引論:我們為您整理了13篇工廠節能增效范文,供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發您的創作靈感,讓您的文章更具深度。
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以節能宣傳周活動為契機 加強公司節能工作上臺階
今年節能宣傳周活動從6月11日持續至17日,是我國第27個全國節能宣傳周。6月13日為全國低碳日,是第5個全國低碳日。“節能有我 綠色共享”和“工業低碳發展”分別是全國節能宣傳周和全國低碳日活動主題。******以節能宣傳周活動為契機,進一步加強公司節能低碳工作上臺階。
活動啟動以來,公司結合實際,緊密圍繞活動主題,充分利用報紙、企業文化網及新媒體等多種渠道,進行宣傳普及節能減排低碳知識,倡導和鼓勵綠色出行。積極參加市發改委、市建委組織的2017年全市節能宣傳周和低碳日專項活動,以及海綿城市建設主題活動,及時匯報全廠節能工作進展情況,接受市節能監察中心節能專項督查;公司通過強化漏點檢查,持續推進節能降耗、降本增效工作;積極參與集團公司煉油板塊召開的2017年上半年節能減排工作總結及下歩工作安排視頻會議,持續推進源頭控制、清潔生產和精細管理。
接下來在保證全廠安全生產的基礎上,通過優化裝置運行、投用先進工藝和高效設備等方式方法,進一步加強節能管理的應用,落實節能技術的實施。共同推進低碳綠色事業發展,增強把*****建設成為資源節約型和環境友好型企業的責任感,推動公司節能工作不斷邁上新臺階,為企業建設“綠色工廠、智能工廠、幸福工廠”的美好愿景而努力奮斗!
篇2
一、引言
科學合理的使用能源、降低能源消耗、提高經濟效益,既是企業的當務之急,又符合企業發展的長遠戰略。隨著工廠經濟規模逐漸擴大,抓好節能降耗,既落實節約能源的基本國策,又對工廠經濟效益的提升有較大促進作用。工廠近幾年節能降耗工作取得了一定成效,但是對標先進企業,節能降耗的任務仍然很艱巨。現根據2013年上半工廠能源消耗情況,對降低企業能源消耗措施進行簡要探析分析。
二、2013年上半年能耗現狀
2013年上半年工廠工業總產值比上年同期增長 9.98%,利潤總額增長15.9%,實現了生產與效益同步增長。但能源消耗綜合指標比上年同期下降,展示出工廠正力圖把這種產值增長建立在質量和效益上。從長遠看,能耗降幅這個數據比經濟增長率更為重要,更值得重視。它既是落實科學發展觀的要求,也是結構調整成效的體現,更是擺脫金融危機影響、在更長時期保持經濟健康發展的根本之道。
工廠的能源消耗主要是原煤、電力等,其他能源消耗量較小。2013年上半年綜合能耗總量11704噸標準煤,比上年同期增加約2.53% 。其中原煤消耗9607噸,同比增長4.44%。消耗電量為1612度,比2012年同期下降12.34% 。汽油、柴油、煤油以及焦爐煤氣等消耗量較小,隨著生產實際情況有不同程度地波動。
2013年上半年能源消耗綜合指標絕對數比上年同期增長,但能源消耗相對指標呈穩中下降趨勢。從下表可以看出,2013年上半年工廠萬元工業增加值綜合能耗為0.499噸標煤/萬元,比上年同期的0.527噸標煤/萬元下降5.31%。2013年上半年萬元產值綜合能耗為0.165噸標準煤/萬元,與2012年上半年的0.184噸標準煤/萬元相比下降10.33%。綜合能耗絕對數增長主要是由于生產經營規模擴大,經濟總量提升所致。總體來看,工廠2012年節能降耗工作取得了一定成效,但由于諸多因素影響,對標先進企業,仍有差距。
三、節能降耗取得成效的原因分析
分析節能降耗取得成效的原因主要有以下幾點。
(一)領導重視,強化節能降耗工作力度。制度健全的組織機構及完善管理體系是實現節能減排目標的根本保證。工廠成立了節能降耗領導組,并專門成立了負責全廠節能降耗工作的部門,形成了節能降耗強有力的三級網絡體系,從而大大增強了節能降耗工作的力度。
(二)開展能效對標,降低綜合能耗。節能降耗不僅是社會責任問題,更是企業可持續發展的不竭動力。長期以來鍋爐綜合能耗指標標準值是每噸蒸汽消耗123千克標準煤, 2009年年初工廠制定了《節能減排績效考核管理辦法》,將綜合耗能指標作為主要績效考核指標之一,并在重點用能單位動力分廠采取了一系列措施,目前產生每噸蒸汽消耗的標準煤降至116千克,以年蒸汽產量約24萬噸計算,每年能為企業節約1680噸標煤,帶來的直接經濟效益約200萬元,讓大家看到“節能減排也能帶來經濟效益”的一面。
(三)加強產品調整轉型,降低高耗能產品業務比重。拓展低耗能產品發展空間,由于立體停車庫屬于高附加值和低能耗產品, 2008年對工廠參股的一家從事立體停車庫業務的公司實施了控股; 2009年對高耗能產品煤礦、冶金成套設備結構件業務放棄,集中資源拓展了改裝車業務;2012年退出了耗能較多的塑料建材行業和煤礦支護設備單體液壓支柱產業,擴大了工程機械配套液壓油缸項目的生產能力。
(四)抓好重大節能項目建設,提高能效。為了實現節能降耗的目標,不但要有嚴密的科學管理方法,而且還要經常應用新技術對高能耗設備進行節能改造,近一兩年工廠實施了多項技術改造項目:淘汰落后設備,使用城市煤氣,進行全面技術改造;工廠熱處理等廠房照明節能改造項目;針對工廠塑料建材生產線排水問題,購置冷卻塔設備,改變以往熱水直排的方式,實現水資源的循環利用;對工廠鍋爐設備進行大修,從技術上對鍋爐設備進行維修升級,等等。
四、存在的主要問題
雖然縱向比工廠節能工作成績較好,但是與先進節能型企業相比,工廠還有較大差距,今后還需要繼續加大節能降耗力度,采取有效的措施,全面提高能源利用效率,大力節約能源。目前企業仍存在以下問題:
(一)作為老國有企業,建廠年代久遠,設備設施遺留問題較多,有一些生產線存在著工藝設備落后,如熱處理、表面處理等特種工業生產線,能源利用率低等問題。如:落后的變壓器和配電系統,仍需大量的技術支持和資金投入。
(二)職工的節能意識還需提高,部分單位仍存在浪費現象,“跑、冒、滴、漏”情況時有發生,部分職工不注意節約用電,未養成隨手關燈的習慣。
(三)近幾年企業在降低能耗方面做了大量的工作,單位增加值綜合能耗逐年下降。要想經過努力,再大幅度降低能源消費存在諸多問題。因為正常的生產經營活動,必須保持一個基本的消費量,降低到一定的極限后,下降的空間就不大了。所以最根本的出路就是擴大產業規模,提高產品的產出,逐年對企業的用能設施進行改造、更新、不斷降低單位增加值能耗。
五、降低綜合能耗的措施淺析
降本增效,創建資源節約型企業是轉變增長方式、實現又好又快發展的重要基礎工作。企業應該一如既往地堅持科學發展觀,落實節約資源的基本國策,把節能降耗擺在更加突出的戰略位置,實現科學發展、和諧發展、均衡發展和持續發展的目標,繼續加大節能降耗工作力度,努力降低綜合能耗指標,加快工廠建設節能型企業的步伐。
(一)提高全體員工的節能意識。大力宣傳節能的重要意義,以增強全體員工特別是一線生產工人的節能意識,使節能具有堅強的群眾基礎。
(二)將節能降耗指標納入到企業中長期目標責任制考核。把抓好企業節能降耗工作作為突破點,通過技術改造等各種措施,努力實現工業企業節能、降耗、增效。同時對綜合能耗指標進行分解,責任落實到各個單位、實施指標責任制監測和考核,使工作有的放矢。
(三)加強能耗分析,做好能源基礎管理。建立統計指標和統計網絡體系,定期對能耗情況統計分析,強化對能耗數據指標的審核,確保數據的真實可靠,健全能源計量管理,根據需要及時配備必要的能源計量器具,按照標準要求對各單位的能源計量儀器和儀表的配備率、完好率和使用率進行監督檢查。依法做好能源基礎管理。
(四)注重對工廠供應鏈的相關方施加影響,使相關方一方面能提供節能產品,另一方面相關方的產品本身在制造過程中消耗能源較少。在設備和原材料配套件采購過程中,將能耗指標作為采購的依據,在滿足工藝要求的前提下,優先采用能耗低的設備和配套件。
(五)推動企業進一步加大機構調整和技術進步的力度。把節能減排與結構優化、技術進步結合起來,淘汰一大批技術落后、污染環境、資源利用效率比較低的工藝、技術和設備,引進一批節能減排的先進設備。在新開發項目立項時,更注重以減少能源消耗或提高能源使用效率為主要技術經濟目標。同時要加大產品調整轉型的力度,多為用戶提供節能型產品。
(六)提高以成本控制為中心的管理能力,推進經濟增長方式的轉變。繼續深入扎實地堅強成本管理,進一步優化工藝技術,降低產品設計成本,加快技術創新及新材料應用,降低原材料成本,盡可能把能源漲價影響成本增加的不利因素降到最低。強化能源管理,不斷推進企業經營機制轉換,深化產品結構調整,加大更新改造投入,提高設備綜合利用率,推廣節能技術,降低能源消耗,增強企業競爭力。
(七)健全原材料消耗及定額管理制度。加強企業原材料的基礎工作建設,完善原材料消耗統計原始記錄,完善計量、統計核算制度,健全原材料消耗定額管理制度,對原材料消耗定額進行目標分解,落實到單位、班組和個人,建立有效的激勵和約束機制,定期檢查企業原材料消耗指標的完成情況、及時準確反映原材料消耗水平既節約目標的實現情況,提高原材料利用率,對發現的問題、敦促整改、節獎超罰。
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照明,低碳工業的“綠”動力
工業行業的高速發展,造成了工業環境污染和由生態耗竭引起的工業生態失衡等問題,對生態環境和工業的持續發展造成了消極的影響。在這種客觀背景下,工業的綠色化成為必然趨勢,工業企業正在尋求由傳統高消耗型發展模式向高效綠色型發展模式轉變。而優質的照明解決方案無疑是企業的隱形綠色生產動力。
照明不僅能提高人們的生活質量,還能在創造社會效益的工業領域提升價值。飛利浦認為,“以LED為代表的高效照明解決方案能夠為企業節約大量電費;可以實現對每個生產細節的精密照明,保障工藝和質量的實現;還可以為員工提供安全、健康和舒適的工作環境。”
