水泥厂降低电耗的意义及方法--

一、水泥厂电ห้องสมุดไป่ตู้机节能探讨：
六、什么是有功功率、无功功率、视在功率:
3、视在功率 ： 交流电源所能提供的总功率，称之为视在功率或表现功率，在数值上是交流电路中 电压与电流的乘积。视在功率用S表示。单位为伏安（VA）或千伏安（KVA）。 它通常用来表示交流电源设备（如变压器）的容量大小。 视在功率即不等于有功功率，又不等于无功功率，但它既包括有功功率，又包括无 功功率。能否使视在功率100KVA的变压器输出100KW的有功功率，主要取决于负载的功率 因数。 视在功率（S）、有功功率（P）及无功功率（Q）之间的关系，可以用功率三角形来 表示，如下图所示。它是一个直角三角形，两直角边分别为Q与P，斜边为S。S与P之间的 夹角Ф 为功率因数角，它反映了该交流电路中电压与电流之间的相位差（角）。
各种功率有如下关系式： S=√P2＋Q2 P=√S2－Q2 Q=√S2－P2
六、什么是有功功率、无功功率、视在功率 :
一、水泥厂电动机节能探讨： 水泥企业的用电量约占水泥成本的l／3，而其中的电动机耗能占 总负荷90％以上，所以做好电动机运行的节能工作至关重要。不但可 以减少电费开支，还可以挖掘配电系统的供电能力，有利于降低整个 配电系统的电力损耗。 1、合理选用电动机的额定容量 国家对三相异步电动机3个运行区域作了如下规定：负载率在70 ％～100％之问为经济运行区；负载率在40％～70%之间为一般运行区； 负载率在40％以下为非经济运行区。若电动机容量选得过大，虽然能 保证设备的正常运行，但不仅增加了投资，而且它的效率和功率因数 也都很低，造成电力的浪费。因此考虑到既能满足水泥厂设备运行需 要，又能使其尽可能地提高效率，水泥企业一般负载率保持在60％～ l00％较为理想。对于负载率小于40％的三角形接法电动机可改为星 型接法，以提高其效率。
水泥厂降低电耗的意义及方法
*车间 ***
水泥生产是高耗能行业，据统计，在具有代表性的水泥厂 中，电能消耗的比例大致是：破碎5%、生料粉磨24%、熟料煅 烧33%（含生料均化）、水泥粉磨38%，很明显，粉磨（ 24% 和38% ）为最主要消耗电力的工艺环节。 2016年国家实施“阶梯电价”制度，制度规定： 水泥生产线：可比水泥综合电耗不超过90 kWh/t的，其用 电不加价；可比水泥综合电耗＞90 kWh/t但≤93 kWh/t的，电 价每千瓦时加价0.1元；可比水泥综合电耗＞93 kWh/t的, 电 价每千瓦时加价0.2元。
适合用于低压网络，优点是补尝效果好，缺点是电容器利用率低。
四、提高功率因数的方法：
2、分组补偿： 即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可 与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是在实际运行中将电容器 分别安装在各车间配电盘的母线上。 优点：电容器利用率较高且补尝效果也较理想（比较折中）。
一、水泥厂电动机节能探讨：
2、1#窑尾高温风机拖动用电机710kw 10kv 额定转速1470r/min，2007 年7月采用高压变频器调速控制，风门开度100%，以实现节能运行；现如今， 高温风机运行转速1295r/min，运行电流32-33A。现将2010年6月与2014年6月 高温风机运行数据统计分析如下:
六、什么是有功功率、无功功率、视在功率:
1、有功功率： 在交流电路中，凡是消耗在电阻元件上、功率不可逆转换的那部分功率（如转变为 热能、光能或机械能）称为有功功率，简称“有功”，用“P”表示，单位是瓦（W）或 千瓦（KW）。 它反映了交流电源在电阻元件上做功的能力大小，或单位时间内转变为其它能量形 式的电能数值。实际上它是交流电在一个周期内瞬时转变为其他能量形式的电能数值。 实际上它是交流电在一个周期内瞬时功率的平均值，故又称平均功率。它的大小等于瞬 时功率最大值的1/2，就是等于电阻元件两端电压有效值与通过电阻元件中电流有效值的 乘积。 2、无功功率 ： 在交流电路中，凡是具有电感性或电容性的元件，在通过后便会建立起电感线圈的 磁场或电容器极板间的电场。因此，在交流电每个周期内的上半部分（瞬时功率为正值） 时间内，它们将会从电源吸收能量用建立磁场或电场；而下半部分（瞬时功率为负值） 的时间内，其建立的磁场或电场能量又返回电源。