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浅析电能平衡测试在企业中的应用


浅析电能平衡测试在企业中的应用
曹洋 曲杰 马涛 (兖矿鲁南化工有限公司,277527,山东枣庄) 1. 序言 能源是发展国民经济的主要物质基础,电力更是生产发展的动力,也是今后 社会生产、 人民生活中不可或缺的重要的能源资源之一。随着能源形势的日趋紧 张,企业的节能工作就成为了一种非常重要的管理工作。因此,在大力抓好电力 建设,增加供电能力的同时,必须加强用电需求的科

学管理,采取技术上可行、 经济上合理的节电措施,减少电能的直接和间接损耗,提高能源使用效率,就成 为我们管理工作中的一个相当重要的环节。 在生产设备负荷达产并正常运转情况下,对全公司内 37KW 以上的电驱动 运转设备和变压器等用电设备进行电能平衡测试, 发现许多平时不容易发现的去 多浪费电能的地方: (1)变压器的利用效率较低,未能做到其经济运行; (2)公 司内的输配电系统的无功大,功率因数较低; (3)电驱动运转设备配置不当,存 在“大马拉小车”和高能耗设备等现象存在。找到电能消耗大的具体所在,为以 后节能工作的开展提供了可靠有力的实际依据。经过的部分整改,节点效果十分 明显,并相应的为公司节省下一笔费用。事实证明, “电能平衡测试”工作是企 业节能降耗的一种确实可行的科学技术手段。 2. “电能平衡测试”的理论依据 电能平衡测试采用现场实际测试和数据统计汇总计算相结合的方法。 现场对 输配电设备及电驱动运转设备的运行数据进行测试、记录;后期对所记录的数据 进行计算、分析,得出设备的能耗结论。 2.1 “电能平衡测试”的基本概念及方法 电能平衡是供电电量在用电系统内的输送、转换、利用进行考核、测量、分 析和研究,并建立供给电量、有效电量和损失用电量之间平衡关系的全过程。电 能平衡的原则是:电能平衡的理论基础是能量守恒定律,是电能“收入”与“支出” 的平衡;电能平衡是能量平衡而不是功率平衡。 能量平衡测试是按照黑箱方法进行的。 “黑箱”是指具有某种功能而不知其内 部构造和机理的事物和系统。“黑箱方法”则是利用外部观测、试验,通过输入输 出信息来研究黑箱功能和特性, 探索其构造和机理的科学方法。能量平衡就是不 分析研究体系内的详细变化, 主要通过考察进出体系的能量之状况和数量来分析 该体系能量利用的程度和存在的问题。 2.2 “电能平衡测试”简介 我公司的电能平衡测试共分为四个阶段: (1)动员阶段:成立组织机构;召 开动员会, 对作业流程进行培训; (2) 准备阶段: 对各测试点设备参数进行收集、

统计,制定测试方案; (3)测试计算阶段:对各测试点设备运转参数进行测试, 并记录数据进行计算及分析。 (4) 汇总总结阶段: 整个工作的汇总、 校审与复核, 提出有关的技术指标, 绘制各类技术图表,进行用电分析,提出整改措施及建 议。 测试时采用了国内 EX4Z31II 型电参数测试仪和 PS34A 型三相功率电能表以 及其他所能使用到的仪器仪表,精确等级均在 1.0%以上,保证了测试数据的准 确性。 在测试过程中, 选择具有代表性的工况、 时间, 对被测设备进行多次测试、 比较, 从中选择比较合理的数据进行计算分析,保证该测试工作的科学性和准确 性,为今后公司的节电节能工作提供有力依据。 根据《GBT 3484-2009 企业能量平衡通则》和《GBT 6422-2009 用能设备 能量测试导则》 的相关标准, 结合公司目前生产系统的具体情况, 采用同一类型、 同一工况的设备取其中一台为代表的测量体系,对公司内的泵、风机、压缩机、 变压器及馈线进行了测试。