飛利浦照明率先提出“綠動工廠”的理念,以節能、高效、安全為綠動力,致力于構建工業企業的持續競爭力。在此過程中,飛利浦與工業企業一直保持著就設施建設和生產工藝方面的信息交流,通過不斷研發領先的光學技術與高效節能的照明產品及照明解決方案,立足使工業的生產過程更加綠色環保,幫助企業達到持續發展的目標,并促進環境保護的追求。
今年以來,飛利浦照明相繼走進重慶、長春、上海、西安和青島等多個城市,聯合汽車和鋼鐵行業知名廠商探討如何用“綠動工廠”為企業節能增效。飛利浦展示了包含廠房、辦公室、道路等在內的全方位綠色照明解決方案,受到了與會者的一致關注。
先進的照明解決方案則是實現理想綠色照明效果的硬件保障。堅固的燈體、高反射性材質、特別設計的反射鏡及高效的光源可以為企業直接帶來成本的降低,同時提高利潤率。據悉,鞍鋼在實施了由飛利浦照明提供的綠色照明綜合解決方案后,照明用電較之前節約40%。這便是照明設備投入與綜合管理的實際成效。
照明設備管理的另一層收效來自于員工的視覺健康以及穩定的工作情緒。著名照明專家、中國照明學會室內照明專業委員會名譽主任任元會強調:“如今我們所講的節能是一種為滿足生產、工作,并在提高我們習慣、保護身體健康的前提下提倡的節能,是運用高科技手段,選擇更合理更高效的光源來達到的合作。”
飛利浦還推“試用”的市場舉措,并承諾在試用期間內根據項目進展情況為客戶量身定制解決方案,最終讓客戶能通過其優異的產品性能來體現選擇飛利浦的價值。
“綠動工廠”為鋼鐵行業節能減排
鋼鐵行業是節能減排和轉型升級的重點行業。飛利浦率先提出了讓鋼鐵行業客戶沒有后顧之憂,輕松完成照明應用與國際化接軌的試用計劃,覆蓋了貯礦、生產、運輸、辦公、廠區景觀、道路、生活區等多個環節;此外,飛利浦還將在6個月的試用期內提供維修和保養服務。
對于照明而言,設備科學管理的第一步就是采用合適的系統。而系統的先決標準就是節省能源,為工廠的降本增效提供直接的產出。在 “綠動工廠”的項目平臺中,飛利浦集多年的工業照明經驗,針對鋼鐵行業每一個環節的細微需求,設計出符合節能標準同時更注重長效安全的綜合方案。比如,在原料堆儲區域,照明需求是安全第一,而且要堅固耐用,盡量減少更換程序和維護成本,需要中光束或寬光束投光燈提供場地照明。在傳送區域,就需要盡量使用防水防塵燈具,同時要具備抗震性能。
飛利浦對此的建議是采用Tango投光燈系列,其不僅結構緊湊、堅固耐用;而且可以采用高效對稱和非對稱反射器,也可采用聚光圓形反射器或寬反射器,使用范圍很廣;維護更是方便,打開高彈性前置玻璃搭扣,即可快速方便地更換電源和電器;采用5mm厚鋼化玻璃硅橡膠密封圈,所有外部器件均采用不銹鋼,保證了燈具的高等級防護水平。
另外,一般鋼鐵行業的軋鋼車間主廠房高達18-30米,熱軋車間溫度稍高、水蒸氣大;冷軋車間水蒸氣大,由于酸洗產生較大的污染性酸蒸汽很容易腐蝕燈具,所以在酸洗區域還需要選用耐腐蝕的燈具;而行車作業區域照明則要求較高的照度,無陰影,局部照明不宜太亮,以免產生過度反光,對工人視覺產生干擾。
為此,飛利浦高天棚燈具Versebay Elite系列,采用CDM光源,含水銀少,無鉛,環境效益出色;在具備高等級的防護性能之外,該系統的系統效率達到了相當的水平—光源光效最高達到120 lm/w;而且明亮的白色燈光,具有極佳的顯色性,能保證工人操作的安全指數;Versebay Elite還擁有長達12000小時的使用壽命,配備電子鎮流器,并有210W 和 315W 2 種光源可供選擇。
專業照明打造汽車行業“綠色生產力”
對汽車工業領域來說,采用高效照明在內的多種手段不僅有助企業提高生產率、降低安全隱患;而且通過提升照明手段帶來的綜合效應,還是創造“綠色生產力”應對激烈的競爭環境和成本壓力的有力工具。
在行業普遍預測2012年車市將回歸理性增長的情況下,提高自身效率和產品競爭力就成為中國眾多汽車廠家的選擇。如今,越來越多的廠商正在深化內部挖潛,以追求精益的生產流程來實現降低成本、提高效率,打造綠色生產線。
飛利浦照明大中華區專業照明副總裁Chandra Vaidyanathan表示:“我們一直在不斷地尋求照明技術的革新和突破,為汽車生產提供與其品質相匹配的照明解決方案。未來,我們將以動態智能為方向、以節能為追求,通過更多創新的照明解決方案來應對行業的變化,推動中國汽車制造業的產業升級。”
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Key words: electrical factory; Energy saving technology; Management; measures
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
節能減排是經濟社會發展的必然趨勢,也是建設環境友好型社會的必由之路。對于工廠而言,降低生產成本、提高產品質量是企業發展的根本之道,因此,在控制企業用電成本這塊我們嘗試過很多辦法,也取得了很好的經濟效益和社會效益,比如變頻器在工業生產中的廣泛應用,比如說無功補償裝置在客戶端的大量投入,尤其是用電大戶端,再比如說節能設備的大量使用,如節能變壓器、低阻電纜等,另外在用電管理方面也制定了很多措施,小到企業的照明管理等。通過很多辦法都可以降低企業的用電成本,取得節本增效的效果,下面就闡述一下節能技術在工廠電氣技術中的應用。
一 電氣節能的主要內容
一般而言電氣系統節能的主要內容包括以下幾個方面:1)供配電系統的節能,可以從計算負荷、補償功率因數、治理諧波以及選擇適用的變配電設備等幾個方面著手;2)電氣照明的節能,包括選擇適用的照明設備,進行照明控制以及光纖照明等;3)工廠實體建筑的電氣設備,包括電動機、空調系統以及給排水系統與其它典型的建筑設備等;4)計量和管理方面,包括電能與冷熱量的計量、空調系統與能耗的計量等等;5)電能源的綜合利用方面,比如地源熱泵、太陽能、蓄熱式電采暖系統、冰蓄冷系統、風力發力等各種節能系統。限于篇幅,本文就從工廠電氣系統日常的運營管理方面,分析幾項節能技術。
二 工廠電氣節能的幾點有效措施
1.合理布置電氣傳輸
眾所周知,工廠中存在著數量種類繁多的設備,其用電設備的容量也存在著差異,總配電室與分配電室位置確定應與電氣專業有效配合,應該使其盡可能靠近負荷的中心,這樣的做法可以將配電線路的長度縮短,減少電能的無效耗損。供電線纜的材料最好用銅線,因為銅的導電性能優越,同樣可以降低在傳輸過程中的損耗。
同時還要注意三相平衡的問題,所謂三相平衡就是指三相線路之間的負荷要保持平衡。包括照明和單相用電設備在內,在三相上所接負荷應該盡量保持大小相等或相差很小。
2.結合現代科技采用節能型設備
在很多機械工廠中的專用電氣設備應采用高效節能的電動機,以Y系系列為代表,其設備具有體積小、重量輕、噪聲低、起動性能好和絕緣水平高等諸多優點。而如果采用YX系列的高效電動機,其產生的效率則要比Y系列在原有基礎上提高3%。與此同時,根據負荷變化情況應該選擇有效的交流電動機的調速方式,在電能消耗過多的工廠可考慮配置變頻調速控制器。
3. 降低電氣系統的無功損耗
在機械工廠中,大量的用電設備會在傳輸以及使用的過程中,造成無功電能損耗,針對這一現象,無功功率補償的提出是有效實現節電節約電能的重大舉措。這種裝置一般都設立在變配電室的低壓母線上,對其進集中的補償,這樣的做法可以有效減小電力系統將無功功率傳輸到配電線路上的電流,因此可以將這部分線路的電能損耗降低。但是若想從根本上補償無功,最理想也是最有效的方法則是從設備端采取無功補償措施,但這種方法也同樣存在一個弊端,如果工廠中存在的電機數量多、起動方式各異的話,在實際過程中運行起來則非常困難,容易影響工作效率。因此工廠在采用這種方法時應因地制宜。
4. 關于變壓器的節能措施
簡而言之,變壓器的節能措施就是減少變壓器的有功損耗。變壓器的選用是十分關鍵的,最好選擇節能型變壓器,比如S9,SL9,SC8等型號的變壓器。這種型號的變壓器采用的都是優質冷軋取向硅鋼片,由于經過特殊的處理,硅鋼片的磁疇方向幾乎一致,減少鐵芯渦流好,減少了漏磁損耗。
5. 減少供配電線路損耗是供配電線路經濟運行中的重要指標
在實際工作的過程中,線路上的電流通常是不變的,如果要想減少線損,那么唯一的途徑就是盡量減少線路的電阻。而根據線路的電阻計算公式R=ρL/S可知,導線電阻率ρ、導線長度L應該成正比,與導線截面S則應成反比。因此,減少電阻值應注意以下幾點:
1)盡量選用電阻率較小的導線。2)盡量減少線路的長度。3)盡量增大導線的截面積。
三 工廠建筑電氣節能有效措施
1. 有關照明的節能。照明的負荷雖然在機械工廠總負荷中所占比例較小,其比例大約在5%~10%左右,可若照明器具選擇不當,其長期運行所積累的損耗也是很大的一部分。因此,在工廠照明器具的選擇上應盡量選用發光效率較高的節能型燈具,諸如熒光燈、金屬鹵化物燈等。應該盡量減少或杜絕白熾燈的使用。不僅如此,在選擇鎮流器的時候也應注意遵循以下幾點:① 電子鎮流器雖然在無功功率補償上的效果較為突出,但其只適用于周圍環境對電子干擾要求不高的場合。② 如若周圍環境對電子干擾要求較高,則最好選用電感式鎮流器或復合式鎮流器,這樣便可用來彌補電子鎮流器的不足之處。
2. 在工廠建筑電氣中的電動機節能措施通常都是與暖通、給排水、建筑等專業的設備配套的,所以應該由設備制造廠商供應。因此,節能措施的貫徹只能發生在運行過程中,不僅減少由于輸送超前無功而引起的有功損耗外,還應減少電機在工作當中的輕載和空載運行。
四 加強工廠電力計量管理
企業需要加強對電力計量的管理 ,有兩層含義 ,其一就是加強管理可以避免因為計量問題而給企業經營帶來的隱患 ,對運行的重要電能計量裝置實行質量跟蹤、狀態監測、抽樣檢定、動態管理 ,定期進行對在用計量裝置測試數據分析 ,避免計量裝置失準運行 ,提高在用電能計量裝置準確性 ;其二就是根據電能計量的結果制定相關長效機制 ,比如說同樣的辦公室或者車間用電量的比較 ,比如說空調、照明電量的比較等等 ,通過這些電量可以看出設備的使用情況 ,進而制定出相關措施 ,減少不必要的電能損耗或者使用 ,降低企業產品的成本。
