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Abstract: Since the reform and opening up, China's economy has a rapid development, and the factory has sprung up all over the country. As an important part of enterprise production cost, power consumption of factory is closely related to the economic benefits of the enterprise to a great extent and is the key for enterprise survival and long-term development. Therefore, with the degree of China's energy saving and emission reduction increasing and the energy cost rising, how to realize the energy-saving of electrical engineering and promote enterprise energy conservation has become the problem that most enterprise face and need to solve. This article mainly discussed the application of energy-saving technology in electrical engineering of China's factories and put forward corresponding opinions.
關鍵詞:工廠;電氣工程;節能技術;應用探討
Key words: plant;electrical engineering;energy-saving technology;application research
中圖分類號:TH183.3 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)31-0042-02
0 引言
低碳生活已經成為二十一世紀人們的生活理念,節能減排是一個國家經濟社會發展的必然趨勢,這些年來我國政府重視對環境友好型社會的建設,重視控制碳的排放,已經取得一定的效果[1]。然而,由于我國企業大多處于全球產業鏈的低端,企業的發展步入到轉型期,進一步加大了節能減排難度。但是,不斷引進節能技術,在工廠電氣工程中全面提升技能技術水平,才是降低企業生產成本,提高企業核心競爭力的根本之道。因此,這就需要相關企業必須重視對工廠電氣工程的建設,將先進節能技術引用到企業日常生產中,重視對電氣工程的管理,從而有效地降低企業的用電成本,提高電能的利用率與節能水平。
1 工廠電氣節能設計中所應遵循的原則
1.1 實際性原則 在工廠電氣工程安裝中,必須充分考慮實際經濟效益,從企業的利益層面出發,并以盡可能地提高節能效果為目標,合理選用節能設備及材料,使節能增加的投資能在較短的時間內用節能減少下來的運行費用收回。
1.2 適用性原則 對于工廠電氣工程的節能設計,適用性原則是其重要的考慮因素。也就是在節能設計時必須為建筑設備運行提供必需的動力,并滿足在建筑物內創造良好人工環境提供必要的能源。同時,還要根據建筑物內用電設備的總功率、電能質量、負荷容量與供電可靠性等方面的標準,選擇最合適的節能設計,來優化供配電設計,促進電能合理利用。
1.3 節能性原則 對于工廠電氣工程中的節能技術,其節能效果應該擺在重要位置,要以節能水平的提高來為企業創造更大的利潤空間[2]。因此,必須采取各種有效的措施來減少或消除與發揮建筑物功能無關的消耗,如傳輸線路上的電能消耗,電氣設備自身的電能消耗等,切實地提高工廠電能的利用率。
2 幾種常用節能技術
2.1 變頻技術 變頻調速技術,它是一種以改變電機頻率和改變電壓來達到電機調速目的的技術。研究表明,采用交流電機變頻調速技術,能夠明顯地產生節電及增產的效果。例如,變頻空調技術,可根據環境溫度自動選擇除濕、制熱、制冷運轉方式,使居室在短時間內迅速達到所需要的溫度,從而實現了快速、節能和舒適控溫效果。
2.2 單片機控制技術 單片機控制技術是節能技術智能化的體現,具有良好的節能效果。例如,單相異步電機啟動后,電機一般在額定負荷的40%~60%左右運行,而在電機空載時甚至只有20%~30%的額定容量下運行此時的電機處在低效運行區,不能充分利用電能[3]。但是,將單片機控制引進來后,可以適時調整輸出功率,自動檢測電機負載及功率因數,自動提高輸出功率和端電壓使之與功率需求相匹配,達到節能節電的目的。