3. 测试结果分析 3.1 变压器 从变压器测试结果看, 我公司两台强迫风冷油浸式配电变压器运行负荷率在 50%~60%之间,基本接近于最佳运行负荷范围,造成的能量损耗较低,达到了 节能效果。 3.2 电抗器及配电线路 共测试电抗器及配电线路 12 路,由于电抗器和配电线路不好分开分别进行 测试,所以二者作为一个整体对输入、输出端进行了测试,结果大多数线路的损 耗率在 5%以上,损耗值比较高,具体见下表。 线路名称 306II 馈线-306II 进线 302II 馈线-302II 进线 304II 馈线-304II 进线 损耗率 14% 7.2% 6.6%

303II 馈线-303II 进线 303II 馈线-303II 进线 3.3 电动机

5.7% 5.6%

共测试 101 台电动机,总装机容量 103199KW,功率因数在 0.90 以上的有 17 台,功率因数在 0.85~0.90 之间的有 63 台,功率因数在 0.80~0.85 之间的有 13 台,功率因数在 0.85 以下的有 8 台。 经查,这些功率因数在 0.85 以下的电动机属于高能耗电机,与其他同功率电 动机相比较,在同等出力的情况下,其线路损耗较大,相应的用电费用也高,月 电费增加约 5%以上(以功率因数 0.85 为标准) 。 3.4 泵系统 共测试泵系统 76 台,根据现场测量数据计算出泵实际的运行轴功率,因为 电机与泵之间多数由联轴器相连,测试中不具备条件,没能分别对三者的输入功 率、输出功率进行测量,根据黑匣子原理,其泵轴功率与电动机输入功率相比, 大多数泵系统的效率较低,均在 50%~70%之间。 3.5 风机 共测试风机 15 台,总装机容量为 6627KW,其中 220KW 以上的风机有 12 台。根据现场测量数据计算,风机输出功率的运行效率大都在 70%左右。热电的 风机系统都装有热偶,可以根据实际情况进行调节,类似于变频器,符合节能的 要求。 3.6 压缩机 共测试压缩机 10 台, 总装机容量为 14178KW, 其中 132KW 的 4 台, 200KW 的 1 台,450KW 的 1 台,2100KW 以上的 4 台。根据现场测试数据,计算出压 缩机的输出功率效率大多在 80%左右,其中甲醇 C7001A 压缩机效率较低,仅为 42%。 以上三个系统的运行效率分布图,如下图 3 所示。

4. 整改措施及节能效果分析

4.1 电抗器及配电线路的无功补偿 全公司 6kV 配电室共投入无功补偿 5000kVar,可降低电流约为 20A,每天 约能节省电量 200 度,一年节省电量约为 79000 多度,共可节省费用约 50000 余元/年。 4.2 逐步淘汰更新高能耗落后电动机 我公司电动机型号大多为Y系列,根据所颁发的第二批次高能耗落后机电设 备淘汰目录中电动机部分所列,该系列电动机不符合以下相应的现行标准 GB 18613-2006 《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》能效限定值。 若更换为YX3系列、YB2系列高效节能电动机,每台电动机的平均效率约能 提高3%左右,功率因数约能提高7%左右,通过计算更换电动机一年约能节省电 量3.7万度,节省用电费用2.4万元。更新需投资5万余元,约2年即可收回投资成 本。 4.3 更换照明镇流器 全公司大约有照明设备13157只,总功率为810KW,其中镇流器为铁芯镇流 器的有3828只, 电子镇流器的有4284只,若是将所有的铁芯镇流器更换为电子镇 流器,大概可以节省电能30%左右。 5. 结语 通过 “电能平衡测试”使企业对自身生产过程中存在的高损耗环节有了进一 步的认知, 为企业下一步合理利用电能、 科学节能及实现经济运行提供有力依据。

【电能平衡 节电 】


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