企業降低成本的方法有很多 ,其中通過節能技術在電氣方面的應用就可以大大降低企業的用電量 ,提高企業的核心競爭力 ,希望節能技術能為企業的發展貢獻更大的力量。
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工業產品生產成本構成很多,其中用電成本是絕對不可忽視的。尤其對于污水處理廠而言,電能消耗占的比重更大。控制住了污水處理廠的電耗就是降低了它的成本。在控制企業用電成本這塊我們嘗試過很多辦法,也取得了很好的經濟效益和社會效益。比如變頻器在大功率設備中的廣泛應用;無功補償裝置在客戶端的大量投入,尤其是用電大戶端;再如節能設備的大量使用,如節能變壓器、低阻電纜等。另外在用電管理方面也制定了很多措施,小到企業的照明管理,大到鼓風機錯開尖峰時段,潛水泵高水位運行等等。通過很多辦法都可以降低企業的用電成本,取得節本增效的效果,下面就闡述一下節能技術在工廠電氣方面的應用。
1.污水處理廠使用節能型供配電系統
供配電系統節能的重點應該在設計、優化階段,而這塊往往容易被大家忽視。一方面很多時候配電系統以及部分設備并不是完全由工廠自己決定,另外是考慮到初投資的問題,因此對于使用節能型供配電系統并沒有得到完全認可,其結果是雖然減少了原始投資卻導致后續成本增加。因此建議新上項目一定要慎重考慮供配電節能環節。
1.1推廣使用節能型變壓器
變壓器是輸變電行業中的耗能大戶,據估計,我國變壓器的總損耗占系統總發電量的10%左右,如損耗每降低1%,每年可節約上百億度電,推廣節能變壓器事在必行。推薦使用干式變壓器,如果已經使用油浸變壓器,在條件允許的情況下可以進行改造,油浸變壓器維護的工作量和費用相對也比較大,這也是油浸變壓器的明顯的不足之一。
1.2安裝無功補償裝置
功率因數的高低對工廠企業來說其重要性不言而喻,因此,必須設法提高工廠供電各相關部分的功率因數,以充分利用變、配、用電設備的容量,增加其輸電能力,減少功率損耗和電能損耗,以達到節約電能、提高供電質量和提高設備利用率的目的。在客戶端設置無功補償裝置是有必要的,尤其對大客戶,特別是有大型電機居多,感性設備居多的情況下有必要考慮無功補償裝置,提高供電品質。
2.選擇節能設備
目前,節能設備得到了廣泛的應用和推廣,其中尤以變頻器最為引人矚目,而且確實取得了非常好的節能效果,另外節能燈具、Y型高效電機等也都得到了廣泛的應用。
2.1 Y型高效電動機
高效電動機與普通電動機相比,優化了總體設計,選用了高質量的銅繞組和硅鋼片,降低了各種損耗,據估計損耗可降低20%~30%,效率提高2%~7%;投資回收期一般為1~2年,有的短至幾個月。有下列情況的應該考慮選用高效電動機:
(1)在新上項目需要新的電動機時。
(2)舊電動機損壞或電動機繞組需要進行重繞時。
(3)在電動機長期運行于低負載或過負載狀態下需要更新電動機時。
2.2推廣使用變頻設備
我廠大功率設備幾乎全部使用變頻調節,節能效果顯著。如潛水提升泵,采用變頻調速,實踐證明能耗比直接啟動降低約30%。鼓風機使用磁懸浮變頻鼓風機,該風機由磁浮軸承控制器、變頻器和高速電機三部分組成。由于取消了增速器及聯軸器,因此沒有額外的磨擦損失,再加上磁懸浮離心鼓風機采用磁懸浮軸承,軸承磨擦損失也沒有了,使得其能源消耗及操作成本大大減少。特別是污水處理廠的風機、大動力設備一直在工頻狀態下運行,這樣就需要利用閘閥控制風量、流量,結果就是損失了大量的電能。而改為變頻調節后,通過改變電機的轉速(也就是改變了電機的輸出功率)來調節風量、流量,我們知道,功率和轉速的平方成正比,因此大大減少了損耗,從而實現節能的目的。
2.3節能型照明電器
節能型照明電器優點很多,高效低耗,節能環保,驅動電壓低,響應速度快,安全性高,使用壽命長。照明設計的要求不僅要掌握照明設計的理論,還要了解國內外有關照明技術的新動態。采用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品(電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材以及調光控制器和控光器件),改善提高人們工作、學習、生活的條件和質量,從而創造一個高效、舒適、安全、經濟、有益的環境,充分體現現代文明的照明。
2.4使用低阻電纜,合理選擇導線截面
我們都知道,輸電線路的損耗和電阻有著平方的關系,線路的阻值越大,那么消耗的能量就越多,因此散發出來的熱量也越大。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路損失,同樣電纜散熱量較小,在高負荷、高溫度的夏季也減少了事故的可能性。另外合理選擇導線的截面積也是必須的,設計電纜的時候,在充分考慮負荷容量和擴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.加強污水處理廠的電力計量管理
污水處理需要加強對電力計量的管理,有兩層含義,其一就是加強管理可以避免因為計量問題而給企業經營帶來的不利影響,對運行的重要電能計量裝置施行質量跟蹤、狀態監測、抽樣檢定、動態管理,定期進行對在用計量裝置測試數據分析,避免計量裝置失準運行,提高在用電能計量裝置準確性;其二就是根據電能計量的結果制定相關長效機制,比如說同樣的辦公室或者車間用電量的比較,比如說空調、照明電量的比較等等,通過這些電量可以看出設備的使用情況,進而制定出相關措施,減少不必要的電能損耗或者使用,降低企業的成本。
4.結語
使污水處理行業降低成本的方法有很多,其中通過節能技術在電氣方面的應用就可以大大降低污水廠的用電量,提高污水廠的核心競爭力,希望節能技術能為污水處理行業的發展貢獻更大的力量。
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節能減排是經濟社會發展的必然趨勢,也是建設環境友好型社會的必由之路。對工廠而言,降低生產成本、提高產品質量是企業發展的根本之道,因此,在控制企業用電成本這塊我們嘗試過很多辦法,也取得了很好的經濟效益和社會效益,比如變頻器在工業生產中的廣泛應用,無功補償裝置在客戶端的大量投入,尤其是用電大戶端,再比如節能設備的大量使用,如節能變壓器、低阻電纜等,另外在用電管理方面也制定了很多措施,小到企業的照明管理等。通過很多辦法都可以降低企業的用電成本,取得節本增效的效果,下面就闡述一下節能技術在工廠電氣技術中的應用和具體實例。
一、工廠電氣節能技術簡介
1、使用節能型供配電系統
供配電系統節能的重點應該在設計與優化,而這塊往往容易被大家忽視,很多時候電廠配電系統以及部分設備并不是完全由工廠自己決定,另外考慮到初投資的問題,因此對于使用節能型供配電系統并沒有得到完全認可。
1.1、合理的供電電壓
供電電壓的選擇應根據用電容量和供電距離并考慮當地電網現狀、用戶的用電負荷性質及未來發展規劃等因素綜合而定。一般而言,如果是6~10kV的配電電壓,由于10kV技術經濟指標較好,如供電系統能耗和有色金屬耗量均較小,因而高壓配電電壓應首選10kV;當用戶6kV設備居多、且容量較大、在技術經濟上合理時,考慮采用6kV;當用戶有少量3kV電動機時,可用10(6)/3kV專用變壓器供電。
1.2、節能型變壓器
變壓器是輸變電行業中的耗能大戶,據估計,我國變壓器的總損耗占系統總發電量的10%左右,如損耗每降低1%,每年可節約上百億度電,推廣節能變壓器勢在必行。推薦使用干式變壓器,如果是已經有舊的油浸變壓器,在條件允許的情況下進行改造,油浸變壓器維護的工作量和費用相對也比較大,這也是油浸變壓器的明顯不足之一。
1.3、無功補償裝置
功率因數的高低對工廠企業來說其重要性不言而喻,因此,必須設法提高工廠供電各相關部分的功率因數,以充分利用變、配、用電設備的容量,增加其輸電能力,減少功率損耗和電能損耗,以達到節約電能、提高供電質量和提高設備利用率的目的。在客戶端設置無功補償裝置是有必要的,尤其對大客戶,特別是有大型電機居多,感性設備居多的情況下有必要考慮無功補償裝置,提高供電品質。
2、選擇節能設備
目前,節能設備得到了廣泛的應用和推廣,其中尤以變頻器最為引人矚目,而且確實取得了非常好的節能效果,另外節能燈具、Y型高效電機等也都得到了廣泛的應用。
2.1、推廣使用變頻器
通過近幾年的發展,高壓變頻調速技術已經日趨成熟,已經開始在各個領域廣泛應用,工礦企業中可能有大量的風機、水泵等大動力設備一直在工頻狀態下運行,這樣就需要利用閘閥控制風量、流量,結果就是損失了大量的電能。而改為變頻調節后,通過改變電機的轉速(也就是改變了電機的輸出功率)來調節風量、流量,我們知道,功率和轉速的平方成正比,因此大大減少了損耗,從而實現節能的目的。
2.2、Y型高效電動機
高效電動機與普通電動機相比,優化了總體設計,選用了高質量的銅繞組和硅鋼片,降低了各種損耗,據估計損耗可降低20%~30%,效率提高2%~7%,投資回收期一般為1~2年,有的短至幾個月。
2.3、使用節能型照明電器
節能型照明電器優點很多,高效低耗,節能環保,驅動電壓低,響應速度快,安全性高,使用壽命長等。照明設計的要求不僅要掌握照明設計的理論,還要了解國內外有關照明技術的新動態。采用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品(電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材,以及調光控制器和控光器件),改善提高人們工作、學習、生活的條件和質量,從而創造一個高效、舒適、安全、經濟、有益的環境,充分體現現代文明的照明。
2.4、使用低阻電纜、合理選擇導線截面
我們都知道,輸電線路的損耗和電阻有著平方的關系,線路的阻值越大,那么消耗的能量就越多,因此散發出來的熱量也越大。為了減少電纜上的電能損失,建議使用低阻值的電纜,這樣可以減少輸電線路損失,同樣電纜散熱量較小,在高負荷、高溫度的夏季也降低了事故的可能性。另外合理選擇導線的截面積也是非常重要的,設計電纜的時候,在充分考慮負荷容量和擴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、加強工廠用電管理,合理使用峰谷電力資源
