GB27977水泥生產(chǎn)電能能效測試及計算方法介紹

1、GB27977_2011_*泥生產(chǎn)電能能效測試及計算方法介紹-56-2012.No.6GB27977-2011水泥生產(chǎn)電能能效測試及計算方法介紹夏俊雅，余學(xué)飛，謝萌，萬暢達(dá)，章誠（合肥水泥研究設(shè)計院 ,安徽合肥中圖分類號： TQ172.622文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B230051）文章編號： 1002-9877（2012） 06-0056-030 引言目前，水泥生產(chǎn)企業(yè)對電能能耗的精細(xì)化管理越 生產(chǎn)該原料輔助過程的電耗，是指處理單位產(chǎn)量的原料 （如，石 灰石、黏土、頁巖等 ）消耗的電量。統(tǒng)計范圍為從原材料進(jìn)入生產(chǎn)廠 區(qū)開始，到對應(yīng)的原料進(jìn)入各自的配料庫入口 （含庫頂收塵設(shè)備 ）。生料綜合電耗： 在統(tǒng)計期

2、或者測試期內(nèi)生產(chǎn)每噸生料的綜合電力 消耗。包括生料生產(chǎn)各過程的電耗和生產(chǎn)生料輔助過程的電耗。 統(tǒng)計 范圍為從原材料進(jìn)入生產(chǎn)廠區(qū)開始，到生料進(jìn)入生料均化庫入口（含庫頂收塵設(shè)備 ）。燃料綜合電耗： 在統(tǒng)計期或者測試期內(nèi)生產(chǎn)每噸燃料的綜合電力 消耗。包括燃料生產(chǎn)各過程的電耗和生產(chǎn)燃料輔助過程的電耗。 統(tǒng)計 范圍為從燃料進(jìn)入生產(chǎn)廠區(qū)開始，到燃料進(jìn)入煤粉倉入口 （含倉頂收 塵設(shè)備 ）。熟料綜合電耗和水泥綜合電耗：沿承 GB16780來越重視， 但現(xiàn)在的節(jié)能手段多是成立相應(yīng)的節(jié)能部門、 制定一 定的規(guī)章制度以及能源消耗限額，是屬于比較松散的粗放的節(jié)能技 術(shù)。只有充分考慮了供配電系統(tǒng)以及供配電系統(tǒng)中的用電設(shè)

3、備運行情 況，才能制定出科學(xué)的能耗限額。電能能效測試的目的， 是要通過測試找出生產(chǎn)過程中電能利用不 合理的環(huán)節(jié)及因素。 在考察各種主要電氣、 工藝設(shè)備自身性能的基礎(chǔ) 上，采用現(xiàn)場實測的方法， 測得生產(chǎn)線及各工序的單位產(chǎn)品電耗，從 而建立企業(yè)自身的對標(biāo)基準(zhǔn)。 再用統(tǒng)計測試的方法測得較長時間段的 單位產(chǎn)品電耗， 與企業(yè)自身的對標(biāo)基準(zhǔn)或者同行業(yè)的國內(nèi)、 國外先進(jìn) 水平進(jìn)行比較，進(jìn)而對企業(yè)的水泥生產(chǎn)過程的電能能效水平做出適當(dāng) 的評價。GB16780-2007水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額已經(jīng)對熱耗、 電耗以及綜合能耗提出要求， 目前熱能能效測試的內(nèi)容 已有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范， 而電能能效的測試及計算還沒有統(tǒng)一的方