因此，在整个周期内这种功率的平均 值等于零。就是说，电源的能量与磁场能量或电场能量在进行着可逆的能量转换，而并 不消耗功率。 为了反映以上事实并加以表示，将电感或电容元件与交流电源往复交换的功率称之 为无功功率。简称“无功”，用“Q”表示。单位是乏（Var）或千乏(KVar)。 无功功率是交流电路中由于电抗性元件（指纯电感或纯电容）的存在，而进行可逆 性转换的那部分电功率，它表达了交流电源能量与磁场或电场能量交换的最大速率。 实际工作中，凡是有线圈和铁芯的感性负载，它们在工作时建立磁场所消耗的功率 即为无功功率。如果没有无功功率，电动机和变压器就不能建立工作磁场。
四、提高功率因数的方法：
提高功率因数最常用的方法就是在需要无功的用电或供电设备上并联 无功补偿电容器，这样，电动机或照明等设备所需要的无功功率，便可由 并联电容器供给。 1、提高功率因数的几种方法： 可分为提高自然功率因数和采用人工补尝两种方法： 提高自然因数的方法： （1）、恰当选择电动机容量，减少电动机无功消耗，防止“大马拉小车”。 （2）、对平均负荷小于其额定容量40%左右的轻载电动机，可将线圈改为三 角形接法（或自动转换）。 （3）、避免电机或设备空载运行。 （4）、合理配置变压器，恰当地选择其容量。（800kvA空载损耗：1.4kw、 1250KVA空载损耗：1.95kw） （5）、调整生产班次，均衡用电负荷，提高用电负荷率。 （6）、改善配电线路布局，避免曲折迂回等，低压380V配电系统中，线路敷 设长度应＜500m。
五、单台电动机提高功率因数的计算方法：
2、分组补偿（就地补偿）： 计算方法（2）:按电动机空载电流计算补偿容量： 电动机的空载电流可以实测或用计算公式计算出。 空载电流计算公式：I0=2IC(1-cosΦ 1) （瑞典通用电气公司） 式中：IC为电动机的额定电流A；cosΦ 1为电动机额定功率因数； 所需并联电容器补偿计算公式： QC=√3UcI0 式中：Uc为电动机的额定电压kv。 所需补偿容量计算如下： I0=2IC(1-cosΦ 1) QC=√3UcI0 =2×104×（1-0.82） =√3×0.38×37.44 =37.44（A） =24.64（KVar） 所需补偿容量计算值为24.64KVar，因没有24.64KVar 的并联电容器，故选择25KVar 的三相并联电容器。 补偿后由于电流减少，损耗降低，电机电流下降率： △Ｉ％＝（1－0.82/0.98）×100％＝16.32％， 可降低电机运行电流：48A×16.32％＝7.8A。 月节约电费：30d×24h×90％×7.8A/2×0.362元＝914.84元。 吨水泥电耗下降（台产85t/h）：7.8A/2×1=0.048kw.h 此就地补偿用并联电容器安装费用只需300元。
四、提高功率因数的方法：
人工补偿法： 实际供电系统中可使用并联电容器或进相机，一般多采用并联电力 电容器补尝无功，即：在感性负载上并联电容器。在感性负载上并联电 容器的方法可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率，从而减 少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。 并联电容器的补偿方法可分为： １、个别补偿： 即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与 用电设备同时投入运行和断开，也就是在实际中将电容器直接接在用电 设备附近。
一、功率因数的定义：
在交流供电系统电路中，电压与电流之间的相位差(Φ )的余弦叫做功 率因数，用符号cosΦ 表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的 比值，即： cosΦ =P/S。在阻性和感性负载中，电流总是比电压相位滞后 90度。
二、提高功率因数的意义：
1、提高用电质量，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，这 就有利于安全生产。 2、可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支。例如：当cosØ=0.5 时的损耗是cosØ=1时的4倍。 3、能提高企业用电设备的利用率，充分发挥企业的设备潜力。 4、可减少线路的功率损失，提高电网输电效率。 5、因发电机的发电容量的限定，故提高cosØ也就使发电机能多发有功功率。