峰谷用電:電力行業中峰谷的含義是用山峰和山谷來形象比喻用電負荷特性的變化值。通常白天8:00至21:00的用電為高峰用電,深夜21:00至次日8:00的用電為低谷用電。“峰谷電價”意義在于鼓勵居民利用低谷電價的優惠條件大量消費低谷電力,比如電熱水器、空調和其他電器設備。同時,對電力部門來說,將高峰用電轉移到低谷時段,既緩解了高峰電力供需缺口,又促進了電力資源的優化配置,是一項“削峰填谷”的雙贏政策。對于工廠而言充分利用低谷電量進行生產是非常必要的,對于有條件的企業鼓勵低谷期間用電,這樣可以節省大量的用電成本,實際工作中,我們也發現很多工廠白天期間線路負荷較小,夜間線路負荷很大,這樣就大大節省了企業的生產成本,經濟的杠桿作用明顯。
4、加強工廠電力計量管理
企業需要加強對電力計量的管理,有兩層含義,其一就是加強管理可以避免因為計量問題而給企業經營帶來的隱患,對運行的重要電能計量裝置施行質量跟蹤、狀態監測、抽樣檢定、動態管理,定期進行對在用計量裝置測試數據分析,避免計量裝置失準運行,提高在用電能計量裝置準確性。其二就是根據電能計量的結果制定相關長效機制,比如說同樣的辦公室或者車間用電量的比較,比如說空調、照明電量的比較等等,通過這些電量比較可以看出設備的使用情況,進而制定出相關措施,減少不必要的電能損耗或者使用,降低企業產品的成本。
二、工廠電氣節能技術應用實例
下面例舉的兩個具體電氣節能實例均為本單位的實際應用,并進行詳細的經濟節能估算,供大家參考。
1、循環水泵變頻控制
本單位的一臺循環水泵,額定電壓為0.4kV,額定電流為380A,進行變頻控制后,經濟節能估算如下:
按照每天12小時,每月20個工作日,一年12個月的運行時間來進行估算。
該水泵采用變頻控制方式后,工作電流約為280A。
按照上面的各種數據,可以得出:
每小時節省的電能為:
W=P×T=1.732×U×I×T
=1.732×0.4×100×1
=69.28kWh
那么一年可以節省的電能為:
69.28×12×20×12=199526.4kWh
按照工業用電每度0.9元的電費來計算,一年節省的電費為:
199526.4×0.9=179573.76元=17.96萬元
變頻器的價格約為6萬元,再加上其他安裝調試運輸等費用,共計約6.4萬元。
6.4÷17.96×12=4.3個月
可推算出,大約五個月時間就可以收回購買變頻器的成本,然而后期運行成本節能可觀。
2、節能變壓器的使用
本公司近年陸續的將老舊高耗能變壓器更新為新型節能型變壓器,以下三臺為同一批次更新,具體明細見表1。
表1-變壓器新舊型號對比
2.1、技術參數對比
之前使用的變壓器均是非節能型三相油浸式變壓器,年代久遠,損耗大,此次更新改造,最主要目的就是節能降耗,做一個新老變壓器損耗的簡單對比,詳見表2。
表2-新老變壓器技術數據對比
2.2、變壓器損耗計算公式
(1)有功損耗:ΔP=P0+KTβ2PK--------(1)
(2)無功損耗:ΔQ=Q0+KTβ2QK--------(2)
(3)綜合功率損耗:ΔPZ=ΔP+KQΔQ----(3)
Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN
式中:Q0――空載無功損耗(kvar)
P0――空載損耗(kW)
PK――額定負載損耗(kW)
SN――變壓器額定容量(kVA)
I0%――變壓器空載電流百分比。
UK%――短路電壓百分比
β――平均負載系數
KT――負載波動損耗系數
QK――額定負載漏磁功率(kvar)
KQ――無功經濟當量(kW/kvar)
上式計算時各參數的選擇條件:
(1)取KT=1.05
(2)對城市電網和工業企業電網的6kV~10kV降壓變壓器取系統最小負荷時,其無功當量KQ=0.1kW/kvar
(3)變壓器平均負載系數,對于工業企業,實行三班制,可取β=50%
2.3、具體經濟節能計算
對于新變壓器S11-1000/10來講,計算如下:
ΔP=P0+KT×β×2×PK=1.15+1.05×0.5×2×10.3=12
ΔQ=Q0+KT×β×2×QK=0.7%×1000+1.05×0.5×2×4.5%×1000=54.25
ΔPZ=ΔP+KQ×ΔQ=12+0.1×54.25=17.4
同理,舊變壓器SJL-1000/10如下:
ΔP=P0+KT×β×2×PK=4.1+1.05×0.5×2×14=18.8
ΔQ=Q0+KT×β×2×QK=5%×1000+1.05×0.5×2×4.5%×1000=97.25
ΔPZ=ΔP+KQ×ΔQ=18.8+0.1×97.25=28.53
兩者比較,一年節約電能為:
W1=(28.53-17.4)×220×24=5.9萬kWh
同樣,計算黑降1#所變:
W2=(2.74-1.34)×220×24=0.7 萬kWh
計算黑降107#變速箱壓鑄:
W3=(17.1-8.6)×240×24=4.5萬kWh
所以W=W1+W2+W3=5.9+0.7+4.5=11.1萬kWh
按工業用電一度0.9元計算
三臺老舊變壓器更新后,每年節省運行費用約為:
0.9元×11.1萬kWh=10萬元
三、結束語
企業降低成本的方法有很多,其中通過節能技術在電氣方面的應用就可以大大降低企業的用電成本,提高企業的核心競爭力,希望節能技術能為企業的發展貢獻更大的力量。
篇7
近日,《經濟》記者專訪了ABB北亞區總裁、ABB(中國)有限公司董事長兼總裁柯睿思。柯睿思先生就ABB公司在中國的長期發展計劃、如何將電力和效能有機結合、ABB的本地化發展戰略等問題向記者做了介紹。
增效節能
《經濟》:ABB曾于2005年提出將“電力和效能建設美好世界”確定為未來五年發展的戰略口號,這點和中國的目標非常吻合,中國也在講節能增效和建立節約型社會。能談談你們是如何在現實中貫徹這個戰略口號的嗎?
柯睿思:作為全球電力和自動化領域的領導企業,ABB早在50年前就將環境問題作為研發的重點領域,致力于幫助電力和各行業用戶確保電網穩定性、提高工業生產率、實現增效節能。多年來,ABB在創新和研發方面保持著高額的投入,每年研發投資超過10億美元。ABB超過50%的研發費用集中投入在為企業提供增效節能的技術和產品方面,幫助企業降低能耗。
ABB將環境保護戰略應用于自身生產和運營中,將企業經營對環境的影響降到最低。例如,ABB要求公司所有的制造工廠嚴格遵守ISO 14001等國際環境標準;每當建設新工廠或擴建現有廠房時,都會把節能減排作為整個項目的重點環節,大規模應用環保產品與技術。
同時,增效節能是ABB所有產品共有的核心優勢。客戶可以在ABB一站式選購增效節能產品。ABB不僅提供單一的增效節能產品,還提供能源管理的整套解決方案,從能源評估到幫助客戶解決問題。此外,在新產品和新技術的開發階段,ABB會對產品在整個生命周期內的環境影響進行評估,以不斷強化ABB產品和技術在增效節能方面的優勢。
《經濟》:ABB的業務重點非常明確,是為確保電網穩定性、提高工業生產率、實現增效節能設計產品、系統、解決方案和服務,推動盈利性增長,包括ABB自身和客戶的盈利性增長。您對此如何看待?
柯睿思:增效節能是全球各個領域的長期趨勢,無論經濟環境如何變化,這一整體趨勢都不會改變。ABB的核心業務包含電力和自動化兩個部分,致力于幫助電力和各行業用戶確保電網穩定性、提高工業生產率、實現增效節能,以應對經濟和環境的挑戰,實現可持續發展。ABB的業務、技術、產品和服務符合當今全球各個領域的長遠趨勢,順應了市場對這類技術不斷增長的長期需求。
ABB時刻關注客戶需求的變化。在研發上,ABB采用了創新性的研發模式,從研發的初期就聆聽客戶的需求。ABB在新技術的“萌芽期”就開始與客戶進行密切而廣泛的合作,不但奠定了ABB新技術在起跑階段的領先優勢,還為日后新技術的應用鋪平了道路。通過早期的互動參與,本地客戶的創新意識和能力也可以得到一定的啟發和提高。
ABB不斷加大本地研發和服務力量,以貼近客戶,加快對客戶需求的反應速度。例如:2009年3月,ABB過程自動化業務部工程中心在重慶北部新區成立。該中心整合了過程自動化部門在國內工程支持的系統資源,實現工程資源的充分優化和利用,幫助ABB更加貼近客戶,進一步及時、準確、深入地了解客戶需求,提高企業對市場需求的快
速反應能力,為客戶提供更高效的服務。
本地化戰略
《經濟》:您如何看待ABB的本地化戰略?
柯睿思:ABB集團自中國改革開放之初進入中國的那一刻起,就始終立足于中國,堅持本土化經營與發展的策略,積極促進本土研發水平提高和本地人才培養,與合資企業和合作伙伴共同發展進步。ABB的本地化經營戰略不僅令企業自身在卓越經營和技術創新方面保持行業領先地位,還帶動了整個行業的發展。本地化戰略使企業自身及時掌握市場趨勢變化、更好地滿足中國用戶的需求,推動了ABB在華業務的高速增長。
目前,ABB在中國擁有27家本地企業和38個銷售與服務分公司,員工超過1.5萬人,業務涵蓋研發、制造、銷售和服務等各個環節。從2007年開始,ABB中國在員工總數、訂單額和銷售額三方面均位居集團首位,中國已經成為ABB全球名副其實的第一大市場。ABB連續5年蟬聯“中國電氣工業100強排行榜”上榜企業總數冠軍。ABB的在華企業中,很多已經成為輸配電、自動化產品領域的全球性生產基地。
ABB的本地化戰略主要體現在以下幾個方面:第一,保持在中國的投資節奏;第二,致力于實現本地化生產,不斷引進全球領先的產品、技術和經營理念,確立了ABB在華企業在行業內的技術領導地位,并成為行業的標準制定者;第三,立足于中國的研發;第四,積極培養本地人才;第五,積極承擔企業社會責任,做優秀企業公民。
《經濟》:2月19日,ABB(中國)有限公司宣布了2008年業績,銷售收入創新高,超過41億美元,比2007年增長21%。近5年來,公司銷售額保持20%的年均增長速度。似乎全球金融危機對ABB的影響不大,能具體談談嗎?
