耗能行业的主要耗能设备唐.docx

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耗能行业的主要耗能设备唐

电气化铁道：

电气化铁道牵引供电装置（牵引供电系统），其系统本身没有发电设备，而是从电力系统取得电能。

目前我国一般由110kV以上的高压电力系统向牵引变电所供电。

相应的牵引供电系统一般由以下几部分组成:

地方变电站、110kv输电线、牵引变电所、27.5kv馈电线、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线。

 牵引变电一次设备一般由以下几部分组成:

牵引变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、母线、避雷器、电抗器、电容器、接地装置等。

目前牵引供电系统的供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、直供加回流线供电方式四种。

主要用电设备：

（1）牵引变压器

按照变压器结构种类和接线方式分为：

　　1．单相结线变压器

　　2．单相（三相）V,v结线变压器

　　3．三相YN，d11双绕组变压器

　　4．斯科特结线变压器

　　5．YN，结线阻抗匹配牵引变压器

　　6．YN，结线平衡变压器

　　7．非阻抗匹配YN，结线平衡变压器。

典型的牵引变压器如下：

可能的待测量有：

B1侧（27.5KV）电压、电流、功率等，并进行相应分析

B2侧（27.5KV）电压、电流、功率等，并进行相应分析

高压侧（110KV）电压、电流、功率等，并进行相应分析。

（2）电力机车上降压变压器

功能：

主要是将牵引网的电压27.5KV降压至1000-2000V

待测量：

高压绕组（27.5KV）电压、电流、功率等，并进行相应分析

低压绕组的电压、电流、功率等。

（3）机车辅助用电变压器若干

功能：

从主变压器侧引入电源用于机车中按钮、茶炉、车灯等。

（4）电力机车上的大功率整流硅组（也可能是其他整流方式）

一般为12脉波或者24脉波的整流器

主要检测其输出电压及电流，并对电压电流进行谐波分析等。

（5）交流牵引机组机车中使用的逆变器

可以自由控制其输出电压幅值和相位。

（6）直流牵引机组中使用的晶闸管电压转换电路

（7）交流牵引电机

与传统的异步电动机类似。

（8）直流牵引电机

功能：

在机车运行时驱动电机运行，在机车制动时将动能转为电能回馈给电网。

（9）机车主压缩机

功能：

一个特殊的异步电动机

功能：

主要用于机车制动系统供电。

机车内整体的框架是：

冶金行业：

冶金行业的用电设备具有容量大、大部分为感性负荷、负荷冲击大、起制动频繁、快速性、自动化程度高、工作连续性等特点，是用电的大户。

用电设备大量使用直流电动机和变流器驱动、高压/低压变频器、交流电动机变频调速驱动、供电变压器、辅助用电变压器、电抗器、各种类型的电机（包括大型的机床的驱动电机等）、电力电子装置等非线性负载。

其中轧机、电弧炉等设备容易导致电网电压发生波动和闪变，三相不平衡，电网功率因数低，线路损耗增加，谐波含量超标等问题。

冶金企业工序复杂，不同的工种和工序等，使用到的电气设备种类十分复杂。

某炼钢企业生产流程

（1）电弧炉

由高压电缆线至电极的电路称为电弧炉的主电路。

1.主电路组成

隔离开关、高压断路器、电抗器、电炉变压器，

低压短网等。

电弧炉具有非常滞后的功率因数和变化频繁的不平衡负荷是主要谐波源之一

电弧炉接线图

（1）中频炉

中频炉注入电网谐波主要是有整流装置产生

中频炉原理图

（2）轧机

（3）整流装置

如果是6脉波不可控整流，产生的主要是5、7次谐波，如果是12脉波不可控整流产生的谐波主要是11，13次谐波等。

（4）高压/低压变频器

低压变频器可以用于电机调速等

高压变频器可以用于炼钢等

（5）异步电机（其他各种电机）

举例为：

棒材车间链式提升机:

