【工艺研究】危废处理厂电气设计中节能措施的应用！

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

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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，kW

PK———额定负载损耗，kW

β———平均负载系数，S/Sn取0.85

KT———负载波动损耗系数，取1

T———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。

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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。

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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