柯睿思:在我看來,首先,ABB取得如此好的成績是基于ABB非常好的產品和技術實力;基于客戶與ABB在長期合作中建立起來的信任;基于ABB在技術、產品領域及時根據客戶需求提供服務。
第二,在技術方面,我們一直對中國保持著穩步的投資趨勢,做了大量技術研發工作,從而為客戶提供最新的技術。
第三,ABB的產品線和技術與客戶的需求相關聯,比如增效節能領域。市場需求有很多的變化,但最主要的需求是不變的,只要滿足了客戶的最新需求,公司才可以穩步發展。
第四,對人才的重視,人才是決定我們業績最重要的先決條件,所以我們在人才培養方面保持著持續不斷的投入。
面對當前全球性金融危機,ABB對市場前景依然保持樂觀,并確認集團2007年到2011年的中期目標保持不變。ABB的目標是:在全球經濟低迷期過后,ABB具有更強的競爭力。
《經濟》:ABB中國的出口業務已走向15個海外市場,能詳細談談ABB在這些海外市場的業務嗎?
柯睿思:ABB長期致力于技術引進并在本地進行生產,在提升本地企業生產實力和技術水平的同時帶動整個行業的發展,目前已經取得了豐碩的成果。2008年ABB中國的對外出口總額達到4.82億美元,比2007年增長83%。這表明海外客戶對ABB在華設計、生產和工程服務能力認知度得到不斷提升。
經過多年的持續發展,ABB的很多在華企業已經成為ABB集團在全球的生產基地,包括:廈門ABB開關有限公司、重慶ABB變壓器有限公司、南昌ABB泰豪發電機有限公司,等等。
隨著在華技術和研發實力的不斷增強,ABB在華企業不僅向海外市場提品,而且已經具有提供設計和研發服務的能力。比如:2008年ABB變壓器設計中心落戶重慶ABB變壓器有限公司,這個設計中心可以借助ABB全球變壓器設計的平臺與標準,為ABB重慶變壓器有限公司在中國的客戶提供量身定做的產品設計,同時還支持ABB在其他國家的設計需求。設計團隊已經為ABB瑞典、德國和美國等國家的客戶進行了變壓器設計。
2009年的打算
《經濟》:ABB中國2009年有什么計劃和安排?
柯睿思:2009年對每一個企業來說都是充滿挑戰的一年。但是我相信,中國市場依然會強勁。ABB將保持在中國的業務和投資勢頭,并通過增加培訓和發展機會保持員工的競爭力。我們已經在為經濟的再次騰飛做準備。
現在很多國家的政府都推出了財政刺激計劃,比如中國政府推出的很龐大的刺激內需和經濟發展計劃,相當一部分都是跟基礎建設相關。ABB將繼續利用自身技術優勢發揮在其中的作用。
開拓增效節能市場。氣候保護、增效節能是一個長期趨勢,中國計劃從2006年到2010年要提高20%的能源效率。ABB是一家可以在增效節能領域提供全方位解決方案的全球領先的公司,將繼續在這一領域進行業務拓展。
ABB還將積極追求更大的發展機會,重點關注可再生能源,比如風能,以及其他領域,包括鐵路和水行業等。ABB針對這些不同的領域,也都有相應的解決方案。
此外,通過一系列的措施加強成本控制。但成本控制并不會影響在技術研發、人才培養方面進行的投資。
2009年ABB在中國的愿景包括:要保持ABB全球業務領跑人的角色;在中國的研發是基于為中國服務,同時也服務于全球市場;在增效節能、提高工業生產率和提高電網穩定性方面,ABB希望永遠成為首選的合作伙伴;ABB要延續傳統,繼續成為優秀的企業公民;ABB中國將繼續吸引優秀的人才加盟,目前中國已經成為ABB全球的人才供應基地。
《經濟》:在目前國家大力發展電網建設的大背景下,ABB準備如何把握機會?會有什么具體安排?對于未來有什么樣的發展期望?
柯睿思:ABB密切關注中國政府和相關行業的政策和投資舉措,并進行認真研究,以期利用ABB的優秀產品和技術支持各項基礎設施建設,幫助電力行業客戶確保電網穩定性,實現增效節能。
篇8
供配電系統節能的重點應該在設計、優化階段,而這塊往往容易被大家忽視。一方面很多時候配電系統以及部分設備并不是完全由工廠自己決定,另外是考慮到初投資的問題,因此對于使用節能型供配電系統并沒有得到完全認可,其結果是雖然減少了原始投資卻導致后續成本增加。因此建議新上項目一定要慎重考慮供配電節能環節。
1.1推廣使用節能型變壓器
變壓器是輸變電行業中的耗能大戶,據估計,我國變壓器的總損耗占系統總發電量的10%左右,如損耗每降低1%,每年可節約上百億度電,推廣節能變壓器事在必行。推薦使用干式變壓器,如果已經使用油浸變壓器,在條件允許的情況下可以進行改造,油浸變壓器維護的工作量和費用相對也比較大,這也是油浸變壓器的明顯的不足之一。
1.2安裝無功補償裝置
功率因數的高低對工廠企業來說其重要性不言而喻,因此,必須設法提高工廠供電各相關部分的功率因數,以充分利用變、配、用電設備的容量,增加其輸電能力,減少功率損耗和電能損耗,以達到節約電能、提高供電質量和提高設備利用率的目的。在客戶端設置無功補償裝置是有必要的,尤其對大客戶,特別是有大型電機居多,感性設備居多的情況下有必要考慮無功補償裝置,提高供電品質。
2.選擇節能設備
目前,節能設備得到了廣泛的應用和推廣,其中尤以變頻器最為引人矚目,而且確實取得了非常好的節能效果,另外節能燈具、Y型高效電機等也都得到了廣泛的應用。
2.1 Y型高效電動機
高效電動機與普通電動機相比,優化了總體設計,選用了高質量的銅繞組和硅鋼片,降低了各種損耗,據估計損耗可降低20%~30%,效率提高2%~7%;投資回收期一般為1~2年,有的短至幾個月。有下列情況的應該考慮選用高效電動機:
(1)在新上項目需要新的電動機時。
(2)舊電動機損壞或電動機繞組需要進行重繞時。
(3)在電動機長期運行于低負載或過負載狀態下需要更新電動機時。
2.2推廣使用變頻設備
我廠大功率設備幾乎全部使用變頻調節,節能效果顯著。如潛水提升泵,采用變頻調速,實踐證明能耗比直接啟動降低約30%。鼓風機使用磁懸浮變頻鼓風機,該風機由磁浮軸承控制器、變頻器和高速電機三部分組成。由于取消了增速器及聯軸器,因此沒有額外的磨擦損失,再加上磁懸浮離心鼓風機采用磁懸浮軸承,軸承磨擦損失也沒有了,使得其能源消耗及操作成本大大減少。特別是污水處理廠的風機、大動力設備一直在工頻狀態下運行,這樣就需要利用閘閥控制風量、流量,結果就是損失了大量的電能。而改為變頻調節后,通過改變電機的轉速(也就是改變了電機的輸出功率)來調節風量、流量,我們知道,功率和轉速的平方成正比,因此大大減少了損耗,從而實現節能的目的。
2.3節能型照明電器
節能型照明電器優點很多,高效低耗,節能環保,驅動電壓低,響應速度快,安全性高,使用壽命長。照明設計的要求不僅要掌握照明設計的理論,還要了解國內外有關照明技術的新動態。采用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品(電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材以及調光控制器和控光器件),改善提高人們工作、學習、生活的條件和質量,從而創造一個高效、舒適、安全、經濟、有益的環境,充分體現現代文明的照明。
2.4使用低阻電纜,合理選擇導線截面
我們都知道,輸電線路的損耗和電阻有著平方的關系,線路的阻值越大,那么消耗的能量就越多,因此散發出來的熱量也越大。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路損失,同樣電纜散熱量較小,在高負荷、高溫度的夏季也減少了事故的可能性。另外合理選擇導線的截面積也是必須的,設計電纜的時候,在充分考慮負荷容量和擴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.加強污水處理廠的電力計量管理
污水處理需要加強對電力計量的管理,有兩層含義,其一就是加強管理可以避免因為計量問題而給企業經營帶來的不利影響,對運行的重要電能計量裝置施行質量跟蹤、狀態監測、抽樣檢定、動態管理,定期進行對在用計量裝置測試數據分析,避免計量裝置失準運行,提高在用電能計量裝置準確性;其二就是根據電能計量的結果制定相關長效機制,比如說同樣的辦公室或者車間用電量的比較,比如說空調、照明電量的比較等等,通過這些電量可以看出設備的使用情況,進而制定出相關措施,減少不必要的電能損耗或者使用,降低企業的成本。
4.結語
使污水處理行業降低成本的方法有很多,其中通過節能技術在電氣方面的應用就可以大大降低污水廠的用電量,提高污水廠的核心競爭力,希望節能技術能為污水處理行業的發展貢獻更大的力量。
篇9
1.加快節能型供配電系統在實際應用領域的創新
供配電系統節能的重點應該在設計、優化階段,而這恰恰是容易被大家忽視的領域,很多時候電廠配電系統以及部分設備并不是完全由工廠自己決定,另外考慮到建設初期投資的問題,因此節能型供配電系統并沒有廣泛應用到生產領域。
1.1合理的供電電壓
供電電壓的選擇應考慮用電容量和供電距離以及當地電網現狀、用戶的用電負荷性質和未來發展規劃等諸多因素。一般而言,如果是6~10kV的配電電壓,由于10kV技術經濟指標較好,因為供電系統能耗和有色金屬耗量均較小,所以高壓配電電壓應首選10kV;當用戶6kV設備居多、且容量較大、在技術經濟上合理時,就應采用6kV;當用戶有少量3kV電動機時,可用10(6)/3kV專用變壓器供電。
1.2節能型變壓器
變壓器是輸變電行業中的耗能大戶。據統計,我國變壓器的總損耗占系統總發電量的10%左右,若損耗能降低1%,每年可節約上百億度電,推廣節能變壓器勢在必行。推薦使用干式變壓器,如果是已經有舊的油浸變壓器,在條件允許的情況下進行改造,也可達到事半功倍的效果。
1.3無功補償裝置
功率因數的高低對工廠企業來說其重要性不言而喻。因此,必須設法提高工廠供電各相關部分的功率因數,以充分利用變、配、用電設備的容量,增加其輸電能力,減少功率損耗和電能損耗,以達到節約電能、提高供電質量和提高設備利用率的目的。在客戶端設置無功補償裝置是非常必要的,尤其針對大客戶,特別是有大型電機居多,感性設備居多的情況下有必要考慮無功補償裝置,提高供電品質。
