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湖南韶峰水泥集团有限公司
电力需求侧管理(DSM)是通过提高终端用电效率和优化用电方式,在完成用电功能的同时,减少电力消耗和电力需求,实现低成本服务的用电管理活动。众所周知,水泥企业都是用电大户,一个年产100万吨的水泥企业,年耗电量超过1亿千瓦时。而且,每吨水泥成本中电力成本在三分之一以上。水泥企业搞好电力需求侧管理,对企业降低成本生产成本,提高经济效益有举足轻重的作用,同时可以减少对电网高峰用电的需求,会取得良好的社会效益。
1、 实现电量计算机自动采集、统计、充分利用低谷电生产
水泥企业设备功率大,耗电量高。除回转窑系统必须连续运转外,生料磨、水泥磨、煤磨等主机设备都可以调整运转时间,而水泥磨、生料磨、煤磨的用电量占整个水泥生产用电量的70%左右。确保水泥磨、生料磨、煤磨在低谷电时间满负荷生产,同时尽量避开高峰用电时段生产。湖南省目前峰谷分时电价的政策是:尖峰时段(19∶00—22∶00)上浮90%、高峰时段(8∶00—11∶00、15∶00—19∶00)上浮35%,低谷时段(23∶00—次日7∶00)下浮60%,其它时间为正常电价。四个时段时间互相交叉,要充分利用四个时段电价差,传统的电度表计量无法满足要求。首先对主机设备的用电计量进行计算机自动采集、统计,对各主机设备每天在各时段的用电量和电费进行统计,同时改变过去考核电量消耗变为电费成本考核。把各时段的电力价格发到每个岗位,充分调动每个操作员工充分利用在低电价时段生产、避开高电价时间的积极性。尖峰、高峰时段的用电价格是低谷电价格的4.75倍和3.75倍,消耗1kWh尖峰电力与消耗4.75kWh的低谷电力的成本相当,单纯的考核电量消耗是合理的,只有通过电量计算机自动采集统计,实现考核电费的目的。一个年产100万吨的水泥企业,每年可节约电费200万元以上。同时,由于充分利用低谷电价时段生产,减少对电网高峰用电的需求,有良好的社会效益。
水泥企业在设计时,水泥磨、生料磨容量在造型时可以适当放大一些,要把能充分利用低谷电价生产所产生的效益同时考虑,改变传统的水泥磨、生料磨与窑生产容量的配套方式,为避峰填谷用量创造条件。
2、 实施余热发电
近年来,随着水泥窑外分解技术的成熟和提高,各地新型干法水泥生产线猛增。建设规模为4000t/d,5000t/d、8000t/d甚至10000t/d的熟料生产线相继投产。这些水泥生产线的熟料热耗与以前的水泥生产线相比虽然有大幅度的降低,但这些生产线仍然有占熟料烧成热耗的30%左右的温度为350℃以下的低温余热没有被利用,而采用余热发电技术为其利用是一种有效的节能途径。
水泥生产中,一方面有大量的中、低品位的余热被排放掉,另一方面又有大量的消耗电能(每生产一吨水泥需90—110kWh电能)。余热发电是一种非常有效的节能措施,将水泥生产进程中的废气的余热回收用于发电,再将发的电力用于水泥生产,减少水泥生产对用电的需求。对于一条2500t/d水泥熟料生产线相当有19.3~26.5t/h—4.41MPa饱和蒸气、2.5~2.98t/h—0.35MPa饱和蒸气,26.2t/h—187~196℃热水、72t/h—85~105℃热水所含的热量可全部用来发电,可计算发电功率为3.28MW,年发供电量达2000万kWh以上,一吨熟料发电量达31.5kWh。目前一条2500t/d的水泥熟料生产线余热发电(纯低温)投资约2500万元,但取得的经济效益和社会效益非常之大。
3、 使用先进的节电技术和设备
使用先进的变频调速节电技术,在水泥行业节电节电效果非常显著。水泥企业风机、水泵等设备占容量的30%左右。使用过程中,大部份风机、水泵都是恒速运行,随着工艺条件变化只能通过改变风机的出入口挡板或阀门的开度来适应工况的要求,这时风机、水泵效率降低,大量的能量损失在挡板、阀门或管道上。变频调速装置可以根据工艺要求需要改变电动机转速,使设备处于最佳状态,减少能量浪费,提高运转效率。风机、水泵使用变频调速以后,节电效果一般在20~60%以上。一条2500t/d水泥熟料生产线的窑头收尘器排风机,拖动电机为280kW(YR450—10 6kV)使用高压变频调速后,每月用电量由原来的120000kWh下降至6000kWh,节电率达到50%左右。一台φ3.8×12m的水泥磨收尘器排风机,拖动电机为75kW(Y280S—4 380V)使用变频调速后,每月用电量由原来的30000多kWh下降至18000kWh以下,节电率达35%以上。同时变频调速使用后,减少了电机启动时的启动电流和启动时对电机和拖动设备冲击,延长其使用寿命。调节风量、水量平稳,减少对设备的磨损。
水泥企业在设备选型时,尽量选择高效率的设备。特别是高效率的变压器、电机、水泵等,提高用电效率。同时搞好变压器的经济运行。在提高功率因素方面,尽量提高自然功率和终端功率因素,减少线路损耗。采用高效率的照明产品,会取得较好的节电效果。
4、 降低基本电费
水泥企业属于大工业用户,电力价格均实行两部制电价。即基本电价和电度电价,与之相应是基本电费和电度电费。基本电费的政策是:“……用户基本电费的计费方式(按变压器容量或按最大需量),由用户自行选择,电力部门不得指定用户的计费方式。基本电费的计费方式确定后,原则上一年之内应保持不变”。水泥企业用电量大,主变压器的容量大,基本电费每月较大。如果变压器的负荷率超过60%以上应选择变压器容量方式对用户有利。对负荷率低于60%应选择最大需量方式有利。水泥企业在主变压器容量和供应方式选择时,既要从安全角度考虑,同时要充分考虑供电方案和主变压器容量对基本电费的影响。主变压器按负荷率80~90%设计,选择变压器容量的计费方式,每月可降低20%以上的基本电费。同时要减少双电源回路采用最大需量收费时对基本电费的影响。因双电源回路供电时,每条回路的最大需量不可能同时出现,但是计算电费时,要按各回路最大需量分别相加,相加后,最大需量肯定大于实际用户在电网所产生的最大需量。之所以采用双电源回路供电的用户,采用最大需量计费方式时,在供电方案和负荷运行管理时,按充分控制好最大需量,减少基本电费。
充分利用《供电营业规则》“暂停”减少基本电费。如果企业由于各方面的原因,有部份或大部份的设备需要停产,特别是按变压器容量收取基本电费的用户,可以及时按《供电营业规则》的要求,办理“暂停”部份或全部变压器,这样电力部门可减收其相应容量的基本电费。特别是有多台主变压器供电的企业,利用好“暂停”,可较大幅度的降低基本电费。
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