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        PHC管樁生產企業的節能設計

        2018-09-13 16:29:11

        目前,PHC管樁在我國的生產工藝已基本成熟,行業的建設發展非常迅猛,市場競爭也更趨激烈,而影響企業競爭實力的重要因素之一就是成本。能耗費用在生產成本中占居相當大的比例,據統計,平均每生產1mФ400管樁就要耗電1?1.5度。近年來,建設投產的PHC管樁生產線產能都達到上百萬m,因此,節能增效對增強行業的競爭力具有重要意義,而其中電氣的節能設計有著巨大的空間。

        PHC管樁生產企業的節能設計

        一、供配電系統

        供配電系統是電氣節能設計中的一個重要內容,其能耗涉及到配電變壓器、配電線路和各用電設備的功率損耗以及系統的運行電壓、功率因數等引起的損耗。在設計中應根據負荷容量、供電距離及分布、用電設備特點等因素全面合理地設計供配電系統,使其盡可能達到節能要求。

        1. 負荷計算

        負荷計算確定的是否正確合理,直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經濟合理。計算得過大,將造成投資的浪費;計算得過小,會使電器和電線電纜處于過負荷下運行,增加電能損耗,產生過熱,導致絕緣過早老化甚至引起火災。由此可見,正確確定計算負荷意義重大。負荷情況復雜,影響計算負荷的因素很多,雖然各類負荷的變化有一定的規律可循,但仍難準確確定計算負荷的大小。因此,負荷計算只能力求接近實際。

        表1 列出了PHC管樁車間主要設備的需要系數值。

        用電設備需要系數功率因數
        離心機0.75?0.850。80?0.85
        起重機0.10?0.200.50
        滾焊機0.350.70
        鐓頭機0.50?0.650.70
        卷揚機、張拉機0.30?0.400.80
        攪拌站0.70?0.800.80
        空壓機0.800.80

        表1 PHC管樁車間主要設備的需要系數

        2. 變壓器的選型

        變壓器是管樁生產線上的重要電力輸送設備,對其采取的節能措施是整個生產效率提高的關鍵環節。據有關資料統計,變壓器電能損耗占總發電量的2%?3%。變壓器的節能主要依靠降低損耗、提高運行效率。其節能措施與降低變壓器的空載損 耗、負載損耗和合理選擇變壓器的負載率密切相關。為此,選擇節能型的變壓器主要從三個方面考慮:①選擇空載損耗小的變壓器。變壓器的空載損耗(稱鐵損)包括鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗,其損耗決定于鐵芯矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝。常用的變壓器類型主要有油浸式變壓器、氣體絕緣變壓器和干式變壓器。其中屬節能型的是油浸變壓器和干式變壓器。目前,國內推薦的節能型油浸變壓器系列產品有S11、S9型等。節能型干式變壓器的系列產品有SCll、SC1O、SC9 型等。管樁廠項目設計中,應選擇節能型變壓器。②選擇負載損耗小的變壓器。變壓器的負載損耗(又稱線損)是由變壓器繞組上的電阻和電流引起的損耗。為降低線損應選用阻值較小的繞組,銅芯繞組的阻值小于鋁芯繞組,可盡量采用銅芯變壓器。③合理選擇變壓器的負載率。在選擇變壓器容量時應從使用、經濟、節能等方面進行綜合考慮,實踐表明,變壓器的負載率設計在75%?85%范圍較為適宜。

        3. 配電線路的設計

        配電線路是電能傳輸的載體,由于線路本身具有阻抗,勢必會產生電能損耗,線損是衡量供配電線路經濟運行的重要指標。

        (1)減少配電線路的阻抗,盡可能選用電阻率小的導線,通常首選銅芯線??s短線纜長度也能降低電路的阻抗值,廠區變電所進入負荷中心是最有效的節能措施。但因PHC管樁車間內有橋式起重機、離心機和空壓機的運行,震動影響較大,并且在高壓釜和蒸養坑區域有水蒸氣散發,環境較惡劣,因此,變電所設在車間內有一定困難,但通過建筑、結構及工藝專業的統籌考慮和配合,在車間內設置變電所的供電方案是可以實現的。

        (2)減少線路傳輸的無功損耗。無功損耗主要由供配電系統中某些用電設備因具有電感性而產生滯后的無功電流,使系統在經過高低壓線路傳輸到用電設備時,產生無功功率的線損。無功功率不但增加線損,使設備發熱,更主要的是會降低功率因數,導致電網有功功率的降低。因此,減少電網中的無功損耗,便可確保有功功率的充分利用,提高系統的供電效率和電壓質量,從而節約電能。減少無功損耗的主要措施:①提高用電設備的功率因數。在滿足規范要求的情況下,應盡量提高電壓等級和功率因數,以降低電流,減少線路及變壓器的損耗。②采取無功功率的補償。若設備自然功率因數達不到接入電網的要求,應采取無功功率補償措施。在PHC管樁廠工程設計中,對于低壓供配電系統,可采取在低壓配電室內設置電容器集中無功補償裝置,在提高系統的功率因數的同時,減少系統的無功損耗。

