工厂节能降耗措施

工 厂 供 电 结 课 论 文 学院： 专业： 班级： 姓名： 学号： 工厂节能降耗措施 进入新世纪以来，能源已成为世界的焦点之一，它直接关系到经济和民生， 国内的经济的发展和能源的关系变得越来越突出。在生产粗放的时代，能源问 题还不很突出，企业总是把注意力放在扩大生产上，只要产量上去就会有利润。 能源是人类赖以生存和活动的物质基础，在现代化工厂企业，最主要的体现形 式是动力，而电力应用首当其冲。而现在能源和利润的关系变得越来越紧密， 企业的经济决策人应以新的思考理念，完善好能源和利润的关系。 随着企业技术进步和发展工厂的许多电气设备几经换代，技术水平和效率 已有很大提高。如电气开关已一再升级，像 80 年代以前的高压油开关已彻底淘 汰，取之以新型真空开关，空气开关；电力变压器已由各种老型号改型到铜芯 S7 型并向 S9 型过渡；普通交流异步电动机已由 J 系列升级到 Y 系列；直流电 机调速系统经由水银整流器、交直流发电机电动机组，更新为晶闸管直流调 速机组；当今交流变频调速技术，解决了交流电机的无极变速问题，且效率更 高，不一而言。当前我国在行业整顿，优化组合，企业竞存，优胜劣汰中，保 存及新型成长的国有大中型民营企业，技术装备和自动化程度已有相当水平， 初具现代化规模，供电系统电力效能都有较大提高。当然也应看到，许多传统 老工业企业及一些乡镇规模较小、技术较弱的工厂，有许多老旧设备还在运行， 电力设备节电性能较差，节能降耗技术改造任务还很繁重。 说到钢铁企业，就想象到高炉林立，铁水奔流，钢花怒放，轧机轰鸣，以 一个年产百顿以下钢铁产品的中型企业来说，通常就有矿山，原料厂，高炉， 炼钢，轧钢，铸造，及其他配套设施，通常需要约 MVA 以上的电力负荷，每 天就要消耗数十万度的电能。这些厂矿所装备的典型设备和电气系统，如原料 厂的烧结机长距离输送带的运行；炼铁高炉装料卷扬机的电力拖动，热风炉的 大型鼓风机电动机启动；炼钢厂的转炉的顶吹氧，倾炉装置、风机的转动和调 速；轧钢机的大型初扎高压同步或绕线异步电机、直流调速连轧机的控制；铸 造熔炼电路的供电，以及相应的通用附属设备如工业锅炉、大型水泵、空压机 和遍布的轨梁起重机，等等。 在目前情况下，企业的节能降耗包括节电，潜力的挖掘的技术问题，如何解 决，我有几点，论述如下。 首先是影响设备电耗的技术因素。电气设备是为生产工艺服务的，工艺是 否先进合理，自身能耗，自不待言，这里主要分析电气设备本身的能耗原理。 电力作为电能由其它能源转换产生，作用于电气设备以电压电流的表现形式做 功，其单位消耗的电功率为 PnW/TkWh,并以转化为机械能，光能，化学能 的形态，产生机械动力、光照、点解或充电等。然而电器设备在对负载进行有 效做功pf的同时，也有一部分无效做功损耗，二者之和才是总的有功功率pn， 这就是电器设备的效率,这是其一.另外,由于大多数电气设备为感性负载,如电动 机线圈除电阻外还含有电感,从电工学的原理,将产生电压电流的不同相,从相关 电压、电流或功率功率矢量三角形看起来，实际有功功率 pn 要小于装置总的功 率，叫作视在功率 ps，还有一部分为无功功率 PL电感上的功率 ，因此，有一 个称为功率因数 Pf 的重要电器参数，专门表征这一电能的数量关系， PfPn/Ps。容性负载情况类似，但常常用来补偿感性无功功率。此外，广义上 的功率因数 PF 还包括波形畸变造成的附加电能，后面还要谈到。可以看出， 要想减小无谓的电能损耗，应从几方面入手，一是提高电器设备的效率，二是 提高电气系统的功率因数，进而消除无功电流，同时要合理供电，减小线路损 耗。以下拟结合目前企业主要电气装备情况，分类表述。 