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新聞動(dòng)態(tài)

中頻爐進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理

2012/10/22 17:08:17

鑄造企業(yè)對(duì)中頻爐進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償和諧波治理具有較高經(jīng)濟(jì)效益,值得在鑄造和其他使用中頻爐的企業(yè)推廣。中頻爐增加GOLCZ中頻爐濾波補(bǔ)償裝置不但對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)效率、設(shè)備可靠性有積極的作用,而且還有節(jié)省電能、環(huán)保等經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

中頻爐無(wú)功補(bǔ)償

1.前言

鑄造用中頻爐具有維護(hù)方便,操作簡(jiǎn)單可靠,可準(zhǔn)確地控制和調(diào)整金屬液溫度與成分,熔煉速度快,成型鑄件質(zhì)量好,而且其工作噪音和污染都較沖天爐小等特點(diǎn)。因此在鑄造領(lǐng)域里它比沖天爐應(yīng)用更廣泛,越來(lái)越受到鑄造企業(yè)的青睞。中頻爐熔煉金屬時(shí)需要消耗大量電能,其節(jié)能降耗也是一個(gè)受到企業(yè)和社會(huì)各方都關(guān)注的問(wèn)題?,F(xiàn)在筆者結(jié)合對(duì)中頻爐改善電能質(zhì)量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),闡述運(yùn)用GOLCZ中頻爐濾波補(bǔ)償裝置進(jìn)行節(jié)能降耗的效益。

2.企業(yè)供電系統(tǒng)簡(jiǎn)況

某大型球鐵鑄造公司,該公司使用中頻爐熔煉金屬液,鑄件年產(chǎn)量為5萬(wàn)噸。該公司變壓器總?cè)萘繛?650KVA;5000KVA(10KV/0.75KV)專用變壓器一臺(tái),對(duì)應(yīng)負(fù)荷為12噸中頻爐;3150KVA(10KV/0.75KV)專用變壓器一臺(tái),對(duì)應(yīng)負(fù)荷為5噸中頻爐和15噸中頻保溫爐;500KVA(10KV/0.4KV)配電變壓器一臺(tái),對(duì)應(yīng)負(fù)荷為廠用電。原設(shè)計(jì)5000KVA、3150KVA專用變沒(méi)有采取無(wú)功補(bǔ)償措施,500KVA配電變低壓側(cè)配置300KVAR電容補(bǔ)償柜。

3.改造前供電系統(tǒng)主要問(wèn)題

3.1專用變壓器噪聲大,油溫高,經(jīng)常達(dá)到80℃,需外加風(fēng)機(jī)散熱。

3.2中頻爐工作時(shí),500KVA配電變壓器也出現(xiàn)噪音增大。無(wú)功補(bǔ)償柜內(nèi)的電容器經(jīng)常燒毀,其他低壓設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)不明原因跳閘。

3.3功率因數(shù)只有0.73,達(dá)不到供電局0.90的要求,調(diào)整電費(fèi)扣罰每月約9萬(wàn)元。

4.原因分析

根據(jù)中頻爐的固有特性,廈門(mén)冠歐電氣有限公司基本認(rèn)定這些問(wèn)題是由中頻爐電源的諧波引起。中頻爐電源產(chǎn)生的大量諧波直接注入到專用變壓器,造成變壓器振動(dòng)、損耗增加,具體表現(xiàn)在噪音大、油溫高。同時(shí),部分諧波通過(guò)10KV母線流入到500KVA的配電變壓器,并與低壓側(cè)的電容器發(fā)生諧振,造成電容器經(jīng)常燒毀,保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

中頻爐功率因數(shù)低0.73,大量無(wú)功功率由專用變壓器提供,加重了變壓器的負(fù)擔(dān)。由于配電變的電容器也經(jīng)常燒毀,不能正常運(yùn)行,公司擔(dān)心設(shè)備的安全,不敢輕意投資中頻爐補(bǔ)償柜。造成公司整體功率因數(shù)偏低,月調(diào)整電費(fèi)高。

5.系統(tǒng)改造

根據(jù)就近補(bǔ)償原則,廈門(mén)冠歐電氣有限公司于2009年10月初,在2臺(tái)中頻爐專用變壓器的低壓側(cè)安裝了中頻爐專用的2套GOLCZ中頻爐濾波補(bǔ)償裝置。該裝置投入運(yùn)行后,不但從根本上解決了上述電能質(zhì)量問(wèn)題,還收到很好經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的實(shí)際運(yùn)行,證明本次改造是成功的。

6.濾波補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

6.1設(shè)計(jì)思路

企業(yè)的目標(biāo)是設(shè)備安全和節(jié)省電費(fèi),低的投資成本,濾波效果其次。因此設(shè)計(jì)以無(wú)功補(bǔ)償和設(shè)備可靠性經(jīng)濟(jì)性要求為首要目標(biāo),諧波治理以五次諧波和七次諧波為主,其他高次諧波不考慮。