        此外,還可通過合理選擇供電電壓、合理進行諧波的預防和治理、盡量使三相負荷達到平衡等措施來獲得最大的節電效果。

        二、電氣照明系統

        企業在節能降耗的設計和管理中,往往只重視大型設備的節能效果而忽視非生產性的節能降耗。實際上,對于PHC管樁生產車間而言,非生產性用電(如照明系統),因布局分散、面廣量大,其用電量也很大。實際運作中可采取以下節能措施。

        (1)充分利用自然光源。車間面積大、層高高,建筑上可采取在墻面和屋面上增加采光窗面積等措施,以充分利用自然光源。

        (2)采用高效節能光源。高大空間常用的光源有氣體放電燈、大功率節能燈等。其中,氣體放電燈常用的有高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等。金鹵燈由于功率和光通量大,燈具數量可以減少,安裝、運轉和維護都更為經濟。

        (3)采用節能型的啟動元件。選用節能型的電感鎮流器或電子鎮流器取代傳統的高能耗電感鎮流器。電子鎮流器具有功率因數高(cosφ≥0.9)、能耗小及起動快速可靠等優點。

        (4)采用多點、分區、按需的控制方式。PHC管樁生產逐步向工廠化、規?;l展,車間的占地面積也越來越大。如,天津某管樁車間占地面積接近4萬m2,燈具選用的是大功率金鹵燈,每個控制回路啟動電流便達20A左右,并且由于生產工藝的需要車間設有多個出入口,如采用常規的照明控制方式不僅不能適應生產流程的各種變化,更達不到節能的要求,因此,設計時采用了多聯開關控制,即在多個出入口或主通道上設置控制按鈕箱,用于控制同一片區域的照明,達到隨走隨關,按需控制的節能目的。并根據管樁工藝生產線和生產流程,對車間內的照明進行分區、分片控制。

        三、動力設備系統

        管樁廠的動力設備主要是電動機,電動機的電能能耗是管樁生產中的能耗大戶,因此,做好電動機的降耗增效顯得極為重要。減少電動機能耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數。

        1. 電動機的選型與設計

        電動機的合理選型除了應滿足拖動功能外,還應考慮經濟性??刹扇∫韵麓胧┖侠磉x擇電機型號:①選用高效、節能的電動機。小型電機應優先選用Y系列節能電機,Y系列電動機是全國統一設計的新系列產品,也是我國目前較先進的三相異步電動機,其優點是高效、節能、啟動性好。對于年運行時間較長,負載率超過50%的電動機,可選用YX系列高效三相異步電動機。該系列電機與Y系列相比,效率提高3%,損耗降低20%?30%。大型電機可選用國際品牌的高效節能電機。②合理選擇電動機的額定容量。根據國家規定,對三相異步電動機的運行區域,負載率在70%?100%之間為經濟運行區;負載率在40%?70%之間為一般運行區;負載率在40%以下為非經濟運行區。在選擇電動機額定容量時,為確保既能滿足設備運行需要,又能提高電機運行效率,應盡可能使電機的負載率保持在70%?100%的經濟運行區范圍內。③合理設計電動機的 啟動方式。采用軟起動器是目前較多使用的一種節能方式,軟起動器是根據起動時間逐步調節可控硅的導通角而控制電壓的變化,電壓連續可調,起動平穩,常用于電機容量較大且起動頻繁的設備。對不同類型的電機應采用不同的啟動方式,以達到節能效果。對于低壓籠型大中型電機可采用軟啟動器啟動,啟動電流能在額定電流的2.5?3.5倍之間可調,啟動轉矩平穩。

        2. 電動機的調速與節能

        在管樁生產中,各種設備如管樁離心成型設備、鍋爐房的風機和水泵等正常運轉所需的電能消耗都相當大,尤其是離心作業在管樁生產中是電能消耗的重點工序。目前,管樁生產中離心作業的調速普遍采用的是變頻調速。變頻調速是通過連續地改變供電電源頻率,平滑地調節電動機的轉速,具有結構簡單、穩定可靠、調速精度高、啟動轉矩大、調速范圍廣、節能顯著等優點。在管樁生產中的離心機、鍋爐鼓風機引風機及水泵等設備上應用變頻調速是行之有效的節能措施。

        四、電能計量管理

        電能消耗的多少是通過電能計量來評定的,設計中可選用多功能電力監控儀表,采用RS485總線技術進行數據傳輸,對全廠電能消耗進行實時監控,使管理人員及時了解各機電設備的能耗狀況,從而發現可能存在的能耗漏洞,并采取合理的生產調度措施。

        五、結語

        管樁業是近年來快速發展的一個新興行業,隨著生產規模的不斷擴大,對電力的需求量越來越大,能耗與發展的矛盾日益突出,作為二次能源的電能在管樁廠有著很大的節能潛力。電氣節能是一項涉及到生產,管理,設計等多方面因素的系統工程,而電氣設計是電氣節能的源頭,涉及到諸多環節的節能技術和措施。針對管樁業的工程特點及要求,在電氣節能設計中要抓住重點、兼顧細節、注重近期、兼顧遠期,采取有效的節能措施,挖掘最大的節能潛力,是有待進一步探索和研究的課題。


        標簽: PHC 管樁 節能