电力配电变压器是换能效能较高的设备，尽管如此，由于存在空载损耗、负 载损耗和热损耗，在厂矿用量很大，且不少老旧产品，使用不尽合理，因而节 电挖掘空间很大。如能以 S9 及以上系列产品更替旧产品，节电回收年限为 2 3 年，特别是 SC11 型卷铁芯变压器， D10 型单相配电变压器，非晶合金配电变 压器等，空载损耗下降非常可观，有可能成为今后发展方向。 供电线路线损是电力损耗的重要原因，低压线路尤甚。治理工作要重视日 常供电管理，包括减少无效运行、长明灯、提高功率因数，知微而见著，同时 要着重改善电网结构。在改进电网结构，构建安全经济优质电网方面，应走出 一个长期的习惯误区，即以最大负载选取变压器，按安全电力选取导线截面和 条数，而忽略了经济运行，按照最新电网结构优化理论研究结果，与常规电网 结构相比，选取变压器容量要加大，台数要增加，线路截面要加大，条数增多， 并治理电网低功率因数和谐波，这样，电网的容量比显著增大，条数增多,负载 调整功能增强，促使电网运行中供电设备过载减少从而减少线路电压损耗，提 高供电质量和安全可靠性。 电动机作为方便高效的传动机械，是电力能源的重要的应用，通常人们把 直流电机、交流异步电动机和交流同步电动机作为电机的三大机种，如在冶金 大型轧钢机电力拖动、交通电力机车中直流机组等，此外还有大大小小各种类 型用途电动机，但以往在各行业应用中，三相交流异步电动机和直流电动机最 为普遍。电动机及其控制技术发展很快，如直流电机调速系统，目前已采用模 块化整流器件及数字式调速产品；随着微电脑和电力电子技术的发展，变频调 速真正解决了交流电机的调速问题并得到了广泛应用，永磁伺服电机、开关磁 阻电机等新型机电一体化控制技术和设备涌现并迅速成熟，这些技术，很多都 与节电有关，使电机的效能特性有了很大提高。那么，今后电动机及控制技术 还有什么发展，是否还有节电空间？结论是肯定的，社会发展和技术进步总是 向前的，为了提高电动机的控制特性和节能水平，技术界一直孜孜不倦不遗余 力地研究改进产品。就拿变频器来说，虽然低压交直交通用变频器已广泛 使用，尤其在水泵风机类负载得到普及，取得显著节电效果，而大容量高压变 频器的试制推广方始热行，国产高压变频器产品已趋成熟，占有了市场一席之 地。为了改进普通型变频器的含 5 次以上谐波的非标准正缺陷，一方面，推出 以三电平多电平为代表的各种完美正弦波方案，改进一般带滤波桥式整流器波 形畸变的电路，一方面对需要场合采用交交矢量变频控制，这种矩阵式电力 变换器MC，是一种绿色环保型变频器新概念，波形好，效率功率因数高，可 四象限运行，是一种极有发展前途的新技术。不少专题论著中还建议我国供电 电压标准在交流 380V 与 6000V 之间，增加若干电压标准，以适应现有电力电 子器件参数，便于推广变频器、软启动开关等新型节电产品的应用。 动力系统主要是指工厂所有加工设备的电机部分，针对电机的节能改造我 们可以通过以下几个方面实现： 变频控制系统，变频器的节电率一般可达到 23%40%，同时可延长电机 寿命 24 倍以上。油泵是注塑机工作的动力来源，通过变频器对油泵流量进行 控制而实现有效的节能，这是变频器的一种应用。注塑机在生产运行时，其液 压系统在各个工序阶段要求的压力、流量是不同的，但是油泵电机始终定速运 行，其输出流量始终不变，大量能量以压力差的形式浪费在阀门上。采用变频 调速控制技术后，节能器可根据注塑机当前的实际工作状态，控制油泵电机的 转速来调节油泵的输出流量，使油泵实际供油量与注塑机实际负载流量在工作 阶段能保持一致，保证电机在整个变化的负荷范围内的能量消耗达到所需的最 小程度，通过变频消除了溢流现象，并确保电机平稳、精确地运行。