水泥余热电站厂用变压器容量选择及经济分析.pdf

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1、中国分类号：TQl72．6+25．9文献标志码：B文章编号：1007一038912017)01—62一02【DOI]10．136970．cnki．32-1449／tu．2017．01．027水泥余热电站厂用变压器容量选择及经济分析康继锋，刘帅，郑晓亚，罗风立(1．中信重工工程技术中心有限责任公司，矿山重型装备国家重点实验室河南洛阳471039)0前言水泥厂余热发电技术的推广应用，在“十二五”期间得到了飞速的发展，为我国节能减排、降低单位GDP能耗作出了巨大的贡献，在“十三五”期间，国家将会给余热发电更

2、多的政策支持，余热发电技术将会在更广阔的领域内得到推广应用。在从事余热电站电气设计的过程中，电气设备的负荷计算和厂用电变压器容量的选择是重要的一环，为以后电气设备的安全稳定运行提供保障。同时，如何使变压器经济节能运行，也显得日益重要。1余热电站负荷计算的方法及容量确定’站用电的负荷计算采用“换算系数法””，较为方便简单。其公式为：sj。=∑KPd(1)式中：量卜换算系数；∑Pd一电动机的计算容量之和，kW。连续运行的电动机取其额定容量作为R；短时经常运行及断续经常运行的电动机Pd=O．5P，卜电动机的

3、额定容量(见铭牌)，kW。照明负荷：凡粕(2)式中：凰—需要系数，0．8～1；PA一安装容量，kW。变压器负荷率：3：sisw(3)其中：卜变压器的实际视在功率；s。一变压器的额定容量；卜变压器的负荷率；换算系数：给水泵、循环水泵、射水泵电动机取K=I．o；其它电动机取缸0．8；按这个换算系数代人公式(1)计算所得负荷要偏大，设计中采用该方法计算时，乘以同时系数K=0．9，较为接近实际值口1。以某水泥厂3200t／d新型干法熟料生产线配套建设6MW余热电站工程为例，余热电站厂用电设备负荷由相关专业提资

4、，负荷全部为低压380V／220v设备，主要包括窑头AQC锅炉、窑尾sP锅炉、汽机房、水工化水负荷、照明负荷等，负荷统计如下：(1)锅炉部分设备负荷统计P，=43．5kW，K=0．8；(2)汽机辅机负荷统计P2=112．5kW，K=I．0；P3=139kW，K=0．8；(3)水工化水负荷统计P4=220kW，K=I．0；Ps=160kW，K=0．8；(4)各部分照明负荷统计P6=47kW，Kx=1．O；总的计算负荷Sj。=∑KP。=0．8x(P，+P3+P，+KxxP。)+1．0×(P2+P4)=0．

5、8×(43．5+139+160+1×47)+1．0×(112．5+220)=644．1kVA；设计中采用该方法计算时，计算所得负荷偏大，乘以同时系数K=o．9，较为接近实际值。最终的计算负荷Sd=K,·Sjs-0．9x644．1=579．69kVA；如果选用630kVA的变压器，负荷率fl=579．69／630=92％，根据规定厂用工作变压器的容量应该留有10％左右的裕度，则变压器负荷率比较高。选用800kVA的变压器，则负荷率fl=579．69／800=72．5％变压器运行负荷率较合理。合理选择变压

6、器容量是变压器经济运行的前提条件。如果容量选择太小，稍微有电负荷增加，将会引起变压器高负荷率或超负荷运行，运行时间长会造成变压器发热甚至烧毁；如果变压器容量选择太大，将出现“大马拉小车”现象，变压器不能充分利用，空载损耗增加。由于该余热电站场地狭小，工程中一般选用节能型干式变压器，同时与油浸式变压器相比，干式变压器具有可靠性高，节能低噪，防火陛能好，免维护，无污染，抗短路能力强，耐热能力强，安装方便等一系列优点。因此，综合以上分析，选用800kVA的干式变压器比较合理。．，、2余热电站厂用电变压器的经

7、济运行2．1变压器损耗及效率的计算p1变压器功率损耗：AP=Po+Pt432(4)变压器的效率：叼=(S—AP)／S=1一A尸胚(5)式中：P0为变压器的空载损耗；PK为变压器的短路损耗；△P为变压器的有功功率损耗；叼为变压器的效率。从以上(4)，(5)式中可以看出，变压器的损耗主要与变压器的空载损耗和短路损耗有关，且变压器的效率最大不超过1。如果想让变压器的效率一62一水淀工疆丝垒墼垫高，则要减少变压器的有功损耗。2．2变压器经济运行分析为了能更好的讨论变压器在不同负荷下的最大运行效率，需要引入变压

8、器的电单耗△PD(变压器通过单位容量时的功率损耗)H。△P。=△P胳=(P0+P秽)／(卢×SN)(6)由上面式(5)、(6)可看出，△PD最小时，变压器的效率最高，此时：肺=(P0／Px)m(7)式中：肪一经济负荷系数，即变压器在经济负荷系数下运行时，效率最高。因考虑到实际工程中变压器的负荷率动态变化，是一个区间值，故一般用变压器的经济运行区间来讨论。以SCBll-800kVA干式变压器为例，其中电压等级为10kV，空载损耗P0=1．33kW，短路损耗