电镀行业主要节能方案分析
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7.1烘干方式改进
该企业有7个车间,每个车间都是单独的电镀加工车间。
据调查发现,各车间在烘干过程中都是利用蒸汽直接通入热水槽加热水,这样对蒸汽的利用率过于偏低,建议企业采用盘管加热的方式加热热水槽内的水,然后将蒸汽管道口通入电镀槽。
改善前的蒸汽使用情况如下图所示:
改善后的蒸汽使用情况如下图所示:
热水槽
电镀厂的电镀槽中的电镀液需要保持一定的温度,经过统计得7个电镀厂电镀液平均温度为75℃。将通过热水槽加热盘管后的蒸汽冷凝水用于电镀槽中,同样可以达到工艺要求。这样做可以为企业节约大量的蒸汽。
节能量计算:
知企业年消耗蒸汽量为:1500t
设原先蒸汽的30%用于热水槽,蒸汽利用率约为50%,改进后对这部分蒸汽进行双重利用,利用率可达85% ,则改进后对蒸汽利用率上升了35%,节约蒸汽量为:
1500t×30%×35%=157.5t
年节约的标煤量为:157.5t×0.0886=13.95 tce
年节省费用为::157.5t×180元/t=2.84万元
预计总投资7000元,则回收期为:
0.7÷2.84=0.25年预计3个月可收回成本。
7.2各车间无功补偿
目前用能情况:
各车间用电柜的功率因素
新桥电镀总共有2幢楼,7个车间,抽样对其中的几个车间的配电柜的功率因素进行了测试,普遍偏低,平均值为0.7,有必要对这些功率因素低的车间进行集中补偿,补偿到0.9,以减少变压器到车间这段距离的线损。
改善方案:
鉴于上述情况,我们建议采用集中补偿,就是在配电柜两端并联电容设备,让感性负载与容性负载之间的无功成分进行部分交换,减少电源的无功输出,提高车间(局部)感性负载的功率因数。不仅提高了企业内部供电线路的功率因数,也减少了线路损耗。根据该车间的用电情况,建议采用无功就地补偿,功率因数提高到0.90。
节能量计算:
为将功率因素从0.7补偿到0.9,由Q c=P(tanφ1—tanφ2)可以计算出所需要补偿的容量,已知
COSφ1=0.7 COSφ2=0.90
P=353KW
则Q c=P(tanφ1—tanφ2)
=353×(1.02-0.47)
=169.23Kvar
由上述的计算可以知道各车间总共需要补偿的电容器的容量合计为169.23 Kvar.
根据该企业实际运行情况,该车间年运行时间约3600小时,电价按0.8元/kwh计算:
年节电量:W=0.1×Q c×T
=0.1×169.23×3600
=6.09万kwh (无功经济当量取0.1)年节约标煤量=6.09×3.5
=21.32 t ce
年节约费用:F=6.09×0.8
=4.87万元
目前,无功集中补偿装置价格为1000元/个。共有7个车间需要安装补偿装置,共需投资7000元。
投资回收期:N=0.7÷4.87
=0.14年
据此测算企业2个月内就可收回成本。
以上节电量是按无功经济当量计算的,这是各种情况下的平均值。实际上无功补偿的节电量包括线损的降低、变压器损耗的降低。节电量的大小与企业的实际情况有关,如果进行无功补偿后,实际效果将会比预计效果好很多。
7.3阀门连接件以及管道保温
目前用能情况:
电镀车间最后一道工序需要使用蒸汽烘干,考察了几个车间,发现存在同样的浪费能源的问题。在传输由热电厂提供的蒸汽过程中,传输管道保温层脱落或者直接裸露,阀门和连接件直接裸露,温度都是高达一百多度,不仅存在浪费能源的现象,还存在着高温作业的危险。
改善方案:
鉴于上述情况,我们提议给破损的管道修整,裸露的连接件加保温层,阀门加装保温套。将表面温度控制在50℃以内。不仅可以节省一部分的能耗,还能够使工作人员处于一种安全的环境下工作。考虑到破损的管道保温层以及连接件为不规则保温面计算比较复杂,而且耗能相对较少,所以只对阀门保温节能量进行具体的计算。根据统计,需要给30个阀门安装保温套。
建议企业加装阀门保温套
节能量计算:
取阀门表面平均温度为120℃,室内温度为25℃,总计30只,阀门的直径大小各不相同,所以只取平均值25 cm(一个同管径阀门不保温等同于其直径3倍长的管段不保温),则管道阀门表面辐射热计算如下:
每个管道阀门的表面积:
A 阀=2πR l
=2×3.14×0.125×3×0.25
=0.589m 2
式中: A ——表面积,m 2
R ——管道半径,m
l ——阀门球径3倍计,m
每个管道阀门的辐射散热量:
Q 阀= EA
=A T T C )(42410-ε
=0.78×5.67×10-8×[(120+273)4-(25+273)4]×0.589
=416W
式中: Q ——辐射散热量,W
E ——辐射力,kW/ m 2
ε——材料表面法向发射率
C 0
——黑体辐射系数,W/( m 2·k 4) T 1 ——管壁的热力学温度,K
T 2——环境的热力学温度,K
平均温度:t 阀=2
1×(25+120)=72.5℃
72.5℃时空气的物理特性:
导热系数:λ=0.0298 W/(m·k ) 运动粘度:ν=20.04×10-6(m 2/s)
普朗特数:Pr=0.693
Gr ——格拉晓夫数,是浮生力与粘性力之比的一种度量; Nu ——努塞尔数,是壁面上流体的无量纲温度梯度;