混凝土搅拌电机系统节能与评估

    强雄^1，2，  彭  酉^1，2，  严蓓兰³，  贺文琪^1，2

    (1上海电科电机科技有限公司，上海200063；2上海电机系统节能工程技术研究中l心，上海200063    3上海电器设备检测所，上海200063)

     摘要：以一个混凝土搅拌电机系统为实例，在全面详细测试的基础上，对其系统进行了科学分析，找出节能空间和措施，并对节能效果进行了预计算和评估，对混凝土搅拌电机系统设计和改造具有指导意义。

    关键词：电机系统；搅拌主机；系统节能潜力评估

    中图分类号：TM 30文献标志码：A文章编号：167345540(2010)0647005-04

0 引言

    电动机广泛应用于风机、空压机、制冷机和车床等机械装置及其他各类电气设备中，是量大面广的终端耗能大户。据统计，我国各类电动机用电量约占全国用电量的60％。现我国电机系统主要存在以下两方面的问题：(1)电动机及被拖动设备效率低，比国外先进水平低2％～5％；(2)系统匹配不合理，大马拉小车现象严重，系统效率比国外先进水平低10％～20％。近年来，我国的资源环境问题日益突出，节能减排形势十分严峻，近期国家公布的千家重点需要节能减排的企业中，电机系统为用电量较大的设备，国内很多企业急需对现有电机系统进行节能改造。

    目前我国正处于城市综合功能升级、加快经济建设的重要时期，各类基础、商业设施的建设大大增加了对混凝土的需求量，混凝土搅拌电机系统用电量约占搅拌站用电量的80％。本文在典型工况现场详细测试的基础上，对搅拌电机系统进行了科学全面的分析，找出存在的节能空间，提出可以提高系统运行效率的改造建议，达到降低系统能耗、提高系统运行效率的目的。

1  系统概况

    一套典型的搅拌电机系统包括上料皮带机、螺旋输送机、泵、搅拌主机(通常是2台功率相同的三相异步电动机)等，系统装机容量约为200 kW，搅拌能力为2m3／次(或其他的立方量)，一个这样的系统称之为搅拌台，搅拌站一般由3～44-搅拌台组成，以适应不同立方量的需求，系统主要耗用能源是电力。混凝土搅拌工艺为铲车将堆料场石子和黄沙运送到皮带机，皮带机分别将石子和黄沙输送到角料仓，角料仓由多个小仓位组成，分别存放了石子、黄沙、其他粉尘、水泥等各类预拌混凝土的原材料，布料机按计算机控制分别打开仓门，根据混凝土配方要求将石子、黄沙等原材料逐一放至称量斗称量至标准定额数量，再将其放到搅拌机内，加入适量的水由搅拌主机搅拌混合为成品，最后由搅拌车外运，图1为生产工艺流程图。其中生产的关键设备和工艺是搅拌主机和搅拌过程，搅拌主机约占搅拌电机系统用电量的80％，是系统中的重点耗能设备。

    根据现场了解的情况，搅拌主机平均每天运行16 h，除去每年30天的维修停用，全年运行时间为5 280 h，全年用电量38 5万kwh。搅拌主机参数如表1所示。

2  系统测试

    现场测试时情况复杂多变，测试前应具备搅拌主机的参数、运行记录等有关资料和生产工艺流程图样，测试必须在搅拌主机正常运行工况下进行，测试的时间选择和测算数值的取值应具有代表性。测试时不影响生产、不断电，使用便携式电参数测试仪或电能质量分析仪，配置柔性电流钳，在现场配电柜内空间小、布线紧密的情况下仍可较方便地进行电流测试；同时还需配置一定容量的存储空间和计算机通信接口，以方便长时间连续记录数据和数据分析。测试系统主要由数据记录仪、电压传感器、电流传感器和计算机四部分组成，如图2所示．

    (1)37 kw搅拌主机现场测试数据(搅拌c20型混凝土)如图3、4所示，数据如表2所示。

(2)65 kw搅拌主机现场测试数据(搅拌c20型混凝土)如图5、6所示，数据如表3所示。