三、电力系统中低功率因数产生的原因：
3、气体放电灯的使用： 气体放电灯在车间照明中正越来越广泛地应用, 而气体放电灯 也是以低功率因数运行的。（高压汞灯、金属卤化物灯） 4、修理过的电动机的使用： 由于在企业生产中不可避免地大量使用修理过的电动机, 这些 修理过的电动机, 通常其定子绕组匝数少于原来的匝数, 因此, 这些 电动机中漏磁通增加, 造成电动机功率因数降低 。 5、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响： 当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功 率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时， 一般工厂的无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功 率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响 电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽 可能保持稳定。
1、分组补偿（就地补偿）： 计算公式：QC=aPJS△qc 式中：a为0.7-0.8（系数）； PJS为电动机额定功率（kw）； △qc为所需并联电容器补偿系数。 如：1台55kw-4极电动机额定功率因数0.82、额定电流104A、带负 荷运行电流48A，现采用就地补偿，设定补偿后的功率因数为0.98， △qc为0.49（查表），所需补偿容量计算如下： 计算方法（1）、 QC=aPJS△qc = 0.8× 55 ×0.49 = 21.56（KVar） 所需补偿容量计算值为21.56KVar，因没有21.56KVar 的并联电容 器，故选择16或25 KVar的电容器.
三、电力系统中低功率因数产生的原因：
1、励磁电流的影响： 变压器都带有励磁电流, 它对于感应电动势来说,总是滞后的，在 正常情况下,励磁电流不致于影响功率因数,但当轻负荷运行时，如水泥 厂车间的配电变压器，在设备停机或半停机状态下负荷功率的减少, 配 电变压器就进入轻负荷,原端功率因数就降低（变压器的铁损、铜损， 铁损＞铜损）。（例如：一车间水泥磨S9-10/800kvA变压器空载损耗 为1.71度/小时 ；1250KVA变压器空载损耗为3.8度/小时等）。 2、感应电动机的使用： 大量使用感应电动机也会造成系统功率因数降低, 因为不可能所 有的电动机都在满负荷运行，当电动机满负荷运行时,功率因数可达到 0.85以上，当电动机在75%额定负荷运行时,功率因数为0.8;而当电动 机在50%额定负荷运行时, 功率因数为0.7 ;若电动机空载运行, 则功 率因数为0.2 ～0.3 可见,大量使用电动机而这些电动机又不能全部都 满负荷运行时, 系统的功率因数必然降低 。
时 间 2010年6月 2014年6月
运行电流 28-29A 32-33A
运行转速 1185r/min 1295r/min
窑运转率 熟料产量 月用电量 单机电耗 86.29 93.66 33376t 155100度 4.647度/吨 39327t 268350度 6.823度/吨
2014年6月高温风机运行转速比2010年6月提高100r/min，单机熟料电耗增 加了2.176度/吨。 合理调整工艺参数，在满足工艺生产的基础上，合理调整各类风 机的转速后风门开度，可有效降低电耗。
3、集中补偿： 即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线 上。在实 际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容量按配 电所的总无功负荷来选择。
优点:电容器利用率高，能减少电网和用户变压器及供电线路的无功负荷。 缺点:不能减少用户内部配电网络的无功负荷。
五、单台电动机提高功率因数的计算方法：