提升速度：

V=50.7mm/s,Vmax=355mm/s

电动机型号YZPB225M-6

功率：

30kw、频率10Hz---70Hz

减速机型号NCD500-125IS-GB，速比134.9

链轮节圆直径：

653.281

链条节距：

250mm

（6）供电变压器

（7）整流变压器（举例）

型号规格：

ZHSFT-19900KVA/35KV

额定电压：

高压侧：

35kV

低压侧：

439.7V

阀侧电流：

6528*4A

结线组别：

YD5D11d5d11d5d11

调压方式：

有载调压

调压范围：

70%~105%Ud

冷却方式：

ONAF

整流方式：

三相桥同相逆并联

移相角：

+21°-9°

空载损耗：

19.2kW

空载电流：

.25%

负载损耗：

59.5kW

短路阻抗：

8.1%

（6）辅助用电变压器

可行的建议：

对重大的用点设备，比如大型的机电设备，进行就地检测，就地治理，可以有效的保证设备的良好运行状态，提高成品率，减少不必要的能耗。

化工行业（主要针对锦盛化工，化工企业设备与冶金很是相似可以综合考虑）

一.化工企业低压配电系统主要谐波源

1.1机泵的变频调速装置（VVVF）；

大多数变频调速装置整流环节为三相桥式可控整流，注入电源系统主要是5次谐波，

1.2不间断电源装置（UPS）；

1.3变电所用直流电源成套设备；

1.4电动机的软起动设备；

1.5新型照明灯具（节能灯、采用电子镇流器的日光灯）

1.6其它电子设备；

二.化工企业高压配电系统主要谐波源

2.0电石炉，或电弧炉

2.1大型电力变压器

2.2专用变压器

2.3高压电机

2.4整流变压器

2.5各类变频设备

烧碱车间

电石车间

电厂

总计

整流变压器

电炉变压器（低电压大电流）

电力变压器

220/35等大型电力变压器

总降35KV变压器

烧穿变压器

专用变压器如（电炉变压器）

变压器

电力变压器

高压低压电机

各类（螺杆，水环，空气）压缩机

高压电机

各类压缩机

循环水泵

低压电机软起

电石炉

-35℃冷冻水机组

电石炉

水泥生产企业：

水泥是国民经济建设的重要支撑产品。

其生产流程有如下几大工序：

原料开采—破碎—烘干—配料—粉磨—生料储存—均化—煅烧—熟料冷却及破碎—配料（加石膏和混合材）--粉磨—水泥储存—转运

水泥生产中的加热煅烧过程主要靠燃烧，不使用整流装置，其生产过程中主要的用点设备就是许许多多的电机。

（1）高压异步电机（其他各种电机）

由此可以看出水泥厂的各种重要的电机类型

电机运行过程中的主要问题就是无功问题

频繁启停工作的电机对谢系统的电压质量提出了苛刻的要求

（2）供电变压器

（3）配电系统主要谐波源

1.1机泵的变频调速装置（VVVF）；

1.2不间断电源装置（UPS）；

1.3变电所用直流电源成套设备；

1.4电动机的软起动设备；

1.5新型照明灯具（节能灯、采用电子镇流器的日光灯）

以下水泥厂各个工艺中用到的主要设备

2.生料部分主要设备

生料粉经过立磨自带选粉机和双旋分筒以及电收尘的收尘

生料磨还有排渣口排出的粗粉经过提升机入缓冲料仓，然后通过定量给料机按给定量给磨机喂入外循环料。

链式输送机

高温风机

主排风机

磨机

电收尘器是以静电净化法进行收捕烟气中粉尘的装置

5.煤粉制备部分

皮带机和提升机

罗茨风机

φ2.4×4.75m风扫式烘干球磨机

MX50煤粉动态选粉机

1.原料部分主要设备

重型板喂机和单段锤式破碎机破碎

皮带机和三通分别输送

页岩和砂岩通过中型板喂机和冲击式粘土破碎机破碎

皮带机和犁式卸料器

气箱脉冲式袋收尘器

3.烧成部分主要设备

预热器的换热

分解炉

篦冷机

选粉机

4.水泥制成部分主要设备

O-SEPA选粉机

水泥磨磨机规格为

由收尘器收集下来的成品由链运机

固定式四嘴包装机

在水泥场中用到的主要耗能设备集中在风机中，故应道加强对风机的管理

机械加工行业

高压配电系统主要谐波源

1.1大型电力变压器

1.2高压电机

1.3整流变压器

1.4各类变频设备（用于电机调速）

在机械零件或工模具的制造过程中，往往要经过各种冷、热加工，同时在各加工工序之间还经常要穿插多次热处理工艺。

按其作用可分为预先热处理和最终热处理，它们在零件的加工工艺路线中所处的位置如下：

   铸造或锻造→预先热处理→机械（粗）加工→最终热处理→机械（精）加工

为使工件满足使用条件下的性能要求的热处理称为最终热处理，如淬火＋回火等工序；为了消除前道工序造成的某些缺陷，或为随后的切削加工和最终热处理作好组织准备的热处理，称为预先热处理，如退火、正火工序。