2.3 可控硅斬波技術 可控硅斬波技術是節能領域發展中較早的一種技術,其節電效果較明顯,但是,由于可控硅斬波技術會對電網及設備產生諧波,從而破壞正弦波,可靠性不高,使效率降低,因而其應用受到了一定的限制。
3 如何促使節能技術在工廠電氣工程中的應用
3.1 合理地選擇節能設備 近些年來,節能技術的快速發展與推廣應用,已經在各行各業呈現出其誘人的應用前景。本文主要從以下幾方面對節能設備的選擇進行相關闡述:①推廣使用變頻器。目前,高壓變頻調速技術已經日趨成熟,尤其是在工礦企業中因為有大量的水泵、風機等大功率設備,并且往往都是一天24小時一直在工頻狀態下運行,這樣就需要引入大量的節能技術設備來降低電能的損耗,從而實現節能的目的。此外,引入變頻節能技術后,在日常工作中可以根據用電情況來改變電機的轉速,從而實現對風量、流量的調節,最終提高電能的利用率;②選用節能型照明電器。隨著科學技術的發展,節能型照明電器技術水平近年來呈跳躍式提升。節能型照明電器具有節能環保、高效低耗、響應速度快、驅動電壓低、使用壽命長等特點,受到人們的青睞。同時,還要盡可能地采用壽命長、效率高、安全性良好的燈用電器附件、配線器材、燈具以及調光控制器和控光器件,從而為工廠車間創造一個高效、安全、舒適、經濟的環境。
3.2 使用節能型供配電系統 對于工廠電氣工程的節能設計,供配電系統是其不可或缺的重要組成部分,而供配系統節能的重點應該在設計、優化階段,必須給以足夠的重視,才能切實地提高工廠電氣工程的節能效果。如下圖1為工廠電氣工程中壓供電配電系統的原理圖。
3.2.1 充分利用電力變壓器節能 充分利用電力變壓器節能,從而提高整個工廠電氣工程的節能效果。因為,電力變壓器是工廠供電系統中的關鍵設備,其節能效果與整個工廠的節能水平息息相關,盡管變壓器本身效率高,但是,由于工廠變壓器的容量大、數量多,總損耗仍然不小[4]。調查顯示,變壓器所消耗的無功功率占整個供電系統無功消耗的大約20%左右。因此,要想降低電力變壓器的無功消耗,提高電能的利用率,就要從合理選擇變壓器型號和采用合理的運行方式。
3.2.2 合理地選擇供電電壓 合理地選擇供電電壓是工廠電氣工程節能管理的重要影響因素,因此,對于供電電壓的選擇,必須根據工廠的實際用電容量和供電距離,同時還要結合當地電網現狀、未來發展規劃以及工廠的用電負荷性質等因素來綜合探討。通常情況下,對于6~10kV的配電電壓,其高壓配電電壓應首選10kV,因為10kV技術經濟指標較好,有色金屬耗量均較小和供電系統能耗較低;如果工廠中6kV設備居多、且容量較大、可以從經濟效益因素出發考慮采用6kV電壓。
3.2.3 合理采用變壓器經濟運行方式 研究表明,在工廠的日常運作過程中,當負荷為變壓器功率的3/4時,各電器設備運行最經濟,電能利用率也最高。因此,這就需要相關人員必須根據工廠中負荷的變化情況,以及工廠的運作日常安排來選擇變壓器的運行方式,提高電氣工程的節能效果。例如,當工廠的用電負荷減少到不需要兩臺變壓器同時供電時,就能夠維持整個工廠的用電需求時,務必將其他變壓器退出運行只需保留一臺變壓器;而當用電負荷增加到一臺變壓器容量不夠用時,就要將第二臺變壓器并列投入使用,確保整個工廠的供電正常[5]。這樣,也能夠減少變壓器本身的損耗,減少不必要的浪費,從而降低企業的運作成本,并達到變壓器經濟運行的目的。
3.3 合理使用峰谷電力資源 在工廠的日常用電管理中,必須提高管理力度,根據使用峰谷電力資源合理地使用電能。所謂的峰谷用電,是指用電的峰值與谷值形象比喻用電負荷特性的變化值。通常情況下,白天8:00至22:00為用電高峰期,而深夜22:00至次日8:00的用電為低谷期。而低谷期的電價也比較便宜,許多地區還出臺政策來鼓勵居民大量消費低谷電力,來提高電能的利用效率。例如,空調、電熱水器和其他電器設備的使用。因此,對于工廠而言,要本質利益最大化原則,充分利用低谷電量,降低企業的生產成本,也不會給當地居民的日常用電造成困難,不僅僅能夠緩解了用電高峰,還能夠切實地提高電能利用率,最終實現節能減排的目的。
4 結語
綜上所述,隨著我國經濟的飛速發展,工廠在全國各地不斷出現,而作為一個用電大戶——工廠,其用電與國家的節能減排目標和電能利用效率息息相關,在很大程度上影響我國“節能減排”政策的制定。因此,這就需要相關企業重視對其工廠電氣工程節能技術的應用,深入探討技能技術,同時,不斷引進國外先進的工廠節能技術,切實地提高企業的電能利用效率,以便于更好地符合我國社會發展的要求。此外,通過節能技術的應用,可以大大降低企業的用電量,降低企業的工業的生產成本,提高企業的核心競爭力,為提高我國的節能水平提供可靠保障。
參考文獻:
[1]王勇,陳德賦,李國常.關于在工業企業以增加值能耗指標考核節能量的淺見[J].節能與環保,2010,(03):32-35.
