Bilant Electroenergetic Dragomir Valentin

7/28/2019 Bilant Electroenergetic Dragomir Valentin

http://slidepdf.com/reader/full/bilant-electroenergetic-dragomir-valentin 1/6

UNIVERSITATEA “VALAHIA” TÂRGOVIŞTE

FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ

SPECIALIZAREA: ENERGETICĂ INDUSTRIALĂ

ANUL: IV

PROIECT

laOptimizări şi balanţe energetice

Coordonator: Student

Dr. Ing. Nedelcu Otilia Dragomir Valentin

-2013



Model de bilanţ electroenergetic

1. Procesul tehnologic

În moara de ciment se introduce clincher, zgură, cenuşă şi gips cu ajutorul dozatoarelor. Operaţiade măcinare a clincherului şi adaosurilor, pentru obţinerea cimentului, se realizează în morile tubulare rotativeîn trei camere blindate, umplute parţial cu corpuri de măcinare. În camerele 1 şi 2 măcinarea se realizează îngeneral prin lovire, iar în camera finisoare corpurile de măcinat acţionează prin lovire şi în special prin frecare.Producţia morii este de 42 t/h, iar greutatea bilelor de măcinare 109 t. Diametrul morii este de 3 m, iar lungimea de 14 m.

Moara este antrenată, prin intermediul unui reductor de viteză, de un motor electricasincron, cu inele colectoare, prevăzut cu compensator de fază pentru îmbunătăţirea factorului de putere alimentat la tensiunea de 6kV şi având puterea nominală de 1600 kW şi turaţia de 980 rot/min.

2. Ecuaţia de bilanţ şi calculul componentelor acestuia

Bilanţul se face numai pentru energia activă. Energia intrată ( E i ) este cea absorbită din reţeauaelectrică. În acţionările electrice, drept energie utilă ( E u) se consideră energia mecanică dezvoltată la finelelanţului cinematic, aceasta deducându-se ca diferenţa între E i şi suma ∆E a pierderilor.

Principalele pierderi sunt: electrice în linia de alimentare ∆E L

electrice în înfăşurările motorului ∆E înf

electrice în circuitul magnetic al motorului ∆E Fe

mecanice în motor ∆E mec.mot

mecanice în mecanismul antrenat ∆E mec.mecanism

o Ecuaţia de bilanţ (orar) se scrie astfel:

o E i= E u+∑ ∆E= E u+ ∆E L+∆E înf +∆E Fe+∆E mec.motor +∆E mec.mecanism

o Pentru întocmirea bilanţului s-au măsurat următoarele elemente:

energia activă consumată în patru jumătăţi de oră consecutive; E i1= 820 kWh E i2 = 770 kWh E i3 = 710 kWh E i4 = 760 kWh ;

energia activă medie consumată orar: E i = 1510 kWh; energia reactivă medie consumată orar: E ri = 168 kvarh; lungimea cablului de alimentare al motorului: L= 76 m (conform cu schema monofilară reală sau de proiectare); rezistenţa specifică a cablului: R sp=0,1462Ω/km

(de obicei menţionată de către fabricant);

rezistenţa statorului: r 1=0,171Ω;

rezistenţa rotorului: r 2=0,0185Ω;

tensiunea de alimentare: U 1=6kV;

tensiunea între fazele înfăşurării rotorice cu rotorul deschis: U 2=1,7kV;

puterea şi curentul absorbite de motor având circuitul rotoric deschis: P rd =54kW;

I rd =40A;

puterea şi curentul absorbite de motor la mersul în gol al acestuia (decuplat de reductor şi demoară):



P 0 mot =85kW;

I 0 mot =44A;

puterea şi curentul absorbit de motor la mersul în gol al morii (fără material de măcinat, dar cu bile):

P0=1375kW;

I0=130A;

Se vor calcula:

curentul mediu absorbit:

( ) A A

hkV

kWh

U

E E I

riik

med 2,146392.10

316.1519

163

1681510

3

2222

==⋅⋅⋅

+=

⋅⋅

+=

∑τ

factorul de formă al curentului:

∑

∑⋅≈=

ik

ik

m

mp

f E

E n

I

I k

2

unde:

- I mp - valoarea medie pătratică a curentului măsurat la capătul alimentat al liniei, [A]- I m - valoarea medie a curentului măsurat la capătul alimentat al liniei [A]- n numărul de intervale egale la care se face citirea curentului

1780730790840

7807307908404

2222

=++++++

⋅= f k

rezistenţa liniei de alimentare a motorului (6kV) L=76m, S=3*120mm2; R L= R sp*L=0,1462*0.076=1.0111 [Ω]

3. Calculul pierderilor ( h f 1=τ )

322 103 −⋅⋅⋅⋅⋅=∆ f Lmed f L R I k E τ [kWh] 835,641010111,12,14613

322 =⋅⋅⋅⋅⋅=∆ − L E [kWh]

322

inf 103 −⋅⋅⋅⋅⋅=∆ f emed f R I k E τ [kWh] unde:

- f k în cazul motoarelor asincrone cu inele se recomandă să fie egal cu 1,01;

- med I valoarea medie aritmetică a curentului absorbit de motor în intervalul f τ [A];- f τ timpul de funcţionare [h];

- e R rezistenţa echivalentă a motorului [Ω];Pentru motoarele asincrone cu inele colectoare, Re este:

R e = r 1 + r ' 2 [Ω] unde: - r 1 rezistenta statorului [Ω];

- r ' 2 rezistenţa rotorului redusă la stator [Ω];

2

2

2

1,

2 98,0 r U

U r

i

⋅

⋅= ;

- 2r rezistenţa rotorului [Ω];

- 1U tensiunea între fazele statorului [V];

- iU 2 tensiunea între faze la inelele rotorului

(măsurată cu rotorul blocat şi circuitul deschis) [V].



