GB27977水泥生產(chǎn)電能能效測(cè)試及計(jì)算方法介紹

1、GB27977_2011_*泥生產(chǎn)電能能效測(cè)試及計(jì)算方法介紹-56-2012.No.6GB27977-2011水泥生產(chǎn)電能能效測(cè)試及計(jì)算方法介紹夏俊雅，余學(xué)飛，謝萌，萬(wàn)暢達(dá)，章誠(chéng)（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 ,安徽合肥中圖分類(lèi)號(hào)： TQ172.622文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B230051）文章編號(hào)： 1002-9877（2012） 06-0056-030 引言目前，水泥生產(chǎn)企業(yè)對(duì)電能能耗的精細(xì)化管理越 生產(chǎn)該原料輔助過(guò)程的電耗，是指處理單位產(chǎn)量的原料 （如，石 灰石、黏土、頁(yè)巖等 ）消耗的電量。統(tǒng)計(jì)范圍為從原材料進(jìn)入生產(chǎn)廠(chǎng) 區(qū)開(kāi)始，到對(duì)應(yīng)的原料進(jìn)入各自的配料庫(kù)入口 （含庫(kù)頂收塵設(shè)備 ）。生料綜合電耗： 在統(tǒng)計(jì)期

2、或者測(cè)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(guò)程的電耗和生產(chǎn)生料輔助過(guò)程的電耗。 統(tǒng)計(jì) 范圍為從原材料進(jìn)入生產(chǎn)廠(chǎng)區(qū)開(kāi)始，到生料進(jìn)入生料均化庫(kù)入口（含庫(kù)頂收塵設(shè)備 ）。燃料綜合電耗： 在統(tǒng)計(jì)期或者測(cè)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(guò)程的電耗和生產(chǎn)燃料輔助過(guò)程的電耗。 統(tǒng)計(jì) 范圍為從燃料進(jìn)入生產(chǎn)廠(chǎng)區(qū)開(kāi)始，到燃料進(jìn)入煤粉倉(cāng)入口 （含倉(cāng)頂收 塵設(shè)備 ）。熟料綜合電耗和水泥綜合電耗：沿承 GB16780來(lái)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(mén)、 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(yùn)行情 況，才能制定出科學(xué)的能耗限額。電能能效測(cè)試的目的， 是要通過(guò)測(cè)試找出生產(chǎn)過(guò)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(chǎng)實(shí)測(cè)的方法， 測(cè)得生產(chǎn)線(xiàn)及各工序的單位產(chǎn)品電耗，從 而建立企業(yè)自身的對(duì)標(biāo)基準(zhǔn)。 再用統(tǒng)計(jì)測(cè)試的方法測(cè)得較長(zhǎng)時(shí)間段的 單位產(chǎn)品電耗， 與企業(yè)自身的對(duì)標(biāo)基準(zhǔn)或者同行業(yè)的國(guó)內(nèi)、 國(guó)外先進(jìn) 水平進(jìn)行比較，進(jìn)而對(duì)企業(yè)的水泥生產(chǎn)過(guò)程的電能能效水平做出適當(dāng) 的評(píng)價(jià)。GB16780-2007水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額已經(jīng)對(duì)熱耗、 電耗以及綜合能耗提出要求， 目前熱能能效測(cè)試的內(nèi)容 已有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范， 而電能能效的測(cè)試及計(jì)算還沒(méi)有統(tǒng)一的方

4、法。 為 此，GB27977-2011水泥生產(chǎn)電能能效測(cè)試及計(jì)算方法（以下簡(jiǎn) 稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)）已于 2010年12月 30日通過(guò)水泥標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)審查， 于 2011 年 12 月 30 日發(fā)布，將于 2012 年 10 月 1 日起實(shí)施。本文將對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語(yǔ)和內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹和剖析2007 的定義，即從原燃材料入廠(chǎng)到對(duì)應(yīng)的成品出廠(chǎng)的整個(gè)過(guò)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(chǎng) 區(qū)到對(duì)應(yīng)的成品出廠(chǎng)。輔助生產(chǎn)用電：在統(tǒng)計(jì)期或者測(cè)試期內(nèi)，一條水泥 （熟料 ）生產(chǎn)線(xiàn) 的輔助生產(chǎn)過(guò)程的電力消耗 （包括電能在廠(chǎng)區(qū)內(nèi)線(xiàn)路和變壓器上的損 失、廠(chǎng)區(qū)照明用電、水泵站用

