綠能政策帶動製造業轉型,當中的水泥業為高耗能產業,節能減碳的腳步更是刻不容緩,必須嚴實把控每個節能環節。
根據經濟部能源局報告,風機馬達的耗電量達全國用電量10%,馬達節能自然也成為水泥業的項目重點之一。台達作為能源管理專家,曾實際對水泥廠進行節電改造,年省百萬之譜,投報年限短,其中的關鍵在於台達加裝中壓變頻器於該廠的冷卻引風機馬達上,使馬達由定速運行,轉為變速運行,節能效率達51%。
掌握風機馬達運轉轉速方式,平均節省40%馬達用電
風機的耗電原因,除了風機本身的設計問題外,其運行調節方式也是一大重點。傳統風機一般是透過擋板調整風量與壓力,即便風量變小,此時的風機馬達仍然維持全速且定速運行,容易造成電力浪費;即便選用交流繞線式馬達搭配水電阻降速,也僅能做到2-3段的調速,靈活度有限。而中壓變頻器搭配風機馬達能做到無段調速,並按作業環境情況做到精準調速,進而達到高效節能的目的。
經濟部能源局的報告中更直接建議,加裝變頻器對風機的馬達調速,進而進行風量調節,可有效節省電力,還能減緩因電流啟動對電網、電機造成的衝擊,延長設備使用年限。(相關文章:工廠節能:善用中壓變頻器,平均節省40%馬達用電)
水泥製程8大節能機會點
水泥生產流程中需要用到許多大功率的風機,產線會根據產能以及運轉情況的需求,控制風機管道內的風量或壓力,目前的控制方式多以馬達定速運行,搭配擋風板控制風量,因此耗電量大,很適合加裝中壓變頻器進行節能改造。一般水泥廠生產流程中,常見的大功率風機如下圖所示:
水泥廠節能成功案例
節能案例一: 宜蘭水泥廠 /冷卻引風機/ 260kW , 3.3kV
本案例原使用擋板開度來調整風量,進而控制管道內壓力,實際使用中壓變頻器前,每日用電度數為5,681度電;使用中壓變頻器後,每日用電度數降為2,734度電,節能率高達51.9%,換算2020年工業平均電價,改造一台引風機,一年就省下260萬。
節能案例二:宜蘭水泥廠 / 冷卻引風機 / 600kW , 3.3kV
本案例的冷卻引風機本身為交流繞線式馬達,除了利用擋板開度來達到調整調整風量以外,也透過水電阻調降馬達轉速,但因為水電阻降速幅度有限,馬達轉速僅下降3%(冷卻引風機馬達額定轉速原為588rpm,降速後為574rpm),評估後認為加裝中壓變頻器還有節能空間。
進行中壓變頻器改造後,每日用電度數由原來的12,890度電降至10,759度電,節能率為17.9%,換算2020年的工業平均電價,年約節省190萬。
結語
台達中壓變頻器的投入應用,不管從性能、品質、技術服務還是現場製程、節能效果,都贏得用戶的一致認可及信賴,更有效提高能源利用效率,在水泥廠為客戶有效降低運行時的功耗,達到顯著的節能效果。
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