汽车制造工厂节电措施浅析

2017-01-20付凯

中国设备工程 2017年21期

关键词：节电功率因数叶轮

付凯

(江铃汽车股份有限公司制造部,江西南昌 330001)

汽车制造工厂节电措施浅析

付凯

(江铃汽车股份有限公司制造部,江西南昌 330001)

汽车制造工厂的节电应该以科学的态度建立科学的管理方式,应用先进的技术和设备,合理的生产调配以及利用新产品、新工艺,淘汰高电耗的设备和落后的生产工艺.依靠技术进步,提高电能利用效率,降低单位产品电耗,以最少的电能创造最大的财富.通过加强需求侧使用方的用电管理,挖掘节电潜力,可以降低产品的电能消耗,提高工厂的经济效益.

制造工厂;用电设备;节电;措施

电力是消耗一次能源产生出来的二次能源,因此节约用电,不仅能节约一次能源,而且能解决电力供需矛盾.制造工厂节约用电的意义是用一定的电力能源获取最大的单位产品经济效益,科学使用电能,提高电能使用效率.节约用电的前提如下.(1)保证产品的质量、性能、产量.(2)不会额外增加其他生产费用和工作量.(3)节电措施的投入费用可在有效周期内收回.

汽车制造工厂用电设备的节电.现代汽车制造工厂一般包括冲压、焊装、涂装和总装四大工艺生产线,在生产线上有压机、焊接机器人、电泳涂装、中央空调、物料输送链、灯光检测线等大耗电量工艺线.其中包括大量的电动机、电焊机、风机、循环水泵、工业照明等用电设备设施,可以通过合理选型、技术升级、设备更新等措施来达到节约电能的目的.

现在对汽车制造工厂里日常用电设施的节电措施进行分类论述.

1 电动机

电动机有直流电动机和交流电动机两种形式,制造工厂一般使用交流电动机.工厂里的电动机要求在运行中有高的效率和功率因数,使用寿命长,安全可靠,符合节能原则.但是,工厂实际运行的电动机设备大多数不能满足以上要求.电动机的节电措施有以下几方面.(1)使用高效率节能电动机.一般来说电动机的效率曲线是波动的,电动机的效率变化是随负荷的大小而变化.如果电动机常处于额定功率下运行,高效电动机的功率曲线应当尽可能平坦.按照额定功率计算,高效电动机的功率损耗应可以减小30%.(2)合理选择电动机功率.电动机的效率在负荷70%~100%范围内是高的,75%~80%时效率最佳,功率因数在负荷率下降时也随着降低,为减少运行中的损耗,避免电动机在轻负荷下运行,选择电动机容量非常重要,要与所带负荷相适应.在一般情况下,当负荷小于30%时,说明电动机容量过大,需要更换.负荷大于60%时,电动机容量不一定过大,没有更换的必要.介于30%~65%之间时,是否需要更换,应先确定运行电动机的实际效率和功率因数有多大,才能保证更换后是否可以提高效率和功率因数.(3)合理选择电动机的电压等级.如果供电线路比较短、电力电网容量足够,电动机的启动转矩以及过载能力要求不高的情形,适合采用低压异步电动机,因为低压异步电动机效率高(比高压电动机高2%左右).如果供电线路比较长、电力电网容量有限,启动转矩要求高或要求过载能力大的情形,使用高压电动机是合适的选择.(4)电动机轻重载时自动使用Y-△状态切换.电动机在使用间歇、轻负载运行时,为提高功率因数和降低损耗,可将电动机的定子绕组接线由△改为Y接线运行.电动机绕组上的电压降到额定电压.这时电动机的功率仅为额定功率的1/3,但轻载时电动机可以带动.并且电动机的负荷效率提高,电磁铁损降低2/3,一般节约有功功率20%左右,节约无功功率50%以上,节电效果明显.(5)提高电动机的功率因数.采用电容器对电动机进行就地无功补偿,可以显著的提高电动机功率因数,减少损耗,节约电能.一般当电动机额定功率大于7.5kW时,就有必要采用就地无功补偿.经常在空载或轻载下运行,远离电源间歇和连续运行以及由于线路长、电压压降大而造成启动困难的电动机都适合采用就地无功补偿.

