节能基础知识专题讲座课件

1、节能技术知识讲座前 言节能降耗工作是实现企业持续发展的一项长远战略方针。节能分为广义节能和狭义节能。狭义节能是指节约煤、油、电、气等能源；广义节能是指除狭义节能内容之外，还包括原材料、人力、资金、提高作业效率等各个方面。狭义包含了从能源资源的开发、输送分配、转换为二次能源，直接到用户消费的各个环节，又可分为直接节能和间接节能两种方式。直接节能是指通过加强能源的科学管理和推动技术进步，在满足生产和生活同等需要的条件下，直接减少的能源消耗量。技术进步是直接节能的主要动力，采用先进合理的节能工艺、技术、设备、材料，直接减少电力能源消耗量，降低单位产品的能耗。间接节能是相对直接节能而言的，具体反映在除

2、直接节能原因外的单位产值能耗的降低上。如调整经济结构，合理组织生产，节约原材料和其他消耗品，提高资源综合利用率等。能耗是指规定的体系在一段时间内实际所消耗的能源数量，亦称能源消耗量，简称能耗。能耗可以分为实物能耗和综合能耗。实物能耗是指规定的耗能体系在一段时间内实际消耗的各种能源实物量。综合能耗是指规定的耗能体系在一段时间内实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算为一次能源的总和。能耗概念综合能源消耗量的计算能源名称计量单位折算吨标准煤系数备注原煤t0.7143原油t1.4286天然气104m313.3电104KWh4.04能源转换时用1.229汽油t1.4714煤油t1.471

3、4柴油t1.4571液化气t1.7143单位能源消耗量统计石油企业的单耗指标分为单位产品产量能耗、单位工作量能耗和单位价值量能耗。原油（气）生产综合单耗是企业生产综合能耗与油气产量的比值。其中油气产量是原油产量与天然气折油量之和。1000m3天然气折1t原油。原油（气）液量生产综合单耗是企业生产综合能耗折标煤与产液量的比值。其中产液量是油气产量与产水量之和。采原油（气）液量生产综合单耗是企业的采油（气）生产综合能耗折标煤与产液量的比值。单位价值量能耗单位价值量能耗包括万元增加值综合能耗、万元工业产值生产能耗。增加值是企业在生产经营过程中新增加的价值，等于总产出的价值扣除中间投入价值后的余额。工

4、业产值计算采用的价格有不变价格和现行价格两种，不变价格又称“固定价格”，采用的是同一时期的工业产品出厂价格，目前采用的是1990年不变价格。主要耗能设备情况统计主要包括抽油机、电潜泵、注水泵、输油泵、加热炉、压缩机、风机以及传送能量的供配电网、热力管道、储罐等。并把功率在50KW以上的机、泵或1395.6kw以上的加热炉称为重点耗能设备。耗能设备一般统计的内容包括：设备在用台数；装机容量或负荷；更新、改造及测试台数；设备效率及平均设备效率；系统效率及平均系统效率；主要耗能设备（系统）的耗能量。a.机械采油井系统效率：=PO /PI100% PO=QHg/86400H= H液+（油-套）1000

5、/ g PI :电动机输入功率；kw;PO :抽油机有效功率，kw;Q:油井日产液量，m3/d; H:有效扬程，m; :液体密度，t/m3; g:重力加速度，取9.8m/s2;H液:油井动液面深度，m;油:油井井口油管压力，MPa;套:油井井口套管压力， MPa;c、机械采油井井下效率井： 井：=PO/ P光100%d、地面损耗功率：P地面= PI P光e、井下损耗功率：P井下= P光 PO f、系统效率与地面效率、井下效率的关系： = 地井机械采油系统能量平衡：机械采油井系统节能技术A.抽油机常规抽油机改造技术推广应用节能型抽油机选用节能型抽油机用电动机选用抽油机节能控制器抽油机采油系统的优