[2]郭宏.變頻控制在熱力企業中的應用[J].太原科技,2010,(03):59-60.
[3]邱明泉.淺談建筑電氣設計中的節能[J].科技信息,2009,(23):990.
東京看不到垃圾
一到東京,印象最深刻的就是街頭的整潔與干凈,你看不到垃圾,也找不到垃圾桶!大家很好奇,東京這么大城市,生活中的垃圾都是怎么處理的?
3月12日,我們在東京參觀了多摩川垃圾清掃工廠。身處東京最大的垃圾處理中心,卻聞不到半點異味,整個工廠廠區環境整潔,甚至非常安靜。進入一幢建筑物的二樓,工作人員開始給我們介紹多摩川垃圾清掃工廠的建設過程,然后指了指地板說:“諸位現在坐著的下面,就是我們最近幾年新建的一個最大的熔爐。”“我們現在正坐在東京最大的垃圾堆上嗎?”大家有點不太相信。
了解了垃圾焚燒、清潔、再利用的過程及工作原理后,我們在工作人員的帶領下,全程參觀了垃圾工廠的工作過程。
為什么東京的街頭沒有垃圾和垃圾桶?我們提出這個問題的時候,工作人員說,垃圾清掃工廠的車子會按不同的時間去街頭收集不同類型的垃圾:比如周一是廚余垃圾,周二是罐裝垃圾,周三是紙質垃圾等等;每天都有規定的時間收集,比如早上7:30~8:00,這個時候所有的家庭或單位都要把垃圾袋放在指定的地點。如果錯過了時間,只能把垃圾拿回家,等待下一個星期的同樣日子。因為有了嚴格的垃圾分類及回收時間,清掃工廠就會將不同材質的垃圾放入不同的機器處理,得到不同的再生材料。
Do you Kyoto ?