4、法。 為 此，GB27977-2011水泥生產(chǎn)電能能效測試及計算方法（以下簡 稱標(biāo)準(zhǔn)）已于 2010年12月 30日通過水泥標(biāo)準(zhǔn)化委員會審查， 于 2011 年 12 月 30 日發(fā)布，將于 2012 年 10 月 1 日起實施。本文將對該標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語和內(nèi)容進(jìn)行簡單介紹和剖析2007 的定義，即從原燃材料入廠到對應(yīng)的成品出廠的整個過程消耗的電量。同理，在邊界劃分上沿承GB16780 2007的規(guī)定，分別為原燃材料進(jìn)入生產(chǎn)廠 區(qū)到對應(yīng)的成品出廠。輔助生產(chǎn)用電：在統(tǒng)計期或者測試期內(nèi)，一條水泥 （熟料 ）生產(chǎn)線 的輔助生產(chǎn)過程的電力消耗 （包括電能在廠區(qū)內(nèi)線路和變壓器上的損 失、廠區(qū)照明用電、水泵站用

5、電、空壓機(jī)用電、機(jī)修車間用電、中控 室用電、化驗室用電、辦公樓用電等 ）。在上述的各工序單位產(chǎn)品綜合電耗的統(tǒng)計范圍中， 均應(yīng)該根據(jù)一 定的原則把輔助生產(chǎn)用電分?jǐn)偟较鄳?yīng)的工序中。 在采用廢物作為替代 原料時，處理廢物的用電量不計入綜合電耗的統(tǒng)計范圍。1標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)電能能效的術(shù)語 電能能效測試：對進(jìn)入用能單位的電能消耗量和 消耗對應(yīng)電量所生產(chǎn)的產(chǎn)品的產(chǎn)量進(jìn)行測定， 并對各主要供配電 設(shè)備和用電設(shè)備的運行狀況進(jìn)行考核以確定電能利用效果的過程。 電 能能效測試前應(yīng)該明確該段工藝的邊界， 即用電體系的邊界。 各產(chǎn)品 綜合電耗的定義及邊界范圍界定如下：原料綜合電耗： 在統(tǒng)計期或者測試期內(nèi)生產(chǎn)每噸原料的綜合電

6、力 消耗。包括原料生產(chǎn)各過程的電耗和2 電能能效測試的內(nèi)容根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中對電能能效的定義，電能能效測試的內(nèi)容包括單位產(chǎn)品綜合電耗測試、 供配電系統(tǒng)運行狀態(tài)檢測和 用電系統(tǒng)運行狀態(tài)測試。2.1 單位產(chǎn)品綜合電耗測試2012.No.6夏俊雅，等：GB27977-201水泥生產(chǎn)電能能效測試及計算方法 介紹-57- 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中對“單位產(chǎn)品綜合電耗”的定義可知，單位產(chǎn)品 綜合電耗測試包含在產(chǎn)量測試和用電量測試中。靠測試系統(tǒng)總的電能消耗量和總產(chǎn)量計算所得的單位產(chǎn)品綜合 能耗是無法科學(xué)評價水泥生產(chǎn)過程的電能能效水平的， 還必須測試各 生產(chǎn)環(huán)節(jié) （工序）的單位產(chǎn)品電耗，并監(jiān)測系統(tǒng)電能傳輸和電能轉(zhuǎn)換過 程中設(shè)備的運

7、行狀況，才能合理地評價系統(tǒng)電能利用的情況。2.2 供配電系統(tǒng)運行狀態(tài)測試 供配電系統(tǒng)主要包括變壓器和輸配電線路。在 標(biāo)準(zhǔn)中，主要的監(jiān)測對象是變壓器。 對供配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)測試， 應(yīng)該首先根據(jù)測試目的明確監(jiān)測 點。一般意義上，監(jiān)測點主要包括總進(jìn)線端 （總降）、各車間變電所和 各低壓配電室。其次，檢測內(nèi)容還包括： 日負(fù)荷率、變壓器負(fù)載系數(shù)、功率因數(shù)。 其中，日負(fù)荷率是指變壓器的日平均負(fù)荷與日最大負(fù)荷的比值，表征負(fù)荷的平穩(wěn)程度；變壓器負(fù)載系數(shù)是指變壓器輸出的平均視在功率與所測變壓器 的額定容量的比值，表征了變壓器的實際利用率。功率因數(shù)表征了變壓器的實際可用容量， 因為在水泥企業(yè)里變壓 器的負(fù)載多為