2.選擇節能設備
目前,節能設備得到了廣泛的應用和推廣,其中尤以變頻器最為顯著。
2.1推廣使用變頻器
通過近幾年的發展,高壓變頻調速技術日趨成熟,開始在各個領域廣泛應用,工礦企業中有大量的風機、水泵等大動力設備一直在工頻狀態下運行,這樣就需要利用閘閥控制風量、流量,結果就是浪費了大量的電能。而改為變頻調節后,通過改變電機的轉速(也就是改變了電機的輸出功率)來調節風量、流量,功率和轉速的平方成正比,大大減少了損耗,從而實現節能的目的。
2.2內反饋電機斬波串調調速裝置
內饋電機斬波調速裝置通過內饋繞組,將電動機定子傳輸到轉子的部分電流經過斬波和逆變后反饋回定子,使得轉子輸出的機械功率受控,從而達到調速的目的,對電流斬波可以克服移相控制在調速過程中大量產生感性無功功率的缺點。內反饋電機斬波調速技術的主要優勢是可以只在電機的轉子側進行控制,從而回避了定子調速遇到的高電壓與大容量的問題,使調速控制及裝置簡化,可靠性提高,成本下降。
2.3 Y型高效電動機
高效節能型電動機效率高,用材省,例如Y2電動機雖然平均效率低于Y系列,但在大功率區間效率高于Y系列,材料用量相對也較少。我國目前實際運行的電動機中,以0.55~100 kW的三相異步電動機為主,其中相當于20世紀70年代末世界水平的Y系列占到70%,相當于20世紀80年代末水平的Y2系列占到10%。與國外先進水平相比,目前我國的電動機在能源效率、使用壽命、運行可靠性、材料用量以及噪聲和振動方面等還存在差距,特別是效率低于國外平均水平的約3-5個百分點。
2.4使用節能型照明電器
節能型照明電器優點很多,高效低耗、節能環保、驅動電壓低、響應速度快、安全性高、使用壽命長。照明設計的要求不僅要掌握理論,還要了解國內外有關照明技術的新動態。采用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品(電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材,以及調光控制器和控光器件)。改善提高人們工作、學習、生活的條件和質量,從而營造一個高效、舒適、安全、經濟、有益的體現現代文明的照明環境。
2.5使用低阻電纜,合理選擇導線截面
我們都知道,輸電線路的損耗和電阻是成正比的關系,線路的阻值越大,那么消耗的能量就越多,因此散發出來的熱量也越大。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路損失,同樣電纜散熱量較小,在高負荷、高溫度的夏季也大大降低了事故的發生率。另外合理選擇導線的截面積也是必須的,設計電纜的時候,在充分考慮負荷容量和擴建可能性以及必須的安全裕度下盡量選擇小截面的電纜,可節約成本。
3.加強工廠用電管理,合理使用峰谷電力資源
峰谷用電:電力行業中峰谷的含義是用山峰和山谷來形象比喻用電負荷特性的變化值。通常白天8:00至22:00的用電為高峰用電,深夜22:00至次日8:00的用電為低谷用電。“峰谷電價”意義在于,鼓勵居民利用低谷電價的優惠條件大量消費低谷電力,像電熱水器、空調和其他電器設備。同時,對電力部門來說,將高峰用電轉移到低谷時段,既緩解了高峰電力供需缺口,又促進了電力資源的優化配置,是一項“削峰填谷”的雙贏策。對于工廠而言充分利用低谷電量進行生產是非常必要的,對于有條件的企業鼓勵低谷期間用電,這樣可以節省大量的用電成本,實際工作中,我們也發現很多工廠白天期間線路負荷很小,夜間線路負荷很大,這樣就大大節省了企業的生產成本,經濟的杠桿作用明顯。
4.加強工廠電力計量管理
企業加強對電力計量的管理有兩層含義:一是可以避免因為計量問題而給企業經營帶來的隱患,對運行的重要電能計量裝置施行質量跟蹤、狀態監測、抽樣檢定、動態管理,定期進行對在用計量裝置測試數據分析,避免計量裝置失準運行,提高用電能計量裝置的準確性;二是根據電能計量的結果制定相關長效機制,例如同樣的辦公室或者車間用電量的比較;空調、照明電量的比較等,通過這些電量可以看出設備的使用情況,進而制定出相關措施,減少不必要的電能損耗。
5.結語
企業節能減排降低生產成本的領域很廣泛,而節能技術在電氣方面的應用是極為關鍵且重要的領域,它關系到提高企業的核心競爭力,以及為國家乃至世界環保事業貢獻力量的雙贏局面。
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INS是施耐德的負荷開關。
施耐德電氣(中國)有限公司是全球能效管理領域的領導者,1836年由施耐德兄弟創立。主要業務包括電力、工業自動化、基礎設施、節能增效、能源、樓宇自動化與安防電子、數據中心和智能生活空間等業務領域。
施耐德自1987年進入中國,助力中國地區建設提質升級,傳遞綠色能效的理念和價值,確立了中國市場的領先地位。
施耐德在華擁有28000名員工、53個辦事處、28家工廠、7個物流中心、1個研修學院、3個全球研發中心、1000多名研發工程師、1個實驗室、1所能源大學,700多家分銷商和遍布全國的銷售網絡。
(來源:文章屋網 )
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1、 工廠供配電系統概述
所謂工廠供電就是指工廠所需電能的供應和分配,也稱工廠配電。總的來說,工廠供配電系統由降壓變電所、高壓配電線路、低壓配電線路以及用電設備等組成。工廠供配電系統先將電力系統的電能降壓之后,再將其分配到各個車間或廠房中去。隨著社會生產發展的需要,供配電系統發展也呈現一種新趨勢:現階段,往往采用提高供電電壓的方式來解決大型城市配電距離長的問題;工業企業以及一些大型用電設備,往往通過提高電壓來增加輸電距離,從而提高輸電能力;通過減少變壓器的數量來簡化配電系統,可以提高供電的可靠性。但是我國在設備上還未做到全面配套,所以有些尚未得以推廣。除此之外,配電智能化系統得到越來越廣泛的應用。通過借助計算機以及網絡通信技術對配電網進行智能化管理,做到運行管理的自動化,很好的提高工作效率,有效增強了供配電系統的可靠性。2、工廠供電設計原則
工廠供配電設計是整個工廠設計中的一個重要組成部分,它設計質量的高低、優劣,可以說直接影響著工廠日后的生產與長遠發展。因而,這就對工廠供電工作人員的素質和技能提出了要求。在進行工廠供配電設計時,必須要按照《供配電系統設計規范》、《低壓配電設計規范》等國家相關規定的要求,遵循以下原則:其一,遵守規程、執行政策。必須遵守國家相關規定及標準,貫徹執行國家節約能源,節約有色金屬等相關方針政策。其二,安全可靠、先進合理。進行工廠供電設計首先必須要保障人身和設備的安全,保證供電的可靠性以及電能質量合格,做到技術先進和經濟合理,盡可能采用效率高、能耗低和性能好的電氣產品。其三,近期為主、考慮發展。在設計時,要綜合考慮工廠的生產特點、規模以及長遠的發展規劃,正確處理好近期建設與長遠發展的關系。其四,全局出發、統籌兼顧。所謂從全局出發、統籌兼顧,就是要根據實際情況來設計供電方案,充分結合負荷性質、用電容量、工程特點以及地區供電條件等因素。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質量直接影響到工廠的生產及發展。作為從事工廠供電工作的人員,有必要了解和掌握工廠供電設計的有關知識,以便適應設計工作的需要。
3、 工廠供配電設計要點
一般情況下,在進行工廠總降壓變電所及配電系統的設計時,要綜合考慮各個車間的負荷數量和性質、生產工藝對負荷的要求、負荷布局以及國家供電情況等多重因素,從而提高電能的可靠性,做到經濟、有效地分配電能。
3.1負荷計算。工廠全廠總降壓變電所的負荷計算是在車間負荷計算的基礎上進行的。因此,在進行負荷計算時,必須要考慮到車間變電所變壓器的功率損耗,從而求出全廠總降壓變電所高壓側計算負荷以及總功率因數。并且要列出負荷計算表、表達計算成果。
3.2在工廠總降壓變電所的位置、主變壓器的臺數和容量選擇上,要考慮到電源進線方向,綜合考慮設置總降壓變電所的有關因素,并要結合全廠計算負荷及擴建和備用的需要,與工藝、土建有關方面進行協商與確定,合理確定變壓器的臺數和容量。
3.3對工廠總降壓變電所主結線設計,需要根據變電所配電回路數、負荷要求的可靠性級別以及計算負荷數綜合主變壓器臺數來確定變電所的接線方式。對它的安裝要做到安裝容易、安全可靠、靈活經濟的同時,還要考慮到日后維修的方便。3.4在對廠區高壓配電系統進行設計時,要在滿足技術以及經濟要求的前提下,考慮廠內負荷的具體情況,確定廠區配電電壓。綜合考慮負荷布局以及總降壓變電所的位置等因素,通過對幾種可行的高壓配電網布置方案的比較分析,對不同方案的可靠性、電壓損失、投資等技術、經濟條件進行綜合比較,最后擇優選用。3.5短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備,以及進行繼電保護裝置的整定計算。在對工廠供配電系統短路電流計算時,皆可按無限容量系統供電進行短路計算,由系統不同運行方式下的短路參數,求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。
3.6改善功率因數裝置設計根據負荷的具體情況計算出總降壓變電所的功率因數,通過查表計算出達到供電部門要求數值所需補償的無功率。如果工廠內有大型同步電動機,還可以通過采用控制電機勵磁電流方式提供無功功率,改善功率因數。
