混凝土攪拌電機系統節能與評估

    強雄^1，2，  彭  酉^1，2，  嚴蓓蘭³，  賀文琪^1，2

    (1上海電科電機科技有限公司，上海200063；2上海電機系統節能工程技術研究中l心，上海200063    3上海電器設備檢測所，上海200063)

     摘要：以一個混凝土攪拌電機系統為實例，在全面詳細測試的基礎上，對其系統進行了科學分析，找出節能空間和措施，并對節能效果進行了預計算和評估，對混凝土攪拌電機系統設計和改造具有指導意義。

    關鍵詞：電機系統；攪拌主機；系統節能潛力評估

    中圖分類號：TM 30文獻標志碼：A文章編號：167345540(2010)0647005-04

0 引言

    電動機廣泛應用于風機、空壓機、制冷機和車床等機械裝置及其他各類電氣設備中，是量大面廣的終端耗能大戶。據統計，我國各類電動機用電量約占全國用電量的60％。現我國電機系統主要存在以下兩方面的問題：(1)電動機及被拖動設備效率低，比國外先進水平低2％～5％；(2)系統匹配不合理，大馬拉小車現象嚴重，系統效率比國外先進水平低10％～20％。近年來，我國的資源環境問題日益突出，節能減排形勢十分嚴峻，近期國家公布的千家重點需要節能減排的企業中，電機系統為用電量較大的設備，國內很多企業急需對現有電機系統進行節能改造。

    目前我國正處于城市綜合功能升級、加快經濟建設的重要時期，各類基礎、商業設施的建設大大增加了對混凝土的需求量，混凝土攪拌電機系統用電量約占攪拌站用電量的80％。本文在典型工況現場詳細測試的基礎上，對攪拌電機系統進行了科學全面的分析，找出存在的節能空間，提出可以提高系統運行效率的改造建議，達到降低系統能耗、提高系統運行效率的目的。

1  系統概況

    一套典型的攪拌電機系統包括上料皮帶機、螺旋輸送機、泵、攪拌主機(通常是2臺功率相同的三相異步電動機)等，系統裝機容量約為200 kW，攪拌能力為2m3／次(或其他的立方量)，一個這樣的系統稱之為攪拌臺，攪拌站一般由3～44-攪拌臺組成，以適應不同立方量的需求，系統主要耗用能源是電力。混凝土攪拌工藝為鏟車將堆料場石子和黃沙運送到皮帶機，皮帶機分別將石子和黃沙輸送到角料倉，角料倉由多個小倉位組成，分別存放了石子、黃沙、其他粉塵、水泥等各類預拌混凝土的原材料，布料機按計算機控制分別打開倉門，根據混凝土配方要求將石子、黃沙等原材料逐一放至稱量斗稱量至標準定額數量，再將其放到攪拌機內，加入適量的水由攪拌主機攪拌混合為成品，最后由攪拌車外運，圖1為生產工藝流程圖。其中生產的關鍵設備和工藝是攪拌主機和攪拌過程，攪拌主機約占攪拌電機系統用電量的80％，是系統中的重點耗能設備。

    根據現場了解的情況，攪拌主機平均每天運行16 h，除去每年30天的維修停用，全年運行時間為5 280 h，全年用電量38 5萬kwh。攪拌主機參數如表1所示。

2  系統測試

    現場測試時情況復雜多變，測試前應具備攪拌主機的參數、運行記錄等有關資料和生產工藝流程圖樣，測試必須在攪拌主機正常運行工況下進行，測試的時間選擇和測算數值的取值應具有代表性。測試時不影響生產、不斷電，使用便攜式電參數測試儀或電能質量分析儀，配置柔性電流鉗，在現場配電柜內空間小、布線緊密的情況下仍可較方便地進行電流測試；同時還需配置一定容量的存儲空間和計算機通信接口，以方便長時間連續記錄數據和數據分析。測試系統主要由數據記錄儀、電壓傳感器、電流傳感器和計算機四部分組成，如圖2所示．

    (1)37 kw攪拌主機現場測試數據(攪拌c20型混凝土)如圖3、4所示，數據如表2所示。

(2)65 kw攪拌主機現場測試數據(攪拌c20型混凝土)如圖5、6所示，數據如表3所示。