6、化配置抽油机采油系统的管理机械采油井系统节能技术节能产品的优化配置节能抽油机、节能电动机和抽油机节能控制器有一共同特点，都在电动机的参数上进行了改进和优化，或者间接改进抽油机的平衡或结构设计，以提高电动机的负载率，降低电动机的损耗，提高其运行效率。一般情况下，叠加使用功能重复而互补性较少的节能产品，其节能效果与单项使用相差较小。如没有进行系统测试和论证，对抽油机的节能产品建议单独使用，避免叠加。在实际应用中，选用一种节能产品可提高电动机的负载率，减小电动机损耗，提高运行效率，达到节能的目的。如选用两种或两种以上进行叠加使用，可能出现两种情况：一是电动机的负载率已达到临界值，只有一种节能装置起作

7、用；二是当电动机的负载率已达到临界值，再进行调压反而使电动机内部的损耗增加，降低了电动机效率，增加了损耗。因此对抽油机的节能产品应综合设计，优化方案，避免重复投入。机械采油井系统节能技术B.潜油电泵潜油电泵装置由变压器、控制屏、接线盒、电缆、电动机、保护器、潜油离心泵和管柱等组成。提高潜油电泵系统效率的措施主要有使用高效泵及节能元件，加强科学管理和优化设计运行参数等。潜油电泵的工况点是由油井的流入特性、泵特性及管路特性共同决定的。优化设计时将油嘴从最小直径调到最大直径，算出对应稳定工况点的系统效率，则最大系统效率的工况为最优工况点。机械采油井系统节能技术双驴头和曲游梁抽油机都具有装机容量小的特

8、点，其本身配置的电动机额定功率较小，其负载功率都超过了30%，因此不适合与采用星-三角转换式节能控制器组合。永磁同步电动机节能原理是转子转速与定子旋转磁场完全同步，无转差损耗，转子不需要外加励磁电源，消除了励磁损耗，因此具有功率因数较高且效率曲线平坦的特点。而无功补偿（静、动态补偿）主要以提高功率因数，降低无功损耗为目的。所以永磁同步等动机不需要进行无功补偿。注水系统能量平衡方程：Ed+Ebw=Eu+Eds+Ebs+Egs+EfsEd:输入电动机能量，KWh; EdsEbw:注水泵入口水流带入能量，KWh;Eu：注水井井口注入水带出能量，KWh;Eds：电动机损失能量， KWh;Ebs ：水泵

9、损失能量，KWh;Egs ：管线损失能量，KWh;Efs ：配水间阀组损失能量，KWh;注水系统能量平衡注水电动机注水泵注水管网配水间阀组EdEdsEbwEbsEgsEfsEu供 入 能 量支 出 能 量项目实物量占总量比例%项 目实物量占总量比例%单位 数量单位 数量注水系统输入电能kwh注水泵损失能量kwh电动机损失能量kwh管网损失能量kwh阀组损失能量kwh有效能量kwh合计100kwh100注水系统的能量收支平衡表油田注水系统节能技术油田注水是采油生产中最重要的工作之一，油田注水耗电量占油田生产用电量的20%以上，开发油田注水系统节能技术和装备是油田节能工作的重点。降低电动机损失。选

10、择节能型高效电动机，减少无功损失，保证注水泵合理配置，避免“大马拉小车”。降低注水泵损失。合理选择注水泵，利用注水泵的高效区，加强维修，防腐蚀保持泵效，打光泵流道，提高加工精度。对注水站合理设置。泵站管路优化节能设计。注水泵排量节能调节。通过降低开泵台数，控制泵出口阀门开度，实施变频控制等。油田注水系统优化运行。供 入 能 量支 出 能 量项目实物量占总量比例%项 目实物量占总量比例%单位 数量单位 数量电kwh电动机损失能量GJ燃料油t管道压能损失GJ燃料气m3管道热能损失GJ首站代入GJ加热炉损失能量GJ输油泵损失能量GJ输油带出能量GJ合 计100kwh100原油输送管道系统的能量收支平