5、電、空壓機(jī)用電、機(jī)修車(chē)間用電、中控 室用電、化驗(yàn)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(jì)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(shí)，處理廢物的用電量不計(jì)入綜合電耗的統(tǒng)計(jì)范圍。1標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)電能能效的術(shù)語(yǔ) 電能能效測(cè)試：對(duì)進(jìn)入用能單位的電能消耗量和 消耗對(duì)應(yīng)電量所生產(chǎn)的產(chǎn)品的產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定， 并對(duì)各主要供配電 設(shè)備和用電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行考核以確定電能利用效果的過(guò)程。 電 能能效測(cè)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(jì)期或者測(cè)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(guò)程的電耗和2 電能能效測(cè)試的內(nèi)容根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電能能效的定義，電能能效測(cè)試的內(nèi)容包括單位產(chǎn)品綜合電耗測(cè)試、 供配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)和 用電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)測(cè)試。2.1 單位產(chǎn)品綜合電耗測(cè)試2012.No.6夏俊雅，等：GB27977-201水泥生產(chǎn)電能能效測(cè)試及計(jì)算方法 介紹-57- 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)“單位產(chǎn)品綜合電耗”的定義可知，單位產(chǎn)品 綜合電耗測(cè)試包含在產(chǎn)量測(cè)試和用電量測(cè)試中。靠測(cè)試系統(tǒng)總的電能消耗量和總產(chǎn)量計(jì)算所得的單位產(chǎn)品綜合 能耗是無(wú)法科學(xué)評(píng)價(jià)水泥生產(chǎn)過(guò)程的電能能效水平的， 還必須測(cè)試各 生產(chǎn)環(huán)節(jié) （工序）的單位產(chǎn)品電耗，并監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電能傳輸和電能轉(zhuǎn)換過(guò) 程中設(shè)備的運(yùn)

7、行狀況，才能合理地評(píng)價(jià)系統(tǒng)電能利用的情況。2.2 供配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)測(cè)試 供配電系統(tǒng)主要包括變壓器和輸配電線(xiàn)路。在 標(biāo)準(zhǔn)中，主要的監(jiān)測(cè)對(duì)象是變壓器。 對(duì)供配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)測(cè)試， 應(yīng)該首先根據(jù)測(cè)試目的明確監(jiān)測(cè) 點(diǎn)。一般意義上，監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要包括總進(jìn)線(xiàn)端 （總降）、各車(chē)間變電所和 各低壓配電室。其次，檢測(cè)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(cè)變壓器 的額定容量的比值，表征了變壓器的實(shí)際利用率。功率因數(shù)表征了變壓器的實(shí)際可用容量， 因?yàn)樵谒嗥髽I(yè)里變壓 器的負(fù)載多為

8、感性負(fù)載， 所以在實(shí)際生產(chǎn)中變壓器總要輸送一定的無(wú) 功功率為感性負(fù)荷建立勵(lì)磁磁場(chǎng)。 一個(gè) 1000kVA 的變壓器如果功率因 數(shù)只有0.80,意味著這臺(tái)變壓器可輸送的有功功率只有 800kW。所以 檢測(cè)變壓器的功率因數(shù)對(duì)檢測(cè)供配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)有著重要意義。3 計(jì)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(jì)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(jì)算出熟料和水泥的單位產(chǎn)品綜合電耗。 方便對(duì)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(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。本標(biāo)

9、準(zhǔn)計(jì)算水泥 （熟料）綜合電耗的思路為：1）首先界定幾個(gè)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(chǎng)區(qū)開(kāi)始, 到原料進(jìn)入 各自原料配料庫(kù)入口 （含庫(kù)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(kù)經(jīng)生料磨粉磨后,到生料入生料均化庫(kù)入口（含庫(kù)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(chǎng)區(qū)開(kāi)始經(jīng)煤磨系 統(tǒng)粉磨到煤粉進(jìn)入煤粉倉(cāng)；熟料燒成系統(tǒng)是指從生料出生料均化庫(kù)（含庫(kù)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(kù) （含庫(kù)頂收塵 設(shè)備 ）；水泥粉磨系統(tǒng)是指從熟料出熟料庫(kù) （含庫(kù)底下料設(shè)備 ）經(jīng)水泥磨 粉磨之后進(jìn)入水泥庫(kù)， 包括處理石膏和混合材的用電量以及包裝發(fā)運(yùn) 電

10、量。2.3 用電設(shè)備測(cè)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(dòng)機(jī)上。 所以，對(duì)用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)測(cè)試主要就是對(duì) 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)測(cè)試， 檢測(cè)電動(dòng)機(jī)是否為經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(dòng)機(jī)上。 所以用電設(shè)備的電能能效測(cè)試主要針對(duì)主要電動(dòng)機(jī)。確定測(cè)試范圍后， 應(yīng)針對(duì)選定的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)測(cè)， 判斷其運(yùn)行狀 態(tài)是否為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。判斷的具體方法可參見(jiàn)GB/T12497三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。其中，較為簡(jiǎn)單的方式是根據(jù)電動(dòng)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(shí)，該電動(dòng)

