【工艺研究】危废处理厂电气设计中节能措施的应用！

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摘要

电气设备的选用、运行在危废处理厂节能中举足轻重，在电气设计中采用先进的节能措施，不仅可以为危废处理厂的运营控制成本、提升经济效益，同时也推动危废处理厂的节能化、环保化发展。下面讨论危废处理厂电气设计中的几种节能措施。

关键词：变压器；变频器；节能技术

1供配电设计的节能措施在危废处理厂，电力变压器是必不可少的电力设备。它是电源设备，虽然其功率损耗较小，但通常长期连续运行，其耗电量相当可观，因此节能潜力非常大。下面来看看如何对变压器进行选择。

根据以往项目危废处理厂设计经验和负荷容量的计算，一般会选用变压器容量为2000kV·A10/0.4kV变压器2台，而现在市场上常用的变压器有SGB10和SCBH15。SGB10变压器是敞开式干变，采用美国DUPONT公司的NOMEX绝缘纸作匝绝缘，低压线圈是铜箔，高低线圈均用VPI（Vacuum Pressure Impregnating，真空压力浸漆）进行绝缘处理，表面有一层环氧树脂绝缘漆包封起来。

SCBH15变压器是非晶合金干式变压器，采用非晶合金替代硅钢片作为铁芯材料，高低压线圈均为薄层环氧树脂包封绝缘，且导热系数大，有良好的散热性能，运行寿命期内不发生因温度突变和短路电流冲击出现表面龟裂，具有机械强度高、耐潮湿、耐冷热冲击的性能。下面以这2种变压器为例进行比较，计算变压器的年耗电量。

参考《三相配电变压器能效限定值及能效等级》，短路阻抗为4.0%时变压器为II级能效值见表1。

根据公式，有功损耗：

ΔWt=P0T+KTβ2PKτ（1）式中P0———空载损耗，kWPK———额定负载损耗，kWβ———平均负载系数，S/Sn取0.85KT———负载波动损耗系数，取1T———年工作时间，h

τ———最大负荷损耗小时，h

表1 三相配电变压器能效限定值及能效等级按照项目为三班制，取设备综合年时基数为4800h。经过计算，2台变压器SGB10系列，年总损耗电能为13.89万kW·h，SCBH15系列年总损耗电能为11.61万kW·h。如果采用SCBH15系列，每年可节省电能2.28万kW·h。由此可见，在设计中对变压器进行选择时，建议选用非晶合金的节能变压器。既能降低变压器运营成本，又能节省能源，是改善企业经济效益的重要途径。2电机设备传动方式的节能措施引风机和锅炉给水泵也是危废处理厂中常用的设备。在以往的项目中，引风机和锅炉给水泵的风量、流量的调节是依靠风门、阀门的开度来完成，当风量、流量需要增加时，风门、阀门开度增加。这种调节方式简单易行，但是无论生产的需求大小，这2种设备都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、阀门的节流损失消耗。

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、维修费用高居不下。

根据流体力学可知，功率P=Q×H，其中，Q是流量，H是压力。Q与转速n的一次方成正比，H与转速n的平方成正比，P与转速n的立方成正比。即：Q=K1n，H=K2n2，P=K3n3，其中，K1，K2，K3为常数。

因此，如果引风机和锅炉给水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，n可成比例地下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即引风机和锅炉给水泵的耗电功率与转速近似成立方比的关系。

实际使用中，一台锅炉给水泵电机功率为90kW，工频工况下的耗电量为90kW·h，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为46.08kW·h，省电48.8%，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为11.25kW·h，省电87.5%。根据风机、水泵类的特性曲线与风阻、水阻特性曲线，也可看出引风机和锅炉给水泵的节能效果。

图1 引风机和锅炉给水泵调速节能原理

图中为N1在50Hz下特性曲线，其与风阻、水阻特性曲线R1交于A点，对应流量为Q1，则此时轴输出功率正比于面积S=AH2OQ1；当使流量由Q1减少到Q2，如果采用调节风门、阀门开度，则N1与新的风阻、水阻特性曲线R2相交于B点，此时轴输出功率正比于面积S=BH1OQ2；如果采用变频调速，将引风机和锅炉给水泵转速减低，对应N2特性曲线与R1相交于C点，此时轴输出功率正比于面积S=CH3OQ2。因此，引风机和锅炉给水泵采用变频控制，可根据生产情况，及时调整电机转速，操作简单、方便，大大提高了电机的利用效率，节能效果显著，实现高度自动化控制。3结束语节能是国家发展经济的一项长远战略方针，是评价一个企业综合竞争力的重要指标。以上的节能措施也只是众多节能方法中的几种，还有很多其他方法，如：供配电线路的合理规划、降低无功功率的损耗，照明采光的合理布置等。

如果想将更多的节能措施运用在配电系统，还需要电气设计人员总结实际工作经验，不断地提升技术水平，推动节能技术的持续发展。

END

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