8、感性負(fù)載， 所以在實際生產(chǎn)中變壓器總要輸送一定的無 功功率為感性負(fù)荷建立勵磁磁場。 一個 1000kVA 的變壓器如果功率因 數(shù)只有0.80,意味著這臺變壓器可輸送的有功功率只有 800kW。所以 檢測變壓器的功率因數(shù)對檢測供配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)有著重要意義。3 計算方法在標(biāo)準(zhǔn)正文的第 6 章,給出了原料綜合電耗、 生料綜合電耗、 燃料綜合電耗和熟料綜合電耗的計算方法。 這樣 可以給出原料處理工序、 生料磨系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)的單位產(chǎn)品電耗, 也可以準(zhǔn)確計算出熟料和水泥的單位產(chǎn)品綜合電耗。 方便對這些數(shù)據(jù) 進(jìn)行橫向和縱向的比較, 從而了解企業(yè)的某段工序在行業(yè)的水平, 方 便及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。本標(biāo)

9、準(zhǔn)計算水泥 （熟料）綜合電耗的思路為：1）首先界定幾個主要工序分段的范圍。其中,原 料處理工序的范圍是從各原材料進(jìn)入生產(chǎn)廠區(qū)開始, 到原料進(jìn)入 各自原料配料庫入口 （含庫頂收塵設(shè)備 ）；生料磨系統(tǒng)的范圍是從原料 出原料配料庫經(jīng)生料磨粉磨后,到生料入生料均化庫入口（含庫頂收塵設(shè)備 ）；燃料制備工序的范圍是從燃料進(jìn)入生產(chǎn)廠區(qū)開始經(jīng)煤磨系 統(tǒng)粉磨到煤粉進(jìn)入煤粉倉；熟料燒成系統(tǒng)是指從生料出生料均化庫（含庫底下料設(shè)備 ）經(jīng)回轉(zhuǎn)窯燒成變成熟料后進(jìn)入熟料庫 （含庫頂收塵 設(shè)備 ）；水泥粉磨系統(tǒng)是指從熟料出熟料庫 （含庫底下料設(shè)備 ）經(jīng)水泥磨 粉磨之后進(jìn)入水泥庫， 包括處理石膏和混合材的用電量以及包裝發(fā)運 電

10、量。2.3 用電設(shè)備測試在水泥 （熟料）生產(chǎn)企業(yè)中，有功功率主要消耗在了異步電動機(jī)上。 所以，對用電設(shè)備的運行狀態(tài)測試主要就是對 三相異步電動機(jī)的運行狀態(tài)測試， 檢測電動機(jī)是否為經(jīng)濟(jì)運行。 而且 由于在水泥生產(chǎn)企業(yè)中，電能主要消耗在了各工序的主要電動機(jī)上。 所以用電設(shè)備的電能能效測試主要針對主要電動機(jī)。確定測試范圍后， 應(yīng)針對選定的電動機(jī)進(jìn)行實測， 判斷其運行狀 態(tài)是否為經(jīng)濟(jì)運行。判斷的具體方法可參見GB/T12497三相異步電動機(jī)經(jīng)濟(jì)運行。其中，較為簡單的方式是根據(jù)電動機(jī)的輸入功率或 者輸入電流分別與額定輸入功率或者輸入電流的大小進(jìn)行判定。 當(dāng)輸 入功率或者輸入電流下降小于 15%時，該電動

