（1秦皇岛玻璃工业研究设计院有限公司 河北秦皇岛 066000；
2哈电集团（秦皇岛）重型装备有限公司 河北秦皇岛 066000；
3秦皇岛玻璃工业研究设计院有限公司 河北秦皇岛 066000）
摘要：随着我国平板玻璃产能的快速增长及产业结构的加速调整，电气自动化在玻璃行业的发展中发挥着越来越重要的作用。电气自动化在玻璃行业的应用轨迹与工艺路线、设备制造、生产流程和组织方式密切相关，它对生产优质玻璃，节能减排，降低玻璃成本，提高企业竞争力等具有重要而长远的意义。基于此，本文主要对电气自动化在平板玻璃工厂节能中的应用进行分析探讨。
关键词：电气自动化；平板玻璃；工厂节能；应用
前言
平板玻璃工业是耗能较高的行业，节能减排是平板玻璃生产的重要内容，节能减排工作对平板玻璃工厂具有显著的经济效益和社会效益。作者通过在秦皇岛玻璃工业研究设计院的工作，针对电气自动化专业在平板玻璃工厂节能中的应用谈几点认识，不足之处还请各位指导。
1、智能自动控制节能技术
平板玻璃生产线的三大热工设备（玻璃窑炉、锡槽、退火窑）为平板玻璃工厂最大能耗设施，能耗占玻璃工厂总能耗96%以上。智能自动控制节能技术在三大热工设备中的应用，对减少生产中的燃料和电能消耗，降低玻璃生产成本，提高玻璃质量，提升企业的经济效益，都具有十分重要的意义。
（1）玻璃窑炉智能自动控制节能技术
通过对窑炉各部位温度和窑压等参数进行自动监控，并根据监控结果对燃料及助燃风进行智能自动优化控制，从而减少燃料消耗，提高玻璃质量，延长窑炉使用寿命。
（2）锡槽系统和退火窑系统智能自动控制节能技术
通过对锡槽、退火窑各部位玻璃板的温度、压力、流量和速度等参数进行自动监控，根据监控结果采用智能电加热系统和模糊温度控制，以此节约电能，提高玻璃质量。
2、智能变频节能技术的应用
空压机和玻璃熔窑及锡槽用冷却风机为平板玻璃工厂主要耗电设施，而通过智能变频节能技术则可以有效地减少电耗。
（1）空压机
目前平板玻璃工厂直接采用变频调速控制的空压机较少，对平板玻璃工厂空压机进行智能变频节能技术改造是经济有效的节能措施。通过对空压机进行智能变频改造，能够使供气压力稳定，通过压力调节装置，可使空压机保持在设定的压力值下工作，压力稳定可靠性高，而且压力可以任意设定，无级可调。电机实现软起软停，压缩机的使用寿命及检修周期都将得到延长，电耗大大降低。
平板玻璃工厂空压机的电机功率一般较大，空载起动和加载时会有较大的冲击电流，对设备机械冲击较大，不光引起电源电压波动，也会使压缩气源产生较大的波动；同时还会加速设备的磨损，降低设备的使用年限。由于一般空压机的拖动电机本身不能调速，因此就不能直接使用压力或流量的变动来实现降速调节输出功率的匹配，电机不允许频繁启动，导致在用气量少的时候电机仍然要接近额定功率运行，电能浪费巨大。
对空压机进行变频改造，能够使电机实现软起软停，减小起动冲击，延长设备使用年限；同时由于电机运行频率可调，实现了空压机根据用气量的大小自动调节电机转速，减少了电机频繁的加载，从而较大幅度地减小电动机的运行功率，使得供气系统气压维持恒定，实现节能的目的。
（2）玻璃熔窑及锡槽用冷却风机
平板玻璃工厂玻璃熔窑及锡槽所用的冷却风机是玻璃工厂耗电大户，使用智能变频控制技术的冷却风机是比较有效的节能措施。从流体力学原理得知，风机风量与转速及电机功率相关。当风量减少风机转速下降时，其电动机输入功率迅速降低。例如风量下降到80%时，转速也下降到80%，其轴功率则下降到额定功率的51%；若风量下降到50%时，轴功率将下降到不足额定功率的20%。采用变频调速，改变风机电动机的输入频率从而改变风机电动机的转速，达到调节空气流量的目的。既满足生产工艺调整的要求，又节省电能，是一举多得的最佳措施。
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3、低温余热发电技术
玻璃窑炉耗能占平板玻璃工厂总能耗的83%以上，大量余热随熔窑废气排出。利用玻璃生产过程中产生的熔窑废气余热进行发电和综合利用，并将电力回用于玻璃生产，既回收玻璃生产过程中产生的大量余热，又减少了平板玻璃厂外购的电能，减少对环境的污染，给企业带来巨大的经济效益，并产生良好的社会效益。
