制冷系统综合能效的合理性优化
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完成单位:广西中烟工业有限责任公司柳州卷烟厂
登记编号:ZSCX-D4-J-2-324
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
立项背景
柳州卷烟厂根据国家局及公司相关精神,结合自身优劣势,全面推进精益管理,并以创优对标为推手,通过加强过程控制,优化工艺参数,维护产品质量,降低生产损耗,提升经济效益。系统能效比是企业综合能耗的重要指标,系统能效比偏低反映系统能耗大,应采取措施降低能耗。
根据统计数据:2017 年动力车间制冷系统综合能效比(cop)仅为4.23,而国内先进卷烟企业制冷系统能效比(cop)基本在4.8以上 。数据说明我厂制冷系统综合能效比较差,与国内先进企业水平还有一定差距。为此,我们成立了由管理、技术、维修人员组成的“闪电”六西格玛小组,围绕如何提高制冷系统能效比,开展改善创优活动。
内涵和主要做法
根据数据统计,2018年一季度动力车间制冷系统综合能效比(cop)为4.02,且较2017年制冷系统综合能效比(cop)更低,有逐渐降低趋势。经过本项目小组成员讨论认为,对制冷系统的水泵系统进行改进是有可能改善制冷系统能耗的,因而我们提高制冷系统能效比对满足顾客的需要和降本增效有重要意义。通过对制冷系统控制流程进行分析,找出影响制冷系统效能的重要因素,进而对影响因素进行分析及改善,解决制冷系统能效比较低的实际问题。
改进方法
? 1、确定冷水阀开度,并进行实施,使空调送风更合理和满足实际要求,并增设预报警和报警功能,方便操作。
? 2、通过新增大功率节能装置,优化冷冻泵、冷却泵运行频率,实现节能降耗。
? 3、通过对改进效果的验证,改进取得了显著的效果,制冷机组制冷系统能效比超过了目标值,达到了改进的目的。
原理
制冷系统能效比=制冷机总冷量/制冷系统总耗电量
制冷量=冷冻水流量*4.187*温差*系数;
冷冻水流量:制冷机工作时所需冷水流量,单位换算为升/秒;
温差:制冷机冷冻水进出水之间的温差(℃);
4.187为定量(水的比热容);
制冷机为水冷式制冷机,系数为1.1;
Y=制冷系统能效比=制冷机总冷量/制冷系统总耗电量
=冷冻水流量*4.187*温差*1.1/制冷系统总耗电量
根据以上公式,需要提升制冷系统能效比,就需要提升制冷机总冷量或者降低制冷系统总耗电量。制冷机制冷量=冷冻水流量*4.187*温差*系数,其中水的比热容和制冷机系数皆为常数,冷冻水流量和温差受外部环境影响无法控制,故本次改进主要方向为降低制冷系统总耗电量。
制冷系统总耗电量包含制冷机组耗电量和辅助设备耗电量,辅助设备主要包括冷冻水泵和冷却水泵。本次改进就是要探索如何降低制冷机组耗电量和辅助设备耗电量,进而提升制冷系统能效比。
创新亮点
1、本次改进采用六西格玛分析方法,使用六西格玛各项工具,分析造成制冷系统能效比偏低的各项原因。小组成员集思广益,通过学习行业和社会上类似系统改进的先进经验,团队共同讨论,针对不同的原因,寻找对于企业来说目前最优的方式进行改进。
2、针对可以快速改进的冷凝器清洗装置等设备,小组成员通过利用现有设备和人员,进行快速改进,有效阻止制冷机组冷凝器管路堵塞结垢,提高设备运行效率。
3、本次改进通过实验与程序结合,确定水阀开度,科学有效的控制阀门开度,在保障实际需求情况下,减少阀门动作时间,增加阀门寿命
4、通过借鉴行业先进企业经验,吸收引进大功率节能装置,对冷冻泵、冷却泵的运行频率,根据不同工况随时调节运行频率,实现节能降耗。
后续控制
根据公司质量管理体系对文件的控制要求,项目组将全部改进措施固化到相应的控制文件中,标准化制冷机组的操作指导文件及日常维护要求。项目组通过动力车间能源管理系统对制冷机组运行情况进行监控,系统自动跟踪该区域能效比变化。
为了落实我们的日常管理措施,针对所有确定的控制措施,由项目组负责对各工序岗位人员进行详细的培训,使他们充分掌握制冷机组设备的工艺要求和操作要点,并对培训效果进行跟踪。
利用车间能源管理系统对制冷机组运行状态进行监测和控制,定期记录制冷系统能效比,绘制成曲线,方便跟踪和查阅。
实施应用前后效果(益)情况对比
1、有形效益:
△S=D×△Q×CD为改进前某物料消耗量;△Q为改进后该物料消耗降低率;C为该物料单位采购成本。
效益△S=5830000KW/h(制冷系统全年耗电量)*((4.8-4.23)/4.23)*0.8元(耗电单价)=78.56万元
经改造后,本项目实施后预计每年将节约电费近78.56万元。
2、无形效益:
1、提升管理水平,提高质量控制水平;
2、提高员工质量意识、管理理念的理解和应用等。
推广应用范围
1、厂级范围内,可推广运用到真空泵、空调风机等需要变频器控制输出的系统。
2、社会上可推广运用到烟草、食品等行业的空调系统、温湿度控制系统。