11、機(jī)為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)， 在 15%35%時(shí)，屬于允許使用范圍，大于 35%時(shí)，屬于不經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(jì)算方法。計(jì)算出原料綜合電 耗。用電量為統(tǒng)計(jì)期或者測(cè)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(kù)的產(chǎn)量為準(zhǔn)； 計(jì)算生料綜合電耗。用電量為統(tǒng)計(jì)期或者測(cè)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(jì)算燃料綜合電耗。用電量為統(tǒng)計(jì)期或者測(cè)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(jì)量為準(zhǔn)。2.4 需要注意的問(wèn)題 水泥生產(chǎn)過(guò)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(yùn)行狀況。僅 熟料綜合電耗，具體公式見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)。用電量以 統(tǒng)計(jì)期或者測(cè)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(guò)-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(wú)法計(jì)量可根據(jù)生料投料量 進(jìn)行推算。4.3“主要電動(dòng)機(jī)”的界定標(biāo)準(zhǔn) 因?yàn)樗嗌a(chǎn)企業(yè)的

13、耗電設(shè)備眾多，在實(shí)際測(cè)試 中應(yīng)該抓住主要矛盾， 即耗電大戶(hù)。為此，采用以下原則界定 “主 要電動(dòng)機(jī)”（見(jiàn)表 2）。水泥綜合電耗，具體公式見(jiàn) 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(chǎng)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(duì)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(duì)單一品種單一標(biāo)號(hào)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(jí)的水泥， 可根據(jù)不同強(qiáng)度等級(jí)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(jì)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(xiàn)上的關(guān)鍵設(shè)備； 2）大容量；3）高負(fù)載率或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)； 4）發(fā)生故障時(shí)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(dòng)機(jī)列表設(shè)備名稱(chēng)石灰石破碎機(jī)主電動(dòng)機(jī)、 石灰石入預(yù)均化堆場(chǎng)皮帶輸送機(jī)、 石灰 石入配料庫(kù)皮帶輸送機(jī)原料入生料磨皮帶輸送機(jī)、生料磨主電動(dòng)機(jī)、生料磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)、 生料磨選粉機(jī)、生料入庫(kù)提升機(jī)煤磨主電動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)、水泥磨主電動(dòng)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(wèn)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(xiàn)由 于工藝設(shè)計(jì)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(gè)確定的比例進(jìn)行分?jǐn)偂?生料制備和燒成系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí) 間不同步， 而窯尾廢氣處理系統(tǒng)和燒成系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)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(jì)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(wèn)題由標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)“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(guò)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(jì)算單位產(chǎn)品綜合電耗時(shí)應(yīng)該計(jì)入相應(yīng)的電量。對(duì)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(mén)到企業(yè)總降 壓站的輸電過(guò)程中產(chǎn)生的線(xiàn)損應(yīng)該按照各工序用電量的比例進(jìn)行分 攤，機(jī)修車(chē)間用電應(yīng)按照企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況把機(jī)修車(chē)間用電分?jǐn)偟礁?工序。4.2 關(guān)于企業(yè)的電能供配電過(guò)程中的線(xiàn)損問(wèn)題線(xiàn)路是一種電能傳 輸設(shè)備，影響電能在線(xiàn)路上的損耗主要有 3個(gè)因素，分別是線(xiàn)路阻抗、 電流大小和線(xiàn)路的功率 因數(shù)。線(xiàn)路的阻抗是所有輸配電線(xiàn)路的固有特性， 主要受線(xiàn)徑和線(xiàn)路長(zhǎng) 度的影響。一般情況下，線(xiàn)路在選型時(shí)線(xiàn)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(shí)線(xiàn)路上的電能損 耗是無(wú)法避免的，也是合理的。對(duì)于固定的線(xiàn)路， 其所帶的負(fù)荷也是固定的， 意味著正常生產(chǎn)時(shí) 電流的波動(dòng)也很小。 所以能夠減少線(xiàn)損的方法是盡可能提高線(xiàn)路的功 率因數(shù)（見(jiàn)表 1）。表1cos 1cos 24.5 電能能效測(cè)試時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題1）在生產(chǎn)中或者測(cè)試中使用的計(jì)量設(shè)備都應(yīng)該經(jīng)過(guò)檢定和校準(zhǔn)，有一定的精度等級(jí)。2