說到節能減排,大家都會想到1997年在日本京都召開的《氣候框架公約》會議,正是在這次大會上通過了著名的國際性公約《京都議定書》,為各國的二氧化碳排放量規定了標準,即:在2008年至2012年間,全球主要工業國家的工業二氧化碳排放量比1990年的排放量平均要低5.2%。2012已經到來,作為議定書的簽署地,京都在節能減排方面到底做得怎么樣了?對此的考察使得此次的京都之行別有一番意味。
3月13日,我們在京都參觀了京都青少年科學技術館,京都市政府環境政策署全球變暖政策辦公室青島早紀女士為我們做了題為“京都城市環境模式的機遇與挑戰”的報告。
青島早紀女士指出,自從2011年日本發生了“3·11”大地震之后,隨著核電站的關閉,大家突然意識到能源的緊張,日本很多城市的高樓關閉了徹夜照明系統;在關西地區,關西電力電子公司被要求每年在夏天(7月到9月)減少15%的耗電量,而在冬天(12月到3月)則減少10%的耗電量。
至于日常生活中的節能減排,京都市一直注重做細致而深入的環境教育。在京都,基于環境友好的教育和實踐,從幼兒園一直貫徹到大學,每年學校都會定期舉行如何減少垃圾的討論,通過與當地社區以及商業中心的環境互動,推廣環保生活實踐,建設ECO School District(環保學校區域);從個人角度,提倡做節能環保專家,如組織一些家庭主婦參加節能工作坊,進行家庭節能措施交流學習活動。
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
伴隨著社會經濟的向前發展,節能減排技術的應用是建設我國資源節約型、環境友好型社會的必然選擇;是企業降低生產成本,同時提高經濟效益、社會效益的關鍵道路;是企業提升綜合競爭力,實現可持續發展道路的不二法門。在眾多的能源中,電能是十分重要的能源。然而在現實生活中,電能的浪費現象卻是非常嚴峻的。關于如何降低工廠用電成本在產品生產所需的眾多成本中的比例,減少電能的損耗,許多企業和部門都曾做出過許許多多的嘗試,并且也取得了一定的良好效果。那么,究竟應該采取什么樣的方式來節約電能應用成本呢?筆者認為主要有以下三個要點。
一、良好的工廠用電節能設計是工廠降低用電成本的首要選擇由于在多數情況下,工廠并不能夠自主的選擇所需電廠的配電系統,因而導致工廠所需的用電節能系統在初期階段沒有得到有效優化設計提升,自然也沒有受到更多的重視。此外,初期投資的數量問題也是企業需要考慮的重要因素,這也間接造成了企業對于工廠節能型的配電系統沒有一個完整切實的認知和長遠的考察。有關節能型的配電系統主要包括三個方面:供電電壓上的合理性,節能型變壓器的配置,無功補償裝置的應用。在用電的時候,需要考慮到用電容量和供電距離的關系,當地電網的使用現狀及其未來的發展規劃等問題,這些因素導致了供電電壓的選擇必須要根據客觀情況來定。比方說,如果供電系統的能量消耗和有色金屬的消耗都比較小的話,工廠的高壓配電的電壓通常選擇經濟技術指標相對而言更突出的10千伏比較好。但是如果工廠本身6千伏的設備比較多,而且容量又很大,在經濟和技術上也比較合理的話,采用6千伏的電壓更適宜。此外還有適合于3千伏電動機的專用變壓器。針對這一情況,我公司在甲醇廠建廠初期,各配電室電壓等級就選為10千伏,同時所使用的高壓電機額定電壓也為10千伏。在輸變電行業中,變壓器消耗的能量是十分可觀的。相關數據顯示,我國變壓器總的損耗量在系統總的發電量中,所占比重達到了將近10個百分點。因而推廣使用節能型的變壓器,在減少電能消耗的同時,每年可以為國家節省成百億度的電。在節能型的變壓器中,由于油浸變壓器自身有著維修工作量大、維修費用多的明顯缺陷,因此相對而言,干式變壓器就比較符合降低用電成本的要求。在我公司5#、6#焦爐項目中,我們就選用了新型的S11系列變壓器,達到了節能減耗的目的。為了充分利用工廠用電設備的能量,減少設備的用電消耗,有效地節約電能,并且很好的提高用電設備的利用效率和所輸電能的質量,在大型電機較多的情況下,使用無功補償裝置就顯得尤為重要了。因為無功補償裝置能夠有效提升工廠供電設備的各個參數,能夠提供更高品質的電能。[1]
