節(jié)能技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用

李隨中

（富泰華精密電子〈濟(jì)源〉有限公司，河南 濟(jì)源 459000）

節(jié)能減排是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì),也是建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)的必由之路。而工業(yè)企業(yè)用電量有占據(jù)著社會(huì)用電總量的首位，因此在工業(yè)企業(yè)中推行節(jié)能技術(shù)空間巨大。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，降低了生產(chǎn)成本、提高了產(chǎn)品質(zhì)量。在企業(yè)用電方面通過(guò)各種嘗試，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。比如變頻器在生產(chǎn)中的大量應(yīng)用；無(wú)功補(bǔ)償裝置大量投入；節(jié)能設(shè)備的大量應(yīng)用（節(jié)能燈具、節(jié)能變壓器、低阻電纜、高效能效率電動(dòng)機(jī)），同時(shí)通過(guò)錯(cuò)峰用電和太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行，降低用電成本，取得了顯著效果。

1 節(jié)能型供配電系統(tǒng)

在工程建設(shè)領(lǐng)域里，最大的節(jié)約在設(shè)計(jì)階段，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)及運(yùn)行方案的合理選擇，減少不必要的能源消耗，而這一階段往往被多數(shù)人遺忘忽略，其次因牽扯到前期投資成本問(wèn)題，在具體操作上可依據(jù)自身情況進(jìn)行決定。

1.1 根據(jù)用電負(fù)荷的容量及分布，使變、配電所靠近負(fù)荷中心，以縮短低壓供電半徑，降低線(xiàn)路損耗，減少電壓損失，滿(mǎn)足供電質(zhì)量要求。供配電線(xiàn)路長(zhǎng)度不宜超過(guò)250m。

1.2 供配電系統(tǒng)應(yīng)簡(jiǎn)單可靠，配電級(jí)數(shù)不宜過(guò)多，同一用戶(hù)內(nèi)，高壓配電級(jí)數(shù)不宜多于兩級(jí)；變壓器二次側(cè)至用電設(shè)備間的低壓配電級(jí)數(shù)不宜超過(guò)三級(jí)，盡量減少電能損耗。由兩路進(jìn)線(xiàn)供電的系統(tǒng)，宜采用兩路電源同時(shí)運(yùn)行的方式，以減少正常運(yùn)行時(shí)的線(xiàn)路損耗。

1.3 合理選擇供電電壓。同等情況下，電壓越高，損耗越小。供電電壓等級(jí)的確定應(yīng)考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性及電力公司的相關(guān)規(guī)定等因素。當(dāng)用電設(shè)備總?cè)萘吭?50kW及以上或變壓器容量在160kVA及以上時(shí)，宜以10(6)kV供電。對(duì)大型公共建筑的空調(diào)冷水機(jī)組，考慮節(jié)能因素，經(jīng)方案比較盡量采用10(6)kV冷水機(jī)組，但應(yīng)考慮大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)變壓器的影響。

1.4 合理選擇變壓器。變壓器的長(zhǎng)期工作負(fù)載率不宜大于0.85，在選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)靈活根據(jù)負(fù)荷變化情況，綜合考慮投資和年運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)負(fù)荷合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，以實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗。此外，降低變壓器的環(huán)境溫度、平衡三相負(fù)荷、合理選擇變壓器接線(xiàn)方式、季節(jié)性造成的負(fù)荷變化時(shí)靈活投切變壓器等也是降低能耗的有效途徑。

1.5 無(wú)功補(bǔ)償裝置合理配置。功率因數(shù)的高低對(duì)工廠(chǎng)企業(yè)來(lái)說(shuō)其重要性不言而喻。因此,必須設(shè)法提高工廠(chǎng)供電各相關(guān)部分的功率因數(shù),以充分利用變、配、用電設(shè)備的容量,增加其輸電能力,減少功率損耗和電能損耗,以達(dá)到節(jié)約電能、提高供電質(zhì)量和提高設(shè)備利用率的目的。特別是有大型電機(jī)居多,感性設(shè)備居多的情況下有必要考慮無(wú)功補(bǔ)償裝置,提高供電品質(zhì)。