11、機(jī)為經(jīng)濟(jì)運行狀態(tài)， 在 15%35%時，屬于允許使用范圍，大于 35%時，屬于不經(jīng)濟(jì)運行。2）其次明確原料綜合電耗、生料綜合電耗、燃料 綜合電耗、熟料綜合電耗和水泥綜合電耗的范圍。3）最后為單位產(chǎn)品綜合電耗的計算方法。計算出原料綜合電 耗。用電量為統(tǒng)計期或者測試期內(nèi)原料處理工序的用電量加上相應(yīng)的輔助生產(chǎn)用電量， 產(chǎn)量 以入配料庫的產(chǎn)量為準(zhǔn)； 計算生料綜合電耗。用電量為統(tǒng)計期或者測試期內(nèi)生料磨系統(tǒng)用電量、 制備相應(yīng)產(chǎn)量的生料消耗的原料在原料 處理工序中消耗的電量與應(yīng)分?jǐn)偟妮o助生產(chǎn)用電量的和， 產(chǎn)量以出生 料磨產(chǎn)量為準(zhǔn)。 計算燃料綜合電耗。用電量為統(tǒng)計期或者測試 期內(nèi)煤磨系統(tǒng)用電量加上相應(yīng)的輔助生

12、產(chǎn)用電量， 產(chǎn)量以出磨的成品計量為準(zhǔn)。2.4 需要注意的問題 水泥生產(chǎn)過程中單位產(chǎn)品的電耗，受各方面因素 的影響，主要包括原料的物理性能 （如易燒性、易磨性 ）、工藝流 程、系統(tǒng)中各種電氣和工藝設(shè)備本身的效率， 及系統(tǒng)中各種主要電氣、 工藝設(shè)備的運行狀況。僅 熟料綜合電耗，具體公式見標(biāo)準(zhǔn)。用電量以 統(tǒng)計期或者測試期內(nèi)熟料燒成工序的用電量、 消耗的生料在前置工序的耗電量、消耗的燃料在燃料制備過-58-2012.No.6 程中消耗的電量與本段工序應(yīng)該分?jǐn)偟妮o助用電量的總和為基準(zhǔn)。產(chǎn)量以出篦冷機(jī)的熟料質(zhì)量為準(zhǔn)， 若無法計量可根據(jù)生料投料量 進(jìn)行推算。4.3“主要電動機(jī)”的界定標(biāo)準(zhǔn) 因為水泥生產(chǎn)企業(yè)的

13、耗電設(shè)備眾多，在實際測試 中應(yīng)該抓住主要矛盾， 即耗電大戶。為此，采用以下原則界定 “主 要電動機(jī)”（見表 2）。水泥綜合電耗，具體公式見 GB16780- 2007 的規(guī)定。公式中的輔助生產(chǎn)用電應(yīng)該為水泥粉磨系統(tǒng)分?jǐn)偟妮o助 生產(chǎn)用電，不是全廠的輔助生產(chǎn)用電。本標(biāo)準(zhǔn)沿承 GB16780-2007 中“可比綜合電耗”的概念， 也沿承對水泥 （熟料）綜合電耗的修正系數(shù)。上述的“水泥綜合電耗” 是針對單一品種單一標(biāo)號水泥的概念， 如果企業(yè)生產(chǎn)兩種或者兩種以 上不同強(qiáng)度等級的水泥， 可根據(jù)不同強(qiáng)度等級的可比水泥綜合電耗和 相應(yīng)的水泥產(chǎn)量采用加權(quán)平均的方法計算出企業(yè)最終的可比水泥綜 合電耗。1 ）工藝上

