製藥企業(ye) 的用電負荷主要包括生產(chan) 型和非生產(chan) 型2種,其中,非生產(chan) 型主要指生活區和辦公區用電所產(chan) 生的負荷,與(yu) 生產(chan) 型用電負荷相比,非生產(chan) 型用電負荷的功率因數長期趨於(yu) 穩定。生產(chan) 型不僅(jin) 包括照明設備、發酵設備產(chan) 生的用電負荷,還包括空調設備以及灌裝設備產(chan) 生的用電負荷(-)。由於(yu) 上述設備的額定功率存在較大差異,使用頻次也不盡相同,加之淡旺季用電量差異較大,導致功率因數較低,進而導致電能的利用率降低,對用電質量產(chan) 生不利影響。
功率因數包括有功功率、無功功率及視在功率,采用cosφ表示。在交流電流中,功率因數可以用有功功率和視在功率的比值表示,公式為(wei) cosφ=P/S,其中,φ表示功率因數角。促進功率因數的根本目的在於(yu) 提升有用功的占比,減少無用功過的消耗,提升電能質量,節約企業(ye) 成本。
製藥企業(ye) 的生活區、辦公區和生產(chan) 區,存放著分裝機、灌裝機、空調係統、照明係統以及凍幹機等,為(wei) 保障上述設備正常運行,還存放著電機係統,這導致電力係統大多為(wei) 感性負載(見圖1)。為(wei) 促進上述設備功率因數的提升,實現對無用功的補償(chang) ,常用的方法就是將電容器並聯到原有電路中。
通常情況下,為(wei) 確保供電的穩定性,製藥企業(ye) 大多具有獨立的變電所,或者配置有單獨的配電室。盡管這樣做能夠提供相對平穩的電流電壓,但由於(yu) 用電負荷是實時變化的,低壓也會(hui) 隨之而變化。為(wei) 滿足生產(chan) 需要,當一個(ge) 回路的用電負荷需要一定的有功功率,與(yu) 此同時也會(hui) 輸送一定的無功功率。若無功功率在總功率中的占比越大,則輸送至負荷端的電壓越低,用電線路會(hui) 麵臨(lin) 較大的電壓損失。因此,製藥企業(ye) 提升功率因數具有重要的意義(yi) 。
促進功率因數提升,能夠在一定程度上減少電壓的損失,確保電壓能夠滿足設備正常運行的需求。一旦電壓出現不穩和過低的現象,會(hui) 對設備生產(chan) 的產(chan) 品精度產(chan) 生不良影響,嚴(yan) 重的會(hui) 導致設備使用壽命縮短,甚至引發設備燒毀。
提升功率因數,能夠降低變電設計總容量,節省製藥企業(ye) 在變壓器上的資金投入,同時也會(hui) 導致配套電器設備的容量降低,減少設備的維修和保養(yang) 費用以及電能損耗。
為(wei) 促進電能質量提升,國家鼓勵企業(ye) 提升電力係統功率因數,標準基數為(wei) 0.9。若功率因數處於(yu) 0.9~0.95區間段,采取不獎不罰的措施;若功率因數在0.95之上,則依據相應的比例,予以降低相應電費的獎勵;當功率因數在0.9之下,則需要依據不同檔次,施以增收電費的處罰。調查顯示,部分企業(ye) 在淡季會(hui) 進行停產(chan) 維修,罰款電費較高。因此,提升功率因數,是一勞永逸的事情,能夠降低淡季的罰款,節約電費開支。
通過提升製藥企業(ye) 功率因數,能夠在一定程度上避免電能損失,節約製藥企業(ye) 在購買(mai) 設備和線路方麵耗費的成本,促進電能利用率提升。
製藥企業(ye) 管理者應明確功率因數提升不僅(jin) 能夠提升企業(ye) 的經濟效益,還有助於(yu) 提升社會(hui) 效益。在此基礎上,企業(ye) 要加的方法。以下是2種常見的提高功率因數的方法提升設備自然功率因數綜合運用各種方法,提升變壓器的負載率,改善設備運行狀況,促進負荷功率因數提升。
在變壓器型號選擇上,應結合企業(ye) 的總負荷,對變壓器容量進行合理選擇。通常企業(ye) 會(hui) 選擇一台主變壓器,一台輔變壓器,將實際運行負債(zhai) 率設定為(wei) 80%較為(wei) 合理。若製藥企業(ye) 用電需求量恒定,提升功率因數,能夠降低變壓器總容量,原因是變壓器輸出有功功率時,有功功率與(yu) 變壓器功率因數屬於(yu) 正相關(guan) 關(guan) 係,因此,提升功率因數也可作為(wei) 減少變壓器容量的一種途徑。變壓器負載率降低,功率因數也會(hui) 隨之降低,因此,製藥企業(ye) 應對變壓器運行方式進行合理調整,防止變壓器出現長時間低載運行的情況。
異步電機和伺服電機是大部分製藥企業(ye) 選擇的主要動力負荷類型,即便這樣的電機處於(yu) 空載狀態,都會(hui) 產(chan) 生無功功率。因此,要從(cong) 根本上促進電機功率因數提升,就要避免出現空載運行狀態,大限度地提升電機的負載率,盡量使電機處於(yu) 滿載狀態下運行。
定子和轉子決(jue) 定異步電機的結構,電機消耗的無功功率隨著定子和轉子氣隙變大而變大。因此,在日常工作中,應注重異步電機的保養(yang) 工作。
人工補償(chang) 又稱無功補償(chang) ,是指借助於(yu) 將集成電容器並聯進感性負載,就地補償(chang) 電機設備的無功功率,實現對無功功率的補償(chang) ,提升功率因數。這種補償(chang) 方法又可劃分為(wei) 以下3種類型。
在製藥企業(ye) 變電所的6kV/10kV母線上安裝電容器,實現對電源側(ce) 無功功率的補償(chang) ,通過這種方式,能夠實現對設備的集中管理,但這種方法無法補償(chang) 到負荷側(ce) 的無功功率,存在局限性。
在車間配電室的分路出線上並聯變容器組,結合局部回路的負荷變動情況,選擇運行或者斷開變容器。調查顯示,大部分製藥企業(ye) 選用的是這種補償(chang) 方法,不僅(jin) 補償(chang) 效果好,且能夠使電容器得到充分利用。
