨

水泥 2010-06-13

　　节约用电，对于号称“耗能大户”的水泥企业降低成本，提高市场竞争能力具有十分重要的现实意义。同时，节约用电能够提高电网供电能力，降低设备的运行维修费用等诸多好处。因此节电挖潜成为创建节约型企业的重要组成部分，下面就黑龙江双鸭山新时代水泥公司的节电应用现状和前景广阔的节电技术改造进行综合介绍。

　　1、公司节电应用现状

　　公司的节电工作几年来受到各级领导和相关技术人员的应有重视。常明灯问题做到了常抓不懈，各岗位的开关灯时间也都以制度的形式落实到每位员工头上，基本做到了根据季节的不同，天黑时开灯天亮时关灯；主机停机辅机也都能做到按规定时间进行次序停机； “空车”运行问题，基本上得以杜绝；所有节电设备也都能做到长期、稳定运行。

　　对于球磨机的旋转式进相机因其故障率高，维修频繁，维修费用高等各种因素，在我们企业逐渐被淘汰。取而代之的是静止式进相器。而对于中小型电动机，也基本上都采用了无功集中补偿装置。但也有未安装无功补偿装置的变电所，如2#窑变电所，动力车间变电所等地方。1#窑，2#窑高温风机，由于种种原因至今未上节电设备。

　　对于改造后的我们公司两条生产线，特别是蓖冷机系统的改造，风机设备数量剧增，但所有风机都采用阀门调节风量。与变频调速相比电能浪费相当严重。在今后的技术改造投入上，我们应侧重于把变频器调速装置应用于风机设备上。

　　再新购置电再气设备时，除了考虑满足拖动功率外，还应考虑其经济运行性能，选用节能型产品。逐年、逐台予以更换。如选用S10、S11型变压器，YX系列高效率三相异步电动机，螺杆式空压机等。

　　2、常见的节电应用误区

　　传统观念认为负载轻的电机就是“大马拉小车”，电动机节电就要用小电动机更换大电动机，这是概念误区，从节电角度看，电动机节能解决的是电动机运行效率远低于额定效率问题，只有电动机运行效率远低于额定效率，才能称其为“大马拉小车”。而实际上，负载轻时，电动机运行效率未必低，但电动机运行效率太低必定是轻载。表1中为负载率与电动机运行效率的关系。

表1 负载率与电动机运行效率的关系

负载率	100	80	70	60	50	40	30	20	10
效率	91.7	92.2	93.2	92.5	92.3	91.3	90.4	87.6	79

　　如表1所示，负载率在40%，电动机运行效率已经是基本上达到额定值了，此时电动机并不浪费电，不能称其为“大马拉小车”。其次，解决“大马拉小车”问题，并不是简单地将效率低的大电动机换成小电动机就节电。因为大电动机更换为小电动机必须满足以下条件：(1)更换后小电动机效率必须大于大电动机效率；（2）更换后小电机损耗必须小于大电机损耗；（3）电机连续运行负荷必须恒定，变化不大，不能频繁启动。而大电机额定效率普遍高于小电机额定效率，满足第一条件可能性不大。因此，用小电机更换大电机并不一定节电，要进行详细的技术分析。

　　传统观点认为，变压器的负载多在50%~70%左右，变压器的效率最高。变压器的负载率只要低于50%，则“大马拉小车”，变压器的固定损耗和可变损耗增大，用小容量变压器更换大容量变压器则节电。拿一台S7-1000型和一台S7-500型变压器同样加载400KVA做比较来看， S7-1000型的经济负荷率为22。2%~44.62%，40%的负荷率是合理的，不应被认为是“大马拉小车”； S7-500型的经济负荷率为37.76%~46.67%，80%的负荷率不在最佳范围内，损耗肯定大，如果变压器是新安装的，并且是厂内主变，选择小些规格、综合考虑投资和供电配额，基本电费等因素，对企业来说，虽不节电，但更经济。