二、完善的工廠用電節能設備是工廠降低用電成本的關鍵選擇在實際生產和生活中,得以廣泛應用并且效果顯著的節能設備主要有:變頻器、節能變壓器、節能燈具、低阻電纜、Y型高效電機、工業汽輪機等。這其中,技術應用最為成熟,效率最高,成就最大的當屬變頻器了。根據物理學原理,功率與轉速的平方是成正比關系的。變頻器能夠改變電機的頻率,調節電機的輸出功率也就是電機的轉速大小。而通過這些功能,變頻器得以調節風量、流量等能量的大小。相對于以往的工礦等企業中利用閥門來控制能量大小的方式,這種設備可以大幅度的減少能量損耗,達到節約能源并且有效提高效率的目的。我公司目前在煉焦、備煤及干熄焦項目中,已有12臺高壓變頻器投入了使用,取得了良好的經濟效果。由于節能型的照明器有著眾多顯著的優點,比如說提高應用效率,減少能量消耗,節約能源的使用情況,科學,環保,安全,電器響應的速度較快,使用壽命也比較長等等。節能型照明器的使用顯著地改善了人們生產和生活的條件,大大的提高了人們的生活品質。可以說,節能型照明器在結合國內外先進技術中不斷發展的情況下,為人們創造了一個不但安全舒適而且高效經濟的文明環境。節能燈具現已在我公司馬路照明中得到廣泛使用。在物理學上,輸電線路能量損耗的大小的平方與電阻大小有著切不可分的關系。根據這個原理,低阻電纜的應用便顯得重要開來。通過減少了輸電線路上的部分損失,從而減少電纜上的能耗損失,電纜上散發的熱量也相對大大的減少了,這樣,即使是在溫度超高,負荷超重的炎炎夏日,也可以有效地避免電纜事故的發生。此外,在選擇低阻電纜的同時,也應當充分考慮導線的橫截面積的選擇。在以安全為前提的條件下,選擇截面比較小的導線,可以節約投資。跟普通的發電機相比,Y型高效電機能夠大幅度降低能量損耗,提高設備效率。而且在投資方面,Y型高效電機的投資回收期一般都在兩年以內,有的甚至只要短短幾個月,可見其投資的回報率是十分可觀的。因而在條件允許的情況下,用Y型高效電機來代替運行效率較低的舊的電動機是很有必要的。背壓式汽輪機是一種區別于電動機的原動機。它主要是通過壓力式蒸汽來沖動汽輪機的葉片,從而達到做功的目的。它可以拖動各種轉動的設備,比如水泵,比如風機,比如油泵等;它還能帶動發電機,使其發電。而且汽輪機做功以后所排的汽,可以用作普通用戶所需求的汽。用汽輪機,不僅節約能源,減少損耗,而且比較環保,還能循環利用,有助于提高企業能源的綜合利用率,實現更多的經濟和社會效益。[2]
三、科學的工廠用電節能管理是工廠降低用電成本的重要選擇我們都知道,每天的8:00至22:00是用電的高峰期,而22:00至翌日的8:00是用電的低谷期。這就是電力行業常說的峰谷用電。由于用電的高峰期和用電的低谷期所需要的費用是不同的,在低谷期用電,電費更加實惠一些。而且低谷期用電,線路的負荷要遠遠大于高峰期用電。故而工廠如果將部分生產改選在用電的低谷期來作業,那么工廠關于用電成本的支出將會大大減少。同時,也可以有效緩解電力部門在高峰期用電的供不應求的壓力,還能優化配置國家的電力資源,實現雙贏局面。因此,合理調節工廠的用電分配,科學管理工廠的用電期對于節約工廠的用電成本是十分重要的。此外,在電力計量的管理上,企業還應當充分關注計量裝置的質量問題,定期抽查統計裝置的運行數據,實行跟蹤監測,防止因意外發生所造成的不便和損失。同時還應當建立長遠的有效機制,規避風險,使企業得以長遠發展,利益不至于受損。比方說同等辦公室用電量的比較,同等車間、工作間用電量的比較,再比方說照明器、空調等電器的用電量的比較。通過這些數據的比較,就不難總結出工廠相關設備的用電實際情況,進而采取一些相關措施,制定一些相關政策,以達到節約能源,減少消耗的目的。[3]
結語:關于如何降低企業的用電成本,其方法是多式多樣的,并且也在不斷的嘗試和發展中。理論和實踐證明,通過節能技術在工廠電氣技術方面的應用,可以大大減少企業的用電消耗,節省企業的用電成本,從而提高企業的生產效率,提升企業的核心競爭力。在此,希望以上的研究和說明能為企業的可持續發展做一些貢獻,為社會主義市場經濟的長遠發展盡更大的努力。
參考文獻:
[1]金永剛,淺談節能技術在工廠電氣技術中的應用,2011