3.7變電所高、低壓側設備選擇。參照短路電流計算數據、各回路計算負荷以及對應的額定值,選擇變電所高、低壓側電器設備,如斷路器、隔離開關、絕緣子、母線、電纜、互感器、避雷器、開關柜等設備。并根據需要對其進行熱穩定以及力穩定檢驗。最后用總降壓變電所主結線圖,設備材料表和投資概算表達設計成果。
3.8工廠供配電系統的繼電保護與自動裝置設計當電力系統發生短路故障時,有些工頻電氣量參數會在某些方面發生變化,不同于正常運行時的工作狀態,利用這些差別可以構成各種不同原理的繼電保護。如果反應電流增大,動作的保護為過電流保護;反應電壓降低而動作的保護為低電壓保護。
3.9做好防雷工作
(1)、架空線路防雷措施:架設避雷線是防雷的有效措施,但造價較高,只有在66KV及以上的架空線才沿全線裝設。對于10KV及以下的架空線路來說,一般是采用木橫擔、瓷橫擔或者是高一級的絕緣子等提高線路本身的絕緣水平,從而提升線路的防雷水平。另外,對于個別絕緣薄弱地點(分支桿、轉角桿、帶拉線桿等)可以采用加裝避雷器的方法提升線路防雷水平。(2)、變配電所防雷措施接閃器和避雷器是防雷的主要設備。在進行設計安裝過程中,避雷器要與被保護設備進行并聯,裝在被保護設備的電源側。一但線路上出現危及設備絕緣的雷電過電壓時,避雷器的火花間隙就被擊穿,或是由高阻變為低阻,從而使過電壓對大地放電,對設備的絕緣進行很好地保護。
3.10合理選擇變配電所所址在變配電所所址的選擇是,一般要遵循以下原則,并經過技術經濟分析比較后確定。1、盡量接近負荷中心,從而達到降低配電系統的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量的目的。2、保證進出線方便,尤其是要便于架空進出線。3、考慮企業的發展以及擴建的可能。4、盡可能做到接近電源側,工廠的總降壓變電所和高壓配電所尤為如此。5、保證電力變壓器和高低壓成套配電裝置的等設備運輸方便。6、盡量避開有劇烈震動或高溫的場所,以及多塵或有腐蝕性氣體的場所。7、不應設在廁所、浴室等經常積水場所的正下方或者與其相鄰。8、不宜設在有爆炸危險以及火災危險的環境的正上方或正下方。9、盡量避免地勢低洼以及可能積水的場所。
3.11采取措施進行節電節能第一,通過電力無功補償做好工廠用電的節能增效。可以采用移相電容器,宜安裝在靠近用電設備的分廠、車間變電所低壓母線側。變壓器的選擇要根據工廠實際的生產情況來進行,確定合理的容量,確保變壓器運行的經濟性,防止變壓器容量過大造成的負荷不足,造成浪費。另外,可以使用同步電機獲得無功補償。第二,變壓器經濟運行節電技術采用性能較好的變壓器,將性能較差的變壓器留作備用。對于需要采用并列運行的變壓器,必須要確保其組合的經濟性以確保變壓器運行的經濟性。
【結語】:綜上所述,電能已經成為現代工業生產的一大能源和動力,在現代工業生產乃至整個國民經濟生活中起著不可替代的作用。工廠的供配電設計對現代的工廠的生產中起著至關重要的作用,所以,需要對其進行不斷的優化和完善。通過對供配電系統的優化設計,盡可能的提高電能的有效性,并要采取有效措施節約用電。
【參考文獻】:
[1]唐志平;供配電技術;北京:電子工業出版社.2013
[2]劉雪飛;淺析企業供配電系統的節能問題.科技傳播.2013(03)
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2009年9月26日,國務院了《關于抑制部分行業產能過剩和重復建設引導產業健康發展若干意見的通知》(國發[2009]38號),通知一方面,在將應對國際金融危機的一攬子計劃落到實處,鞏固和發展當前經濟企穩向好的勢頭,加快推動結構調整,堅決抑制部分行業的產能過剩和重復建設,引導新興產業有序發展等方面,必將發揮積極作用;但另一方面,也對已投產的多晶硅工廠“挖潛降耗、提質增效”提出了更高的要求。
筆者僅就如何降低多晶硅工廠的全成本提出以下觀點。
一、分析成本性態,以變動成本為切入點降低產品生產成本
業界人士都非常清楚,多晶硅成本主要由能耗、材料及折舊構成(約占近90%),所占比例也非常接近。其中:前兩項為變動成本,后者為固定成本。
(一)降低工廠的綜合電耗量
傳統的改良西門子法下,多晶硅生產綜合電耗設計值為230Kwh/Kg Si,還原電耗約占40%~60%,占比最大。途徑一:降低還原電耗。目前,國際先進水平的還原電耗為60~80Kwh/Kg Si,工廠可通過技術改進如采用加壓還原(0.5~0.6MPaG)以及改變供料條件調整H2和SiHCl3的配比,還可以通過優化硅棒表面溫度控制方法等措施,將還原電耗降低到接近國際先進水平。途徑二:降低其他電耗。主要方法有:一是對大功率的電機(100KW以上)進行變頻改造;二是由熱氫化(2.5~3.5Kwh/Kg TCS)改為冷氫化(0.7~0.8Kwh/Kg TCS),僅此一項可降低氫化電耗約72%~77%。
(二)減少蒸汽消耗,降低天然氣消耗量
在多晶硅生產過程中,精餾工序的蒸汽用量約占50%~60%(1噸蒸汽需要65~70標方天然氣)。途徑一:減少精餾工序的蒸汽用量。主要方法有:通過技改,如減少精餾塔數量;適當調整回流比;將精餾塔串聯運行,減少再沸器數量等等。途徑二:熱能綜合利用。還原爐冷卻水(130~150℃)通過閃蒸制取蒸汽用于溴化鋰制冷或用于加熱精餾塔,從而減少全廠蒸汽用量,達到降低變動成本的目的。
(三)降低多晶硅產品的能源單價
除了降低能耗量外,多晶硅工廠還應想方設法降低能源單價。主要方法有:一是多方斡旋,積極爭取地方直購電優惠政策;二是盡量多地爭取計劃內的天然氣供應量。據不完全統計,直購電價約為正常電價的80%,計劃內天然氣價格約為計劃外價格的83%左右。能源單價的降低可分別使電費和天然氣費用降低20%和17%,有效降低變動成本。
二、加強與供應商談判,降低材料采購成本
以某多晶硅工廠外購SIHCl3為例。2008年12月份,多晶硅產品市場價格大幅縮水至約175美元/公斤。根據購銷市場現狀,財務部門及時向主管采購的領導諫言獻策:
一是改變原來的月初預付款采購SIHCl3方式,采用月末一次性支付方式,合理利用現金的“浮游量”;
二是由主管領導掛帥敦促物資采購部門加強與供應商談判,參照多晶硅產品市場價格降低幅度,力爭將主要材料的采購價格降至最低。
經過不懈努力,供應商最終同意該多晶硅工廠提出的兩點意見,并重新簽訂了長期供貨合同。通過落實談判結果,2009年1月既合理占壓了采購資金,同時節約原材料采購成本約為26%,效果非常明顯。
三、加大技術創新力度,提高副產物的回收利用率,實現還原尾氣的閉路循環,降低副產物的處理費用
在企業生產經營中,技改創新是卓越經營者永遠奉行的經營方針,也是傲然立足于行業的根本法寶。對于資金密集型、技術密集型的多晶硅行業,技改創新更是重中之重。多晶硅行業經歷了2008年大半年的“浮華”后開始變得“凄風冷雨”,使得即將上馬的多晶硅工廠望而卻步,也讓在建的多晶硅工廠憂心忡忡,更讓已投產的多晶硅工廠體驗了群雄逐鹿過后的多敗俱傷。然而陣痛之余,國內知名的多晶硅企業、專家深諳“窮則變,變則通,通則久”的道理。他們開始沉下心來,紛紛聚焦技改創新。因為只有技術創新才是多晶硅工廠的核心競爭力,只有技術創新才是節能減排、提質降耗的唯一出路,也只有技術創新才能適應發展低碳經濟的大趨勢。
以某多晶硅工廠技改創新為例(附技改創新流程圖)。
(一)回收利用SiCl4
該工廠的“氫化爐和尾氣回收系統”項目主要通過新增氫化爐,采用熱氫化工藝技術處理SiCl4,將其轉化為還原反應的原料SiHCl3。此舉既可減少副產物SiCl4的處理費用70%(營業費用),又可減少外購或合成SiHCl3的消耗量(約為20%),從而降低了主要材料(SiHCl3、硅粉和液氯)的采購成本。
(二)回收利用HCl
通過實現全系統的閉路循環回收HCl,用于合成SiHCl3,從而減少液氯和氫氣的消耗量,同時也可減少約25%的環保處理費用(管理費用)。
(三)回收利用H2
仍然通過實現全系統的閉路循環回收還原、氫化及合成工序中的H2,再分別返回還原、氫化及合成工序中使用,在全廠范圍內對H2的使用進行平衡。如把還原、合成工序多余的H2用于氫化工序生產,減少氫化工序的氫氣補充量,可降低全廠氫氣用量的40%左右,進而降低多晶硅產品的生產成本。
四、加強過程控制,有效降低管理費用
一是加強對辦公設備和辦公消耗品的控制,嚴格審批手續。
二是加強對各部門業務費開支控制,審核報銷業務的真實、合法性。
三是加強對差旅費的控制。部門人員公出必須履行相關審批手續。部門負責人要加強對所屬人員出差事由、出差天數的管理,提高辦事效率。財務復核人員要加強對報銷標準和票據的審核。
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前言
氨是化學工業的重要原料之一,在國民經濟中具有非常廣泛的用途。我國合成氨技術發展較為迅速,在工藝流程、技術改造、節能降耗等方面都有重大進步。合成氨工業生產的技術改進重點是放在采用低能耗工藝、充分回收及合理利用能量上,主要是研制性能更好的催化劑、降低氨合成壓力、開發新的原料氣凈化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位熱能等進行技術改造,以降低能耗,提高經濟效益。
一、煤化工合成氨的工藝流程分析
合成氨的生產過程,粗略的講可以分成五步:原料的制取、原料的凈化、原料的精煉、氨的合成、氨的分離。
(1)原料氣的制取
煤氣化法是我國合成氨的主要制氣方法。煤氣化法是指用蒸汽、氧和其他氣化劑對煤進行高溫加工,使煤轉化為氫及一氧化碳等可燃性氣體。對于氣態烴類,工業上普遍采用二段蒸汽轉化法制取合成氣。重油部分氧化法是以重油為原料,利用氧氣進行不完全燃燒,使烴類在高溫下裂解與燃燒產生的水蒸氣與二氧化碳在高溫下與甲烷進行轉化反應,從而獲得以氫氣和一氧化碳為主體的合成氣。
(2)原料氣凈化