6.2濾波器全部投入

6.3關(guān)鍵元器件選取

6.3.1接觸器:頂級(jí)高性能真空接觸器作為投切器件,其性能可靠,電壽命可達(dá)60萬(wàn)次,損耗小。

6.3.2濾波電容器:采用特殊制造的單相濾波電容器,其主要絕緣材料采用國(guó)外品牌。濾波電容器使用壽命長(zhǎng),損耗小,可長(zhǎng)期(一般4~6年)在諧波較大的環(huán)境下使用(一般電容器在諧波負(fù)荷下的壽命,只有0.1~1.5年)。

6.3.3濾波電抗器:采用低損耗的鐵心濾波電抗器,電抗器正常運(yùn)行溫升不超過(guò)60K,真正做到“綠色節(jié)能”。裝置整體損耗保證小于總?cè)萘康?%。

6.3.4每個(gè)支路都有三級(jí)過(guò)流保護(hù),系統(tǒng)安全可靠性高。

6.4具有超限報(bào)警和保護(hù)閉鎖功能,報(bào)警限值可由用戶設(shè)定。

6.5具有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種工作方式,便于調(diào)試。

8.改造后的綜合效益

8.1裝置的運(yùn)行情況

該GOLCZ中頻爐濾波補(bǔ)償裝置可自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)各個(gè)支路的投切,開(kāi)啟后無(wú)須人員操作。2009年10月初投運(yùn),當(dāng)月功率因數(shù)由0.73提高到0.92。之后的每個(gè)月的功率因數(shù)都是0.97。

8.2產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

8.2.1功率因數(shù)提高,節(jié)約力調(diào)電費(fèi):裝置投入后功率因數(shù)提高至0.97,力率調(diào)整電費(fèi)由罰8.5%變?yōu)楠?jiǎng)0.75%,一正一負(fù)相差9.25%,月節(jié)省調(diào)整電費(fèi)約10萬(wàn)元。

 

2009年

 

9月

 

10月

 

11月

 

12月

 

節(jié)約電費(fèi)

 

 

-84414

 

-130427

 

-96902

 

8.2.2增容降損

功率因數(shù)由0.73提高至0.97,變壓器的平均負(fù)荷電流減小25%(COSφ1/COSφ2=0.73/0.97),相當(dāng)于變壓器運(yùn)行容量降低了25%(2000KVA);變壓器銅損減少:1-(0.73/0.97)2=43%;變壓器溫度降到65℃左右;每月節(jié)省電量40KWX43%X12小時(shí)X30天=6192KW。H/月(40KW-2臺(tái)變壓器的合計(jì)銅耗,每天工作12小時(shí))。此項(xiàng)節(jié)約電費(fèi):3800元/月。

8.2.3提高生產(chǎn)效率

GOLCZ中頻爐濾波補(bǔ)償裝置投入后,電壓穩(wěn)定了,縮短了熔煉時(shí)間,(也減少了熱能既電能損失),提高了生產(chǎn)效率。

8.2.4提高設(shè)備運(yùn)行可靠性,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

GOLCZ中頻爐濾波補(bǔ)償裝置投入后,負(fù)荷無(wú)功電流、諧波電流減少,設(shè)備的發(fā)熱、損耗降低,振動(dòng)減少。諧波電流減小70%,單獨(dú)諧波損耗節(jié)約的電費(fèi)每月將近4000元。

系統(tǒng)內(nèi)各元件損壞率降低、設(shè)備絕緣老化減緩,故障率下降,延長(zhǎng)設(shè)備壽命,因而提高了公司整體用電的安全性。

8.2.5供電系統(tǒng)效益

無(wú)功功率的減少,不僅節(jié)約企業(yè)自身的電費(fèi)開(kāi)支,還減少了電網(wǎng)的線損和對(duì)上一級(jí)變壓器容量的占用。諧波污染的減少,降低了對(duì)通訊、自動(dòng)控制裝置、電能計(jì)量和繼電器保護(hù)的干擾,提高了電網(wǎng)的安全性能。

8.3企業(yè)綜合投資收益

此鑄造企業(yè)新增的2套中頻爐專用的GOLCZ中頻爐濾波補(bǔ)償裝置,全部投資為100多萬(wàn)元。實(shí)際平均月節(jié)約電費(fèi)10萬(wàn)元以上,一年就收回了投資成本。

9.結(jié)論

綜上所述,中頻爐增加GOLCZ中頻爐濾波補(bǔ)償裝置具有很高的效益,其兼顧了無(wú)功補(bǔ)償又有濾波功能,具有提高生產(chǎn)效率,提高設(shè)備可靠性,節(jié)省電能等優(yōu)點(diǎn)。企業(yè)正常生產(chǎn),該投資一般1~2年即收回。因此,有必要在鑄造行業(yè)推廣使用。

中頻爐諧波非常大,又有一些不確定因素。設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真的水平和元器件的選擇對(duì)于設(shè)備的質(zhì)量來(lái)說(shuō)非常重要。例如有些廠家采用普通的電容器和電抗器做此類設(shè)備,設(shè)備壽命短、自身?yè)p耗高,維護(hù)成本也非常高。所以,采購(gòu)此類產(chǎn)品時(shí)一定要選技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的企業(yè)。