45,251017,1

698,00185,0171,02,14613

3

2

22

inf =⋅⋅

⋅+⋅⋅⋅=∆ − E [kWh]

f r d

ird

P Fe

E τ ⋅

⋅⋅⋅−=∆ −3

101

2

13 [kWh] unde:

- rd P este puterea absorbită de motor când circuitul rotoriceste deschis, măsuratăcu ajutorul wattmetrului [kW];

- d i1 curentul statoric când circuitul rotoric este

deschis, măsurată cu ajutorul ampermetrului, [A]; - 1

r rezistenţa statorului [Ω]; Fe E ∆ =(54-3·402·0,171·10-3)·1=53,179≈53,2 [kWh]

32

0

2

0.103

−⋅⋅⋅⋅⋅−∆−⋅=∆ f mot e f fe f mot mot mec I Rk E P E τ τ [kWh] unde:

- e R = r 1 + r ' 2

5,29101447,1

698,00185,0171,0132,53185

32

2

2

.=⋅⋅⋅

⋅+⋅⋅−−⋅=∆ −

mot mec E [kWh]

32

0

2

inf 0.103

−⋅⋅⋅⋅⋅−∆−∆−⋅=∆f e f fe f mecanismmec

I Rk E E P E τ τ [kWh]

178,12761011307,1

698,00185,0171,0132,5345,2511375

322

2

.=⋅⋅⋅

⋅+⋅⋅−−−⋅=∆ −

mecanismmec E

[kWh] Energia utilă u E :

u E =1510-(64,835+25,45+53,2+29,5+1276,178)=60,837 [kWh]Rezultatele bilanţului sunt centralizate în tabelul următor şi în diagrama Sankey din figura

de mai jos:

Mărimea caracteristică [kWh] [%] Energie intrată, luată din reţea 1510 100

Energie ieşită 64,835 4,291. Energie utilă (pentru măcinare) 64,835 4,292. Pierderi 1445,165 95,75- în cuprul motorului 25,45 1,685- în fierul motorului 53,2 3,523- mecanice în motor 29,5 1,953- mecanice în moară şi reductor 1276,178 84,51- în linia de alimentare 60,837 4,02Total ieşiri 1510 100

Ei=100%=1510kWh

∑E p=95,75%=1445,165kWh

Eu=4,29%=64,835kWh

∑∆E p motor

=7,161%=108,15kWh

∆Einf

=1,685%=25,45kWh

∆EFe

=3,523%=53,2kWh

∆Emec.mot

=1,953%=29,5kWh

∆EL=4,02%=60,837kWh

∆Emec.mecanism

=84,51%=

1276,178kWh



Diagrama Sankey pentru antrenarea morii de ciment

Randamentele energetice ale antrenării sunt: randamentul energetic global,ηg

%29,41001510

135,64100 =⋅=⋅=

i

u

g E

E η

randamentul motorului la sarcina medie (1530kW - 93% din sarcina nominală) se determină

cu relaţia:%75,95100

1510

)5,292,5345,25(1510. =⋅

++−=med mot η

randamentul motorului la puterea nominală (1600kW):

%125,931001600

5,292,531510

160045,251600

. =⋅

++⋅−

=nommot η

4. Măsuri generale de economisire a energiei în cazul acţionărilor electrice

În cazul acţionărilor electrice la care pierderile mecanice în utilajul antrenat sunt mari -cazulantrenării morilor de ciment - se impune încărcarea utilajului cât mai aproape de capacitatea

nominală, orice subîncărcare ducând la creşterea consumului specific; astfel, la moara analizată, oîncărcare sub 25% din capacitatea nominală, implică creşterea cu 29% a consumului specific aferent.

La utilajele cu mase importante în rotaţie - de exemplu cazul morilor de ciment - se impunelimitarea/evitarea pornirilor şi opririlor dese, deoarece până la intrarea în regimul normal defuncţionare apar pierderi suplimentare de energie electrică, prin regimul tranzitoriu al utilajului.

Pentru motoarele asincrone, cu timpi mari de subîncărcare, sub 45% din puterea nominală, se



impune imperativ, analiza tehnico-economică a înlocuirii lor cu motoare de putere mai mică - numaidacă tehnologic este posibil, de exemplu dacă durata de funcţionare totală a motorului este mai marede 1500 h/an.

Dacă încărcarea unui motor asincron este între 45% şi 70 % din puterea nominală, la o durată defuncţionare mai mare de 1500 h/an, trebuie studiată eficienţa economică a înlocuirii cu un motor de

putere mai mică - dacă tehnologic este posibil.

La un motor cu conexiune normală stea, la care se constată funcţionarea, timp îndelungat, la osarcină mai mică decât 33% din cea nominală şi în ipoteza imposibilităţii înlocuirii acestuiacu un motor de putere mai mică, se impune montarea unui comutator stea-triunghi; diversestudii au dovedit eficienţa montării comutatoarelor stea-triunghi numai atunci când acestmotor are în funcţionare permanentă conexiunea triunghi, iar sarcina sa este cuprinsă îndomeniul (33% ÷44%) din cea nominală.

Pentru motoarele electrice, la care durata de mers în gol, între diferite operaţii tehnologice (faze delucru), este mai mare de 20% din întregul timp de funcţionare a motorului, se impune obligativitatearealizării unui studiu al eficienţei tehnice şi economice privind montarea de limitatoare de mers în

gol.

Bilant Electroenergetic Dragomir Valentin

Documents

Transcript of Bilant Electroenergetic Dragomir Valentin