　　传统观点认为有并列电容器集中补偿了，就算有节电设备了，所有现场设备就已经节电了。这种观点是错误的，集中补偿只是补偿了母线电源侧或开关以上线路的无功损耗，对负荷侧的无功损耗不起作用。所以我们公司的两台高温风机电动机，比较大的鼠笼电动机，如2#风机，3#风机，生料选粉机循环风机等，还应选用电容器就地补偿装置。因为就地补偿装置虽不能改变电动机本身之电流，但由于每台电动机都由单纯感性负载变成了电容器容性负载并联的新负载，将使补偿装置以上的电流均将有所减小，而更重要的是：当已有“上级补偿”时，它可使负荷侧电流减小，集合起来，也将有利于减小我们公司总变电所6300KVA变压器的铜耗，与此同时，还可以通过减小各分支线路的电流来减小线路的电压降，提高电动机的端电压，相应地降低电动机本身的负载电流，又可以适当减小电动机的铜耗。

　　3、公司节电工作的潜力和展望

　　我们公司节电工作的潜力应该说非常大。要想挖掘这些潜力应各方齐心协力，从小处着手，从细处着手。该投入的地方，应逐年或逐月逐台投入。下面是我们公司需要做的几方面的工作。

　　3. 1用非晶态合金磁性槽泥改造部分电动机

　　非晶态合金磁性槽泥是一种新型节能材料，它是具有理想综合性能的优良导磁体。将其抹压在电动机槽口上，固化后形成与电动机铁心结合牢固的磁性槽楔，在起到固定定子线圈的同时，可以提高铁心的导磁性能，改变其定子和转子表面槽齿不平状态，使气隙磁阻趋于均匀，脉振损耗和表面损耗大大减少，获得理想的节电效果。通过改造JO2系列电动机平均可提高效率2。5%左右，空载损耗下降25%左右，Y系列电机可提高效率0。415%，同时，电机电流下降，温升平均下降13度左右，噪音和振动也明显改善，运行寿命普遍提高，寿命延长1倍左右。对此，我公司3#水泥磨，2#生料磨，2#窑煤磨等老型号电动机有必要先行用非晶态合金磁泥进行改造。

　　3.2升压改造

　　我们公司的系统电压有两个等级，即6kV和10kV。升压改造是企业发展的必然。针对电动机升压改造后，电机的线圈制造工艺和新材料的使用能够提高电动机效率1.5个百分点。3#水泥磨800kW电机，2#窑高温风机315kW电机，2#生料磨570kW电机都升压运行后，效益将相当可观。另外，6kV高压电动机都做升压改造后，我们还可以取消公司总变电所6300kVA变压器，统一为10 kV系统，减小了线路损耗及变压器损耗，效益也是非常巨大的。

　　3.3 1#窑、2#窑高温风机电动机选上节电设备

　　这两台电动机分别是315kW、6000V和710kW、10000V鼠笼式电动机，应选用电容无功就地补偿装置或变频调速装置。通过改造能提高功率因数，降低无功损耗，节电也会非常明显。

3.4交流接触器线圈功耗长期以来未被大家重视

　　交流接触器的使用在我们新、老生产线交替并存的企业来说数量非常多，特别是新改造生产线，大型接触器的使用数量也比以前有所增加。如果逐年、逐台改成“交流吸合，直流保持”或永磁式微功耗接触器，其吸合速度是电磁式接触器的3倍以上，且吸合瞬间功耗小，吸合靠永磁体维持吸合，运行中无需工作电流，仅有0.8~1.5毫安电子模块的工作电流，节能效果显著，比普通CJ20系列接触器节电97.6%。一台CJ20-160型接触器，改造后一年约可节电1800kWh左右。

　　3.5对于冬夏季负荷轻重不同的电动机应根据季节和负载轻重进行星、角变换接线

　　我们企业处在北方寒冷地区，考虑冬季有的设备自身阻力大，启动困难，所以设计人员把一些设备拖动选择偏大。对此，我们有必要有选择性地在夏季把有些电动机进行“星接线运行”。这样，定子绕组每相电压下降到原来的根号三分之一，此时铁耗下降2/3，由于电动机的转矩与电压的平方成正比，所以转矩下降为原来的1/3。铁心内磁通密度下降，空载电流减小，用于磁化的无功功率必然减小，使电动机功率因数得到提高，达到节电效果。