無論任何方法制得的粗原料氣,除含氫和氮外,還含有硫化氫、有機硫、一氧化碳、二氧化碳和少量氧等。凈化是指對粗原料氣進行凈化處理,除去氫氣和氨氣以外的雜質,主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精制過程。
1)一氧化碳變換。在合成氨生產中,各種方法制取的粗原料氣都含有大量的一氧化碳,共體積分數一般為12%-40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2,因此需要除去合成氣中的CO。通常,需先經過一氧化碳變換反應,使其轉化為易于清除的二氧化碳和氨合成所需要的氫。
因此,一氧化碳的凈化過程既是原料氣的凈化過程,又是原料氣制取的繼續。最后,少量一氧化碳可通過銅液洗滌法、液氨洗滌法或者低溫變換連串甲烷化法加以脫除。以煤為原料的煤化工化肥合成氨裝置,一氧化碳變換工序耗用大量外供蒸汽,是工廠的主要能耗工序之一。因此,降低一氧化碳的能耗是煤化工化肥合成氨裝置節能工作的重點。
2)原料氣脫硫脫碳過程。各種原料制取的粗原料氣,都含有一些硫和碳的氧化物,為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒,必須在氨合成工序前加以脫除干凈。在合成氨的生產過程中,二氧化碳又是制造尿素、純堿、碳酸氫銨的重要原料,二氧化碳的脫除及其回收利用是脫碳工序的雙重目的。以天然氣為原料的蒸汽轉化法,第一道工序是脫硫,用以保護轉化催化劑,以重油和煤為原料的部分氧化法,根據一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多,通常是采用物理或化學吸收的方法,常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料氣經一氧化碳變換以后,變換氣中除氫氣外,還有二氧化碳、一氧化碳和甲烷等組分,其中以二氧化碳含量最多。二氧化碳既是氨合成催化劑的毒物,又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中二氧化碳的脫除必須兼顧這兩方面的要求,一般采用溶液吸收法脫除二氧化碳。根據吸收劑性能的不同,可分為兩大類。一類是物理吸收法,如低溫甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Se1exol),碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法,如熱鉀堿法,低熱耗本菲爾法,活化MDEA法,MEA法等。
(3)原料氣精煉
經一氧化碳變換和二氧化碳脫除后的原料氣尚含有少量殘余的一氧化碳、二氧化碳、氧和水等雜質。為了防止它們對合成催化劑的毒害,原料氣在送往合成之前,必須經過精煉。原料氣的精煉方法一般有三種,即銅氨液吸收法、甲烷化法和深冷液氮洗滌法。
(4)氨的合成
合成工段在合成氨生產中是最后一道工序,它是在高溫、高壓和有催化劑存在的條件下,將由精煉工段來的經過一系列處理的合格氫氮混合氣體在合成塔內進行化合反應,合成為氨。氨的合成是提供液氨產品的工序,是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行,由于反應后氣體中氨含量不高,一般只有10%-20%,故采用未反應氫氮氣循環的流程。氨的合成工序基本由三部分組成,即在高溫、高壓和催化劑參與的條件下,氫與氮的混合氣在合成塔中合成為氨;反應后的混合氣體經回收、冷卻、冷凝分離出產品氨;未反應的氣體和補充的新鮮氣體在升壓后返回合成塔繼續進行合成氨的反應。整個系統構成一個循環。氨合成工段是整個合成氨工藝流程的核心。氨合成工段的生產狀況直接影響到工廠成本的高低,是合成氨廠高產低耗的關鍵工段。
(5)氨的分離
在合成塔內的合成反應由于受反應平衡的限制。僅有部分氫氮氣體合成為氨,尚有大部分氫氣和氮氣未反應。因此,為了充分利用合成塔出口混合氣中未反應的氫氣和氮氣,同時也為了得到純凈的產品氮,需要將氨從混合氣中分離出來。氨的分離一般采用兩種方法。一種是水吸收法,另一種是冷凝分離法。目前,我國大型氨廠都采用冷凝分離法分離氨。冷凝分離法是通過氨冷的方法使混合氣中的氣態氨冷凝為液態氨,然后通過分離器進行氣液分離。
二、合成氨的節能措施
談到煤化工的節能減排措施,人們首先就會自覺地從“源頭削減、過程控制、末端治理”出發,想到生產技術進步、淘汰落后產能、產業結構升級、加強廢物回收利用、甚至加強循環經濟等措施。在當前煤化工產業處于方向性選擇的關鍵時期,煤化工的節能減排措施還應外延到更深的層次,探索發展模式的升級、發展方式的轉變。
(1)核心裝置氨合成塔的改造
氨合成塔是煤制合成氨裝置的核心部分,它對催化劑的質量要求比較高,強調氣體在催化劑床層需處于均勻分布的狀態,對氨合成塔技術的改進要簡化煤制合成氨裝置的操作,提高調節控制的可操作性,提高運行效率,增加安全性能,降低消耗,增加合成氨的制造。在大量研究的基礎上,現階段得到較為廣泛認同的對氨合成塔改造的技術有S-100 型氨合成塔以及S-200型氨合成塔,這兩種氨合成塔都充分地運用了托普索工藝,是應用托普索工藝的最好典范。S-100 型氨合成塔是由丹麥托普索公司在1964年推出來的,它是一種徑向流動激冷型氨合成塔,結構簡單且運行穩定,更容易制造合成氨,熱能利用相對簡單,操作便捷,對于催化劑的使用量也比較少,合成氨的產量相對較高。S-200型同樣也是由丹麥托普索公司在1975-1976年開發出來的一種層間換熱雙層徑向氨合成塔,它更改了合成氨的行程將其縮短了,減小了阻力,降低了對催化劑質量的要求卻擴大了催化劑單位體積的表面積,提高了煤制合成氨裝置的生產能力,提高了所生產的合成氨的濃度以及凈值度。
(2)設備優化節能
合成氨操作的設備很多,包括流體輸送設備,塔設備,換熱設備等,每一類設備都有他獨特的節能方式。
1)塔設備的改造,采用塔前預熱器的合成氨工藝。采用這種工藝可以大幅度降低冷卻水的消耗。通過預熱塔氣體,減少合成塔內換熱器的負荷。當中鍋蒸汽壓力不變時,合成塔下段換熱器負荷基本不變,實際上減少的是上段換熱器負荷。減少合成塔內換熱器負荷,從而提高合成塔的容積利用系數、催化劑裝填量及合成塔的生產能力。塔內換熱器負荷的減少,相應增加了中鍋負荷,從而可提高中鍋蒸汽產量。
2)流體輸送設備的改造。用變頻調速通過改變電機定子的供電頻率來達到電機的調速,它可以根據電機負載的變化實現自動平滑的增速或減速。電動機效率高、調整范圍寬、精度高,且能實現無級調速,節電效率在20% -30%。分析系統存在的高能消耗的原因,準確找到設備與流通輸送相匹配的最佳工況點,采用系列高效節能泵;對負荷變化較大的系統,安裝必要的自動控制系統,降低由此引起的能耗。
3)換熱設備的改造。通過采用各種高效換熱器,如折流桿異型管換熱器、波紋管熱交換器、板式換熱器、熱管式換熱器等在合成生產中取得了一定效果。以蒸發式冷凝器為例,該設備使用了高效傳熱元件加以優化組合,大大提高了換熱效果與冷卻效果,達到節電與節約冷卻水用量的節能效果,取代了傳統立式的水冷冷凝器。
(3)改進廢水的循環利用技術
由于工廠致力于原料的節約使用,在很大程度上都是使用碎煤原材料,而在碎煤加壓等技術方面沒有得到重視,導致煤氣水中的焦油和粉塵分離的不徹底,使得煤制合成氨裝置經常會出現管道阻塞、無法長周期的運行等問題。針對廢水的循環利用技術改造,要對焦油、煤粉進行二次甚至是多次沉降,適當延長煤氣水的沉降時間,但是此種的沉降要在原一級沉降分離的基礎上進行。同時還要增加氣浮裝置,爭取在進行了二次沉降或是多次沉降后,較低煤氣水當中的油質量濃度和懸浮物,減少煤制合成氨裝置堵塞概率的發生,提高裝置的運行效率。此外,還應該改進煤氣水洗滌煤氣的流程,多地運用逆流洗滌,對于不同程度的氣采用干凈度不同的水來進行清洗,分層次分階段提高煤氣水的利用率,盡最大程度地實現煤制合成氨的節能。
(4)改進廢氣吸附凈化技術
對于廢氣吸附凈化技術的改進要充分考慮脫碳和提氫兩個部分。一般是采用十塔操作技術,十塔操作主要是指將原料同時放入到三塔當中去,再在六塔中進行均衡的壓制,之后進行有秩序的擺放,再將經過了九塔操作的材料放入到最后一個塔中去實行抽真空解吸,十塔操作過后就可以得到合格的產品氣了[3]。在進行十塔操作的同時應加入托普索工藝,托普索在吸附硫等廢氣方面也有很大的功效,將它與低溫甲醇洗、甲醇蒸汽轉化變換裝置有機地結合在一起,一定程度上減小了對原有的煤制合成氨裝置的改動工程,能夠最大化地實現大型煤制合成氨裝置增產節能的效果。
(5)合成氨工藝流程的其它節能措施
1)添加合成排放氣回收氫裝置。此裝置具有節省原料氫消耗,允許二段爐出口甲烷含量較高和降低惰性氣含量的優點。
2)提高表面冷卻器效率。這是普遍使用的節能改造的措施。
3)采用壓降低凈值高的徑向合成塔代替陳舊的老合成塔。 這一措施不但可以節省循環功和冷卻功,還可以降低原料氣消耗。
4)設置一段燃燒爐空氣預熱器。
5)脫碳過程的節能。例如采用兩段再生、貧液再生和更換新的活化劑等。
6)完善熱回收系統和利用低位熱。改造熱回收系統可使更多的廢熱產生蒸汽,使原料氣和空氣進行蒸汽預飽和。設置氨吸收制冷裝置可利用多余的低位能熱量,以供合成氨冷凝所需冷量。
7)在甲烷化前后采用選擇性氧化和分子篩干燥工藝。 這可有效提高合成氣的利用率和改善氨合成工藝并降低能耗。
8)提高氨合成的水冷氨量,減少氨冷系統熱損失,降低銅液所需冷凍量,可以有效降低電能消耗。
結束語
隨著世界能源緊缺和價格不斷上漲,合成氨工業正面臨新的創新和改革。合成氨工業的節能降耗、減排增效成為當務之急,完善合成氨工藝,采取節能降耗措施,合理高效利用能源,從而更好推動合成氨產業的結構調整,今后的發展重點是調整原料和產品結構,進一步改善其經濟性。
參考文獻