14、重要，屬于生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備； 2）大容量；3）高負(fù)載率或長時間運轉(zhuǎn)； 4）發(fā)生故障時不容易替換。表2安裝位置原料處理生料制備燃料制備熟料燒成主要電動機(jī)列表設(shè)備名稱石灰石破碎機(jī)主電動機(jī)、 石灰石入預(yù)均化堆場皮帶輸送機(jī)、 石灰 石入配料庫皮帶輸送機(jī)原料入生料磨皮帶輸送機(jī)、生料磨主電動機(jī)、生料磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)、 生料磨選粉機(jī)、生料入庫提升機(jī)煤磨主電動機(jī)、煤磨系統(tǒng)排風(fēng)機(jī)、煤 磨選粉機(jī)生料入窯提升機(jī)、窯尾高溫風(fēng)機(jī)、窯尾廢氣排風(fēng)機(jī)、窯主傳電動機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、冷卻機(jī)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)、熟料破碎機(jī)、窯頭廢氣排風(fēng)機(jī)、 熟料拉鏈輸送機(jī)輥壓機(jī)主電動機(jī)、水泥磨主電動機(jī)、水泥磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)、水泥磨選 粉機(jī)44.1關(guān)于本標(biāo)準(zhǔn)中部分問題的闡

15、述 關(guān)于“窯尾廢氣處理系統(tǒng)”用電邊界的劃分在大部分水泥 （熟料 ） 生產(chǎn)企業(yè)中，窯尾廢氣處理系統(tǒng)屬于生料制備系統(tǒng)和熟料燒成系統(tǒng)的共用設(shè)備。 各生產(chǎn)線由 于工藝設(shè)計的差異性， 兩部分管路系統(tǒng)阻力分布也有差異， 而且各地 在各季節(jié)中原材料的含水率也不盡相同， 所以窯尾廢氣處理系統(tǒng)的用 電量很難用一個確定的比例進(jìn)行分?jǐn)偂?生料制備和燒成系統(tǒng)的運行時 間不同步， 而窯尾廢氣處理系統(tǒng)和燒成系統(tǒng)的運行時間完全同步。 所 以在本標(biāo)準(zhǔn)中，把窯尾廢氣處理系統(tǒng)用電量統(tǒng)計入燒成系統(tǒng)用電。水泥粉磨4.4 輔助生產(chǎn)用電的相關(guān)問題由標(biāo)準(zhǔn)中對“輔助生產(chǎn)用電”的定義可知，輔助 生產(chǎn)用電是指生產(chǎn)水泥的輔助過程消耗的電量。 輔助

16、生產(chǎn)用電屬 于生產(chǎn)性用電，生活用電 （職工宿舍、食堂等用電 ）不屬于輔助生產(chǎn)用 電的范圍，計算單位產(chǎn)品綜合電耗時應(yīng)該計入相應(yīng)的電量。對有共用生產(chǎn)環(huán)節(jié) （工序 ）的輔助生產(chǎn)用電應(yīng)按共用生產(chǎn)環(huán)節(jié)處理物料的電能需求量加權(quán)分?jǐn)偟礁鞴ば颉?如電能從供電部門到企業(yè)總降 壓站的輸電過程中產(chǎn)生的線損應(yīng)該按照各工序用電量的比例進(jìn)行分 攤，機(jī)修車間用電應(yīng)按照企業(yè)實際生產(chǎn)情況把機(jī)修車間用電分?jǐn)偟礁?工序。4.2 關(guān)于企業(yè)的電能供配電過程中的線損問題線路是一種電能傳 輸設(shè)備，影響電能在線路上的損耗主要有 3個因素，分別是線路阻抗、 電流大小和線路的功率 因數(shù)。線路的阻抗是所有輸配電線路的固有特性， 主要受線徑和線路長 度的影響。一般情況下，線路在選型時線徑都留有足夠的安全系數(shù)， 從電能損耗的角度上看是趨于減小電能損耗的。 此時線路上的電能損 耗是無法避免的，也是合理的。對于固定的線路， 其所帶的負(fù)荷也是固定的， 意味著正常生產(chǎn)時 電流的波動也很小。 所以能夠減少線損的方法是盡可能提高線路的功 率因數(shù)（見表 1）。表1cos 1cos 24.5 電能能效測試時應(yīng)該注意的問題1）在生產(chǎn)中或者測試中使用的計量設(shè)備都應(yīng)該經(jīng)過檢定和校準(zhǔn)，有一定的精度等級。2