、钢的热处理的工艺过程包括加热、保温和冷却三个阶段

一.常用热处理设备

（1）加热设备

1.箱式电阻炉

箱式电阻炉是由耐火砖砌成的炉膛及侧面和底面布置的电热元件组成通电后。

电能转化为热能，通过热传导、热对流、热辐射达到对工件的加热。

箱式电阻炉的选用，一般根据工件的大小和装炉量的多少。

中温箱式电阻炉应用最为广泛，常用于碳素钢、合金钢零件的退火、正火、淬火及渗碳等。

如图3所示为中温箱式电阻炉的结构示意图。

1—炉门   2—炉体   3—炉膛前部  4—电热元件

5—耐热钢炉底板6—测温热电偶7—电子控温仪表8—工件

2.井式电阻炉

   井式电阻炉的特点是炉身如井状置于地面以下。

炉口向上，特别适宜于长轴类零件的垂直悬挂加热，可以减少弯曲变形。

另外，井式炉可用吊车装卸工件，故应用较为广泛。

如图4所示为井式电阻炉结构示意图。

1—装料筐2—工件3—炉盖升降机构4—电动机

5—风扇6—炉盖7—电热元件8—炉膛9—炉体 

3.盐浴炉

盐浴炉是用液态的熔盐作为加热介质对工件进行加热，特点是加热速度快而均匀，工件氧化、脱碳少，适宜于细长工件悬挂加热或局部加热，可以减少变形。

如图5所示为插入式电极盐浴炉。

盐浴炉可以进行正火、淬火、化学热处理、局部淬火、回火等。

1—连接变压器的铜排2—风管3—炉盖4—电极5—炉衬6—炉壳

二常用刀具车床设备

1.激光切割机2.数控冲床3.数控折弯机

细分如下

1.1车床是指以工件旋转为主运动，车刀移动为进给运动加工回转表面的机床。

它可用于加工各种回转成型面，例如：

内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹以及端面、沟槽、滚花等。

它是金属切削机床中应用最广，生产历史最久，品种最多的一种机床。

近年来，盘算机技巧被广泛运用到机床制作业，随之涌现了数控车床、车削加工中心等机电一体化的产品。

1.2铣床系指重要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。

通常铣刀旋转运动为主运动，工件（和）铣刀的移动为进给运动。

它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。

按其结构分重要有：

（1）台式铣床：

小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。

（2）悬臂式铣床：

铣头装在悬臂上的铣床，床身程度安排，悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动。

（3）滑枕式铣床：

主轴装在滑枕上的铣床，床身程度安排，滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动，滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动。

（4）龙门式铣床：

床身程度安排，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。

铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。

通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。

用于大件加工。

（5）平面铣床：

用于铣削平面和成型面的铣床，床身程度安排，通常工作台沿床身导轨纵向移动，主轴可轴向移动。

它结构简略，生产效率高。

（6）仿形铣床：

对工件进行仿形加工的铣床。

一般用于加工复杂形状工件。

（7）起落台铣床：

具有可沿床身导轨垂直移动的起落台的铣床，通常安装在起落台上的工作台和滑鞍可分辨作纵向、横向移动。

（8）摇臂铣床：

摇臂装在床身顶部，铣头装在摇臂一端，摇臂可在程度面内回转和移动，铣头能在摇臂的端面上回转必定角度的铣床。

（9）床身式铣床：

工作台不能起落，可沿床身导轨作纵向移动，铣头或立柱可作垂直移动的铣床。

（10）专用铣床：

例如工具铣床：

用于铣削工具模具的铣床，加工精度高，加工形状复杂。

1.3刨床系指用刨刀加工工件表面的机床。

刀具与工件做相对直线运动进行加工，重要用于各种平面与沟槽加工，也可用于直线成形面的加工

1.4磨床系指用磨具或磨料加工工件各种表面的机床。

一般用于对零件淬硬表面做磨削加工。

通常，磨具旋转为主运动，工件或磨具的移动为进给运动，其利用广泛、加工精度高、表面粗糙度Ra值小

1.5钻床系指重要用钻头在工件上加工孔的机床。

通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。

钻床结构简略，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，调换特别刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。