石油化工項目中的電氣節能設計分析

高海濤，于志堅，張大偉

（吉林石化公司工程師，吉林吉林 132021）

1 電氣節能設計的主要內容

節能設計除了需要重視節能的設計理念之外，也要結合工作性質來進行，因為這是一項綜合性和協調性較強的工作，既要確保能夠滿足社會科學技術進步的要求，幫助緩解社會發展矛盾，也需要促進我國國家經濟的穩定發展。電氣節能化設計的工作主要分為5個步驟，①從電氣系統中的供電系統以及配電設備的角度來進行節能；②從電氣系統的照明工具角度來進行節能；③從建筑電氣設備的耗能角度進行節能；④從電氣系統的計量運算以及管理方式的角度進行能源節約；⑤通過能源的綜合利用使能源利用率最大化，能夠有效起到節能減排的作用。

2 電氣節能設計重要原則

（1）經濟性。在對電氣系統進行節能設計改造過程中，需要根據企業的運營經濟效益，科學合理的選擇節能設備和節能材料。在節能減排設計過程中，如果有節省下的資金，則能在短時間內彌補之前的資金投入。如果企業一味地追求節能設計，沒有兼顧真實的經濟效益，就會導致入不敷出現象的出現，既達不到預期的節能效果，也會失去節能設計的重要意義。例如，企業在購買和安裝1臺節能設備需要100萬元人民幣，若投運后每年可節約5萬元人民幣的能源費，則需要20年才能收回企業投資。因化工企業的技術創新較快，在20年當中企業技術會產生較大變化等，所以其經濟性較差，該節能設計不適合在企業里應用。

（2）節能性。在企業發展過程中應用電氣節能設計的主要目標，就是能夠從根本上降低企業的總能耗，因此節能技術應用還需要查看企業在運營過程中，節能技術或節能設備能否有效地減少了能耗，能夠讓企業的生產和發展與節能技術一起相互促進。雖然從目前情況看我國的一些節能技術還不成熟，一部分節能設備還不普及，但從整體上講，節能已經成為企業可持續發展的重要目標。

（3）誠信性。節能的另一個重要的設計原則就是符合國家法規的要求，企業應始終以創新技術和發展節能設備為主要的發展目標，在運行中不斷提升誠信度，既是對企業自身負責，也是對社會發展負責。要堅決杜絕弄虛作假現象的出現，需要通過科學合理的設計和安排來減少能源消耗，既保障企業人員的人身與財產安全，這是企業對自己誠信度的體現。在企業發展過程中應用節能設計，還要保障社會的安全穩定，這同樣也是企業對社會誠信度的表現。

3 石油化工項目電氣節能設計有效措施

（1）變電所、配電所的位置選擇。在石油化工項目的電氣設計中，需要科學合理的布置好整個供配電系統的平面位置，選擇的變電所以及配電所的位置，一定要盡可能的依靠整個供配電系統的負荷中心。例如，在離子膜項目及醇醚項目中，就是如此。變電所及配電所選擇的位置，需盡可能的滿足整個供配電系統的運行穩定性，減少電氣線路的敷設長度，可有效減少線路產生的各種損耗。

（2）負荷計算。是計算最大負荷或需要的負荷值，它是一種假想的持續性負荷，即計算負荷產生的熱效應在同樣時間內實際變動符合產生的最大熱效應是相同的。在石油化工項目的配電設計當中，一般都會使用30 min的最大平均負荷，來當成是按照發熱條件選擇的電器或導體的主要依據。在計算電氣負荷時，要準確的評價出用電設備的主要容量，并控制好供配電系統進行電器節能設計的主要源頭。根據我國《工業與民用配電設計手冊》中的詳細要求，負荷計算有3種方法：①單位產品耗電量法，主要應用在用電設備功率及臺數無法確定時，所采用的負荷計算方法；②利用系數法，是應用系數來計算出最大負荷的平均負荷，然后根據設備的功率和數量差異性，乘以有效臺數最大系數，來計算負荷的數據；③需要系數法，是用設備的最大功率，乘以需要系數和同時系數來計算負荷。

（3）變壓器的選擇。在石油化工項目中，大部分變壓器都需要長期連續工作，由于負荷等級較高，以及變壓器數量較多，因此從其節能降耗的角度來說，可以在滿足設備運行需求的前提下，盡可能的選擇能夠減少變壓器損耗的型號。例如，一般情況下，設計人員在選擇變壓器時會按照40%～60%的負荷率來進行考慮，但從節能降耗的角度來看，選擇變壓器50%～60%的負荷率，是最具有節能降耗效果的。

（4）功率的補償。無功功率主要是存在于具有電容和電感的供配電系統當中，電感能夠產生磁場，跟電容產生的電場會在同樣的一個時間周期當中，來完成電源之間的能量交換。但是該過程并不能發生能量消耗現象，因此能量交換的最大值則屬于無功功率。石油化工項目中的用電設備產生的無功功率，與經過兩端的電壓和電流有90°的相位角差，因此并不消耗有功功率，但在運行過程中會減少用電設備的總平均功率因數。因此在選擇無功功率補償設備時，應盡量選擇使用必要的設備，然后優化其他可有可無的設備，進一步提升用電設備的總平均功率因數，以及電氣設備的電能質量。如果人工無功功率的補償裝置并聯電力電容器時，在無功功率補償的過程中，通常選擇在變壓器的一次側、兩次側及設備終端處等位置。

（5）電纜規格控制。在石油化工項目的設計過程中，需要使用大量的電纜，單根的電纜鋪設長度還有截面都非常的巨大。例如，在離子膜項目中，管道泵電纜的選型規格為ZRYJV-0.6/1kV-3X120+1X70，該類型的電氣電纜單根鋪設長度可達228 m，所以其有功損耗和無功損耗都非常巨大。所以，在選擇電纜規格過程中，可以根據國家的相關規則與標準，適當的減少電纜的鋪設長度，或使增加電纜的截面應合理。

（6）可再生資源的使用。在供配電系統運行過程中，能夠應用的可再生能源有太陽能光伏發電系統、風能發電系統等。太陽能光伏發電系統是應用太陽能電池方陣，包括能夠充放電控制器和逆變器，以及蓄電池組、交流配電柜、自動太陽能組件除塵系統等，設備在運行過程中不會對周圍環境產生任何污染，是綠色節能的能源系統。風能發電系統同樣屬于綠色節能能源系統，但是風能發電系統的建設受到了使用區域的限制，因此在應用范圍上不如太陽能光伏發電系統應用得廣泛。

4 結語

在石油化工工程項目中，應當加強對電氣節能的設計，能夠有效提升供配電系統的運行穩定性，減少投資成本的浪費。只有應用了嚴格的電氣節能措施，有效控制石油化工項目中能源使用不合理的現象，才能促進項目的順利落實。