2 风机

工厂里的风机一般用于厂房通风和设备冷却.风机的类型有多种,有离心式、轴流式风机等结构.还有送风机、引风机等用途的.风机节电的原则是在保证所需要风量的条件下,尽量达到效率高、耗电少的目的.风机的节电措施如下.(1)淘汰耗能高、效率低的风机,提高传动装置的效率.(2)用调速装置来调节风机的风量,风机的耗电量和风机转速的三次方成正比.在使用中,风机的流量由于工艺的不同而变化,使用流量调速控制可以显著节约电能.风机流量的调速控制可以使用电磁离合器或变频器来实现.(3)改造风机的叶轮系.有些风机叶轮的设计和使用的材料不佳,可以保留风机的电动机,只改造节能型叶轮,比如把钢制重质叶轮改为轻质玻璃钢叶轮,能够提高风机的效率,加快风机响应启动速度.还可以减少增压风机叶轮的级数,降低风压或流量,达到节约电能的目的.(4)降低风机通风道阻力.降低风阻的办法有很多,比如清除风道杂物,消除风道内部多余的拐弯和锐角,就可以减少风压及流量的损耗.合理设计风机进出风口面积,否则风机的进出风效率会降低许多.采取以上简单措施,可以有效的提高风机的运行效率,节约电能.

3 水泵

泵和风机都是一种输送流体的动力机械,两者没有本质上的差别.因此适用于风机的节能措施也适用于泵.水泵的节电措施如下.(1)使用调速装置来调节水泵流量.水泵的耗电量和机组转速的三次方成正比,根据实际需要流量,通过调速控制,可以显著的节约电能,而且泵在低流量下运行有较高的效率.(2)改造水泵的叶轮系.如果工作中的水泵流量比实际要求的流量大,但是又不能使用调速控制,可以将原有水泵的叶轮车削一段或更换轻质叶轮,以降低流量及扬程,可以减少水泵的运行电耗.(3)减少引水管道的阻力.如果引水管道设计不合理,水流在引水管道中通过时阻力变大,会造成水头扬程损失,浪费电能.可以采用增大管径或用双管排水降低流速,尽可能缩短管道长度,减少接头、弯头和阀门,提高管道内壁的光洁度来减少管道的内壁阻力.

4 电焊机

电焊机是利用大电流直接流过焊接母材,依靠结合位置的接触电阻发热达到焊接金属材料的目的,电焊机是耗电量大、功率因数低的用电设备.就焊接作业的情况来看,电焊机节电的重点是电源变压器容量、焊接侧的电路损失、单位焊接产品量的电耗.电焊机的节电措施如下.(1)使用高效节能型电焊机.淘汰能耗大、性能差的电焊机,使用新型高效率电焊机,合理改进老产品结构.(2)选择合适的电焊机电缆截面,减少电缆长度,降低线损.电焊机工作时,一、二次电缆中均有线损.特别是二次电缆,瞬时通过电流大,电缆截面如果选择过小,电缆发热损耗很大;如果电缆线太长,会导致压降变大,增加线损.一次电缆可以选择较长的,尽量缩短二次电缆的长度.如果一次电缆中的电流减小了,相应的线损也会变小.(3)使用合适的电容补偿.电焊机的功率因数低,应该安装合适的电容器进行无功补偿.采用无功补偿可以很好的降低电焊机容量,从而降低电耗.(4)采用空载自停装置.电焊机的平均使用率比较低,并且次级没有产生电弧时,也有很大的励磁电流流过,采用空载自停装置可以减少不焊接时的无谓电耗.

5 照明

一般照明设施的能源转换率很低,大量的电能以热的形式浪费.除了可以积极采用新型光源,为了节约照明用电,可以对照明系统中的各个环节综合考虑合理选择运用.

照明节电措施如下.(1)合理的选择照明照度.照明是为满足人们在进行生产、生活活动时对光线的需要,照明质量的优劣会直接影响人们的工作效率、生活品质.照明节电的前提是不降低照明质量,符合视觉功能的各项要求.不能为了节电而忽视这个前提条件,应该根据国家规定的照度标准对工作和活动场所选定合理的照明照度.(2)选择合适的照明光源.根据不同的使用场合选择合适的照明光源,所以应该选择照明效果高的的光源.以往常用的白炽灯工作时,灯泡内钨丝温度会达到2500摄氏度以上,白炽灯主要是以热辐射形式发光.输入白炽灯泡的电能有很大的比例转化为热能和不可见光,发光效率比较低.LED灯是一种新型绿色环保光源,电光功率转换接近100%,在达到同样照明效果下比传统光源节能80%以上.LED灯的光效高,寿命长,应推广使用.(3)使用新型高效的节能灯具.比如使用平面反光镜定向射灯,使用没有遮罩的开启式灯具或透光率高的灯罩.新型高效灯具的光通量利用效率比较高,如果灯具光通量利用效率高,在达到规定需要的照度前提下,灯泡容量可以选的小,从而达到节电的目的.(4)合适的灯具悬挂高度.如果灯具悬挂越高,投射到被照面上的照度就越小,若要达到理想的照度,就要增加光源的容量.所以在满足灯具允许最低悬挂高度的前提下,尽可能的降低灯具的悬挂高度,就可以节约电能.