以2座700t/d焦炉煤气玻璃窑炉为例，熔窑排出烟气量约为180000~220000Nm；排出烟气温3度在450~520℃之间；可以建设1座装机容量为7.5MW余热发电站。该余热发电系统主机包括2台余热换热器和1台凝汽式汽轮发电机组，站内主接线采用10kV单母线接线方式，发电容量除自用电部分外由电站10kV母线经单回电缆线路与厂区总降压变电站10kV某段母线连接，再经厂区固有送电线路送至各车间变电所及高压用电设备。
4、优化供配电系统及照明方式
（1）车间变电所布置在负荷中心
车间变电所是接受、变换和分配电能的重要环节，在平板玻璃工厂供配电系统中占据重要的地位。合理选择车间变电所的位置，使车间变电所尽量布置在负荷中心，缩短低压配电线路的距离，减少电压损失、线路损耗和有色金属消耗量，保证电能质量。
（2）选择合理电压等级
平板玻璃工厂应根据用电设备的分布、负荷容量、供电距离和周围环境等因素，合理选择设备供电电压等级。通常所用电压等级越高，线路损耗越少。建议大功率设备尽量采用较高供电电压等级，如制氢机组和制氮空压机等设备。
（3）提高功率因数和改善电压质量
提高功率因数对于平板玻璃工厂是十分有益的，不但可以减少线路电能损失，有效增加有功输送能力，而且还能够减少变压器的损耗。提高设备的自然功率因数，可以从两方面入手。第一，提高变压器的功率因数。当变压器负荷率较小时，其功率因数便会显著下降。所以，通常应保证变压器负荷率在80%左右为佳。第二，正确选用电动机。在平板玻璃工厂中，超过50%的电量都是供给了电动机。电动机数量往往是各项设备中最多的，所占比重最大的。所以选择合适的电动机，使之高效运行，对提高功率因数影响很大。
（4）采用无功补偿装置
无功补偿装置的主要作用是提高负载和系统的功率因数，减少设备的功率损耗，稳定电压，提高供电质量。单从用电设备入手提高设备的自然功率因数往往会难以达到供电部门的要求（一般会要求用户月平均功率因数达到0.9以上），所以平板玻璃工厂还需装设必要的无功补偿设备，来将功率因数进一步提高。
平板玻璃工厂一般采用并联电力电容器来作为无功补偿装置。主要的补偿方式有就地补偿和集中补偿；就地补偿适用于功率较大用电设备，补偿装置安装在用电设备附近；集中补偿采用电容器组集中安装在变配电所的低压侧或高压侧进行补偿。就效果来说，就地补偿效果较好，不但可以降低供配电线路的功率损耗，还能降低供配电线路的导线截面积。不过由于其往往投入多，维护管理方面也存在不足，所以目前集中补偿在平板玻璃工厂中仍然是主要的补偿方式。
（5）降低高次谐波对供配电系统的影响
在供配电线路中，高次谐波的存在会使三相电压和电流畸变，会为供配电网络带来一系列的危害。比如不平衡的三相电流会影响变压器、电动机安全运行，引起供配电网络电能损耗加大，同时还会对于计算机的正常工作、通信系统的运行造成一定的干扰，缩短设备寿命。目前较为有效抑制高次谐波的手段，是在产生谐波含量较大的负荷点装设电力滤波器，来抑制谐波电流流入电网而造成危害。电力滤波器的另一个作用是提供部分以至全部容量的无功补偿以改善负荷的功率因数。一般情况下，平板玻璃工厂装设的电力滤波装置能够保证电网电压谐波含量不超过规定的限值，从而也在一定程度上实现了节电的效果。
结语
电气自动化专业在平板玻璃工厂节能减排方面具有重要作用，平板玻璃工厂实施节能改进，不仅可以降低能耗成本，而且有助于缓解政府能源供应和建设压力，对减少废气污染保护环境也有重大的现实意义。
参考文献：
[1]安徽某厂石英尾砂试验研究，蚌埠玻璃工业设计研究院华海公司内部资料，2003，2.
[2]安徽某厂尾砂分析报告，蚌埠玻璃工业设计研究院华海公司内部资料，2001.
论文作者:邱银瑞1,李楠2,智珮蒂3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/3/26
标签：平板玻璃论文; 玻璃论文; 工厂论文; 功率因数论文; 设备论文; 秦皇岛论文; 电能论文; 《电力设备》2018年第30期论文;