結合用電設備無功功率的需求量,將相應數量的電容器組連接設備,這種補償(chang) 方式適合低壓條件下容量大的設備,具有良好的補償(chang) 效果,但由於(yu) 利用率低,采用這種補償(chang) 方法的並不多。
製定並持續優(you) 化無功補償(chang) 設備的方法是促進製藥企業(ye) 設備運行維護管理水平提升的重要途徑。為(wei) 了提升維護效果,製藥企業(ye) 應以相應的規章製度作為(wei) 約束,科學設定考核方法,形成設備維護效果的保障。①製藥企業(ye) 在管理變電所的過程中,應重視編製正式的操作規程,製定應急方案,重視對工作人員的考核。②變電所值班人員應隨時查看無功補償(chang) 設備運行情況,一旦發現異常,及時予以處理,並定期檢查,防止出現安全隱患。同時要記錄好故障發生時間、原因以及故障類型,為(wei) 製定解決(jue) 方案提供參考。③完善員工考核製度,定期舉(ju) 辦針對功率因數相關(guan) 知識的培訓,積極落實培訓工作的執行情況。
AcrelEMS-BP能效管理係統,集電力監控、能源管理、設備運維於(yu) 一體(ti) 。平台采用自動化、信息化技術和集中管理模式,對企業(ye) 的生產(chan) 、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理,監測企業(ye) 電、水、氣、冷熱量及壓縮空氣等各類能源的消耗情況,通過數據分析、挖掘和趨勢分析,幫助企業(ye) 針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產(chan) 品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chan) 線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統計、同環比分析、能源成本分析、碳排分析,為(wei) 企業(ye) 加強能源管理,提高能源利用效率、挖掘節能潛力、節能評估提供基礎數據和支持。
安科瑞生物製藥能效管理係統是一個(ge) 深度集成的自動化平台,它集成35KV/10KV 的10KV/O.4KV電力監控係統、智能馬達監控係統、能耗管理係統、電氣火災監控係統、防火門監控係統、消防設備電源係統、消防應急照明和疏散指示係統,充電樁管理係統。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據,通過一個(ge) 平台即可對製藥廠區全局的用電和用電安全進行集中監控、統一管理、統一調度,同時滿足用戶用電可靠、安全、穩定、有序的要求。
(1)電力監控主要針對10/0.4kV地麵或地下變電所,對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀(yi) 表進行保護和監控,對0.4kV出線配置多功能計量儀(yi) 表,用於(yu) 測控出線回路電氣參數和用能情況,可實時監控高低壓供配電係統開關(guan) 櫃、變壓器微機保護測控裝置、發電機控製櫃、ATS/STS、UPS,包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄
建立的能耗監測管理係統,對生物製藥各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監控。以便生物製藥用戶能夠實時的監測各個(ge) 點位的運作情況,同時能更快速的掌握點位的報警,並為(wei) 生物製藥削峰填穀、調整負載等技改措施提供數據支撐。
馬達監控實現對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能,實現對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監測和報警。在需要的情況下可以設置聯動控製。
智慧消防雲(yun) 平台基於(yu) 物聯網、大數據、雲(yun) 計算等現代信息技術,將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡,並對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位,實時動態采集消防信息,通過雲(yun) 平台進行數據分析、挖掘和趨勢分析,幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。實現了無人化值守智慧消防,實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“係統化"需求。從(cong) 火災預防,到火情報警,再到控製聯動,在統一的係統大平台內(nei) 運行,用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平台直觀地看到每一棟建築物中各類消防設備和傳(chuan) 感器的運行狀況,並能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下,在幾秒時間內(nei) ,相關(guan) 報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段,就迅速能夠迅速通知到達相關(guan) 人員。
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在探討功率因數提升對製藥企業(ye) 的意義(yi) 的基礎上,總結了常用的提升功率因數的方法。企業(ye) 在實踐應用中往往會(hui) 建立在對自身情況進行科學分析的基礎上,綜合考慮設備、技術和經濟投入等因素的影響,合理選擇無功補償(chang) 方式,確保補償(chang) 效果好。