2 節(jié)能設(shè)備的利用

2.1 Y型高效電動(dòng)機(jī)

高效電動(dòng)機(jī)與普通電動(dòng)機(jī)相比,優(yōu)化了總體設(shè)計(jì),選用了高質(zhì)量的銅繞組和硅鋼片,降低了各種損耗,據(jù)估計(jì)損耗可降低20%～30%,效率提高2%～7%；投資回收期一般為1～2年,有的短至幾個(gè)月。有下列情況的應(yīng)該考慮選用高效電動(dòng)機(jī)：

1）在新上項(xiàng)目需要新的電動(dòng)機(jī)時(shí)；

2）舊電動(dòng)機(jī)損壞或電動(dòng)機(jī)繞組需要進(jìn)行重繞時(shí)；

3）在電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行于低負(fù)載或過(guò)負(fù)載狀態(tài)下需要更新電動(dòng)機(jī)時(shí)。

2.2 推廣使用變頻器

變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,已經(jīng)開(kāi)始在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,工礦企業(yè)中可能有大量的風(fēng)機(jī)、水泵等大功率動(dòng)力設(shè)備一直在工頻狀態(tài)下運(yùn)行,這樣就需要利用閘閥控制風(fēng)量、流量,結(jié)果就是損失了大量的電能。而改為變頻調(diào)節(jié)后,通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速(也就是改變了電機(jī)的輸出功率)來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量,我們知道,功率和轉(zhuǎn)速的平方成正比,因此大大減少了損耗,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

2.3 使用節(jié)能型照明電器

對(duì)于照明方面可以?xún)?yōu)先采用LED等節(jié)能照明燈。半導(dǎo)體LED是當(dāng)今世界上最有可能替代傳統(tǒng)光源的新一代光源，具有高效低耗，節(jié)能環(huán)保，低壓驅(qū)動(dòng)，響應(yīng)速度快、安全性高，固體化封裝，耐振動(dòng)，體積小，便于裝配組合，可見(jiàn)光區(qū)內(nèi)顏色全系列化，色溫、色純、顯色性、光指向性良好，便于照明應(yīng)用組合。 直流驅(qū)動(dòng)，無(wú)頻閃，用于照明有利于保護(hù)人眼視力；使用壽命長(zhǎng)等多重優(yōu)勢(shì)。

2.4 使用低阻電纜,合理選擇導(dǎo)線(xiàn)截面

我們都知道,輸電線(xiàn)路的損耗和電阻有著平方的關(guān)系,線(xiàn)路的阻值越大,那么消耗的能量就越多,因此散發(fā)出來(lái)的熱量也越大。為了減小電纜上的電能損失,建議使用低阻值的電纜,這樣可以減少輸電線(xiàn)路損失,同樣電纜散熱量較小,在高負(fù)荷、高溫度的夏季也減少了事故的可能性。其次合理選擇導(dǎo)線(xiàn)的截面積也是必須的,選用電纜的時(shí)候,在充分考慮負(fù)荷容量和后期擴(kuò)建可能性以及必須的安全裕度下盡量選擇小截面的電纜,減少投資。

3 加強(qiáng)用電管理、合理使用峰谷電力資源

3.1 峰谷分時(shí)電價(jià)是指根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷變化情況，將每天24小時(shí)劃分為高峰、平段、低谷等多個(gè)時(shí)段，對(duì)各時(shí)段分別制定不同的電價(jià)水平，以鼓勵(lì)用電客戶(hù)合理安排用電時(shí)間，削峰填谷，提高電力資源的利用效率。具體劃分為尖鋒段、峰段、平段、谷段，其中尖峰時(shí)段為：18：00—22：00、高峰時(shí)段：8：00—12：00、平段：12：00—18：00；22：00—24：00、低谷時(shí)段：0：00—8：00。 尖峰段電價(jià)為 1.03122 元/kW·h，峰段電價(jià)為0.919元/kW·h，平段電價(jià)為0.5992元/kW·h，谷段電價(jià)為0.31867元/kW·h。