　　另外，我们处在寒冷地区，冬季部分电动机可以取消风扇，靠自然散热运行。因为电动机的通风损耗在总损耗中占很大比例，2级电动机约占1/3，相当于电动机容量的3%左右；4级电动机约占电动机容量的1.5%左右。所以冬季取下部分电动机风扇，夏季来临时再把风扇装上，达到节电效果。我们还可以不断地把老型号电动机风扇逐步更换成新型节能风扇。拿一台JO2-91-2型、55kW电动机看，通过改用节能风扇后，通风损耗减少了1.24kW，只有原来的损耗的1/3，定子绕组与机座的温升与原来一样。如果年运行时间为5000h，则一年可节电6200kWh。

　　3.6节约用电与电工、维修工的检修质量关系也十分密切

　　对于电工检修变压器，使铁心过热的故障因素消除了，就能降低铁损，节约电能。检修电机使转子锭子的气平均或减小，或者减小转子的转动摩擦，也能降低电能损耗。将接头接触不良，严重发热的导线或严重漏电的导线检修好了，不仅保证了安全用电，而且电能损耗也得以减小。对于机械维修工检修绞刀，提升机等设备时，吊瓦的及时更换，传动部分的及时调整找正并能定期及时加以保养，就能使该设备克服自身阻力减小，静摩擦力减小，从而电能损耗相对下降了。另外通过技术革新把不合理的工艺流程尽量简化，不但节省了设备的台套数，更能节省电能的损耗。

3.7消除电源污染，保证设备在对称电压下运行

　　电动机在不对称电压下运行，将使损耗增加。波形正弦性变量越大，平衡性越差，电动机的就越大，效率越底，会造成电的浪费。例如3.5%的不平衡电压会使电动机增加约2%。因此提高供电质量，也能节电。解决电源污染问题，要选用节电滤波器。其主要功能是滤波，清洁电源，保护和节电。它能抑制瞬流的产生，净化电源的污染。

3.8针对风机类设备，应使用变频调速

　　变速器是一种重要的节能电气设备，这一点越来越被众多人们所认识，应加大在伐门公司的推广使用力度。逐步把气机系统，2#风机 3#风机和其他比较大型风机尽量多地使用变频装置去调电机的转速，从而达到对风量和流量控制的目的。如采用变频器控制电机的转速传到控制风量和流量的目的。消除了伐门阻力，降低了负荷电流，不但节能了电能，还对电机可以实现软启动，对电机和电网不会产生的冲击电流，延长电机的使用寿命。改造这些风机虽然投资大些，但节约的电能当年就能收回来，从长远来看是合算的。

　　3.9继续加强和完善“峰、谷、平“的用电管理办法

　　根据我们公司的实际情况，严肃“躲峰、倡谷”的管理办法，使生料石灰石入库系统，生料辅料入库系统，烧成供煤系统，制成烘干系统，包装系统等在不影响大局和生产计划的前提下尽可能在用电“谷期生产运行”，以求得到供电部门的优惠政策，节省实际用电费用。

　　3.10 千方百计提高每台主机的台效，根据实际制定“开机时间”管理办法

　　长期以来，我们对主机停机辅机在规定时间内停机采取了相应的管理措施。但对有的生产线“开机时间”管理还基本处于“真空”。特别是老生产线。例如有的磨机系统从第一台辅机开车到正常开主机投料需要半小时，有时甚至需要更长时间。对此，我们应要求各班组长在开机前，特别是长时间检修后的开机前，作到对每台设备能否正常运行起来心中有数，绝不要辅机都开起来等着未开启的设备。我们还有必要对“开机时间”进行考核。谁在开第一台辅机到主机开启投料所用时间最短，谁就应得到奖励，否则就进行处罚。而对于有中控的系统应尽可能的使用“组启动”以求最快速度达到主机能启动状态。这样，开机时的“跑空车”现象加以控制和逐步得以杜绝，达到节电的目的。

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