采用变频 技术改造后，节能效果十分显著，一般可达 25%60%。 更换节能技术电机，比如伺服电机。可以广泛地用于各种液压控制系统， 如注塑机，液压成型机，机床液压给进、工程液压系统、大型液压转台等。伺 服电液系统是现代液压控制系统的更新换代产品，它具有节能、高效、精确等 主要优点，在许多应用场合比传统的电液系统节能超过 50%，提高工效 20%以 上，产品的精度水平可以提高一个数量级。 目前，国内的中央空调系统，由于没有先进的技术手段支持，基本上都采 用传统的定流量控制方式，即空调冷冻水流量、冷却水流量和冷却风风量都是 恒定的。也就是说，只要起动空调主机，冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、 末端风机都在 50Hz 工频状态下运行。 无论末端负荷大小如何变化，空调系统 均在设计的额定状态下运行，系统能耗始终处于设计的最大值。实际上由于受 多种因素不断变化的影响，中央空调系统的负荷是一个始终变化着的量。这些 因素有：季节交替（春、夏、秋、冬的替换）；气候变化（阴、晴、雨、雪的 变化）；昼夜轮回（白昼与黑夜温度的差别）；使用变化（上班、下班交替）； 人流量增减（人流量的变化）等。 设备的低功率因数和谐波，会造成设备的自身和电网相当大的附加无功电 流，增加电网输变电以至发电设备的负担，影响设备运行及命运。功率因数低 主要因感性负载产生，基本方法采用无源校正，并联电容补偿，或同步机调节。 在电容无功补偿使用中，根据经验，应注意不宜采用功率因数控制器型控制器， 而应优先采用无功功率型、无功电流型控制器，以免切投震荡。如要同时兼顾 谐波治理，则可采取无源校正的另一方式，接入 LC 滤波器，如针对变频器产 生的奇次谐波，专门设计了各种滤波器，或采用有源滤波器动态补偿。无源滤 波的优点是简单、成本低、故障少，但体积重量较大，只适于静态和较单一谐 波的补偿，且不易快速动态补偿，而有源功率因数校正APFC可在网络和负载 变化时，全面快速动态进行补偿，节电及保证电网质量。 自然风利用(同类对比，降低能耗 1520%) 在换季情况下表现明显， 由于室外温湿度与室内的需求基本相等， 送纯新风进入室内等 同与空调的开 启；利用自然风可以减少主机开启时间,从而达到节能; c.管路运送系统节能方案 1.水泵变频改造 (同类对比，降低能耗 3050%) 由于受到室外温湿度的影响， 水管供回水温差也会产生变化， 而水泵运行一直何持在 50HZ，从造成冷/ 热 水交换效率下降， 用智能变频调速控制系统，使其能根据室外天气的 变化， 自动完成冷水流量的跟踪控制，使循环水流量恰倒好处地与制冷量相匹配，并 实现空 调末端自动恒温控制，从而达到节能的目的。 2.阀门调节开度; (同类 对比，降低能耗 510%) 阀门和过滤器是空调水管路系统中主要的阻力部件。 在空调系统的运行管理过程中， 要 定期清洗过滤器，如果过滤器被沉淀物堵 塞，空调循环水流经过滤器的阻力会增加数倍。 阀门是调节管路阻力特性的主 要部件， 不同支路阻力不平衡时主要靠调节阀门开度来使 各支路阻力平衡， 以保证各个支路的水流量满足需要。 由于阀门的阻力会增加水泵的扬程和 电 耗，所以应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。 3.换高效水泵(同类对比，降 低能耗 1520%) 水泵效率是指由原动机传到泵轴上的功率被流体利用的程度。 水泵的效率随水泵工作状 态点的不同从 0最大效率（一般 80左右）变 化。在输送流体的要求相同，如果水泵的效 率较低，那么就需要较大的输入功 率，水泵的能耗就会较大。因此，空调系统设计时要选择