“峰谷電價(jià)”意義在于,鼓勵(lì)居民利用低谷電價(jià)的優(yōu)惠條件大量消費(fèi)低谷電力,比如電熱水器、空調(diào)和其他電器設(shè)備。同時(shí),對(duì)電力部門(mén)來(lái)說(shuō),將高峰用電轉(zhuǎn)移到低谷時(shí)段,既緩解了高峰電力供需缺口,又促進(jìn)了電力資源的優(yōu)化配置,是一項(xiàng)“削峰填谷”的雙贏策。對(duì)于工廠(chǎng)而言充分利用低谷電量進(jìn)行生產(chǎn)是非常必要的,對(duì)于有條件的企業(yè)鼓勵(lì)低谷期間用電,這樣可以節(jié)省大量的用電成本,實(shí)際工作中,我們也發(fā)現(xiàn)很多工廠(chǎng)白天期間線(xiàn)路負(fù)荷很小,夜間線(xiàn)路負(fù)荷很大,這樣就大大節(jié)省了企業(yè)的生產(chǎn)成本,經(jīng)濟(jì)的杠桿作用明顯。

3.2 企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)電力計(jì)量的管理

加強(qiáng)管理可以避免因?yàn)橛?jì)量問(wèn)題而給企業(yè)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)的隱患,對(duì)運(yùn)行的重要電能計(jì)量裝置施行質(zhì)量跟蹤、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、抽樣檢定、動(dòng)態(tài)管理,定期進(jìn)行對(duì)在用計(jì)量裝置測(cè)試數(shù)據(jù)分析,避免計(jì)量裝置失準(zhǔn)運(yùn)行,提高在用電能計(jì)量裝置準(zhǔn)確性。

根據(jù)電能計(jì)量的結(jié)果制定相關(guān)長(zhǎng)效機(jī)制,比如說(shuō)同樣的辦公室或者車(chē)間用電量的比較,比如說(shuō)空調(diào)、照明電量的比較等等,通過(guò)這些電量可以看出設(shè)備的使用情況,進(jìn)而制定出相關(guān)措施,減少不必要的電能損耗或者使用,降低企業(yè)產(chǎn)品的成本。

4 加大太陽(yáng)光伏發(fā)電技術(shù)的利用

在北歐的部分國(guó)家正推廣一種“零能”住宅的理念,這種住宅是由“太陽(yáng)能屋頂”提供該建筑的全部能量的。這就應(yīng)用到了太陽(yáng)光伏發(fā)電技術(shù),在屋頂安裝太陽(yáng)光伏電池,當(dāng)陽(yáng)光充足時(shí)太陽(yáng)光伏電池可以適應(yīng)某一家庭的全部用電需求,并將剩余電量反存于電網(wǎng),供用電不足時(shí)使用。目前由于太陽(yáng)光伏電池的價(jià)格過(guò)高,我國(guó)仍沒(méi)有大范圍的推廣計(jì)劃。

5 采用智能設(shè)備自動(dòng)化管理控制系統(tǒng)

自動(dòng)控制、監(jiān)視和測(cè)量是自動(dòng)化管理控制系統(tǒng)的三大要素。通過(guò)應(yīng)用信息通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化控制等智能化技術(shù)，對(duì)建筑物內(nèi)采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、給排水及熱水供應(yīng)系統(tǒng)、照明和其他各類(lèi)用電設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)施能效管理，確保各類(lèi)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠，從而達(dá)到提高能效、降低能耗的目的。

6 結(jié)語(yǔ)

企業(yè)降低成本的方法有很多,其中通過(guò)節(jié)能技術(shù)在電氣方面的應(yīng)用就可以大大降低企業(yè)的用電量,提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,希望節(jié)能技術(shù)能為企業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量。