11、衡表供配电系统能量平衡供配电系统能量平衡方程：ES=Eeu+Els+EysES :外界供给能量， kwh；Eeu :有效传输电能，即输给用电系统的电能，kwh；Eys :变压器损耗电能， kwh；Els : 线路损耗电能，kwh；变压器损耗外界供给电能线路损耗有效传输电能供配电系统供 入 能 量支 出 能 量项目实物量占总量比例%项 目实物量占总量比例%单位 数量单位 数量电kwh变压器损失能量kwh 线路损失能量kwh输给用电系统的电能kwh合计100kwh100供配电线路能量收支平衡表变压器的降损节能技术合理选择变压器容量,使变压器处在经济运行区，负载系数保持在60 80%之间。选用节能型

12、变压器。S11型变压器具有工艺简单、重量轻、体积小、空载损耗比S9降低2530%，维修方便，运行费用节省，节能效果明显等特点。应用变压器空载自动断路器，对长期处于空载的配电变压器及时停止运行，50KVA的变压器每月可降低电量损耗122.4kwh。变压器的降损节能技术适当控制电网运行电压，减少配电变压器空载损耗配电变压器总损耗为：P= Pk+ PO =（ P2+Q2 ）/U 2 R （ U/UO ）2 POPk 、PO ：配电变压器的可变损耗、固定损耗P、Q ：配电网的油工功率、无功功率U：配电网的运行电压UO ：配电网的额定电压R：配电变压器绕组的等值电阻PO ：各台配电变压器的空载损耗瞬时功

13、率p： P=ui=UmImsintsin（t+） =UI （cos-cos2 t）平均功率和有功功率P：P=1/TT0p dt=UI cos无功功率Q :Q= UI sin实在功率S:S=UI功率三角形:S=P2+Q2功率因数:cos =P / S电容补偿量Q： Q=P（tg 1tg 2）PSQ交流电路的功率12i2i2uO功率因数功率因数是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占百分数。功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率。当有功功率P一定时，如减少无功功率Q，则功率因数便能够提高。在极端情况下，当Q=0时，则其力率=1。因此提高功率因数

14、问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。功率因数低对电网的影响降低了电网的供电能力。电网供电能力是一定的，由于功率因数的大小直接影响到电网供电能力的高低。增加了电网的功率损耗。电网的供电电压是一定的，在一定的用电负荷条件下，功率因素越低，电网上传输的电流就要越大：I=P/Ucos,电网的阻抗不变，网损PL=I2RL增大，浪费了大量的电能。降低了电网的供电质量。由于传输电流的增大，同时也使电网上的电压降也增大了，导致了电网末端的电压降低。提高功率因素的方法无功补偿的定义导致功率因数降低的原因是由于感性负荷的存在。感性负荷在工作时会产生滞后的无功电流，而电容器的无功电流是超前的，因此可以利用电

15、容器的这一特性向感性负荷提供超前的无功电流，来抵消感性负荷的无功电流分量，进而提高功率因数，这就是通常所说的无功补偿。补偿电容器一般并联在用电负荷上，它不能改变用电负荷本身的功率因数，对用电负荷也没有影响。电容补偿器的补偿作用可以这样理解，即负荷的无功功率不需要再负荷与上一级电网间交换，而只在负荷与补偿电容之间交换，这样负荷上级电网就可以增加供电容量，减少功率损耗。提高功率因素的方法对配电网采取三级无功优化补偿技术电动机实施低压无功就地补偿。电动机是电网的最大用户，其耗电量占60%以上，是三级无功补偿的最底层，补偿的重点。只有这一级得到了合理的补偿，才能最大限度地减少配电网上所传输的无功功率，降低网损。这一级的补偿属于基地补偿，要本着“就地补偿，自给自足”的原则，采取在电动机上并联补偿电容器，最大限度地满足异步电动机的无功需求。供电线路实施高压无功分散补