史建海

摘 要：隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，能源的消耗量也在逐年增加。然而如今人們所使用的能源依舊以不可再生能源為主，能源短缺、供需矛盾日益明顯，節(jié)約能源長遠(yuǎn)發(fā)展是我國的基本方針。本文立足于熱電廠電器節(jié)能設(shè)計(jì)從節(jié)約燃料、提高能源利用率、降低能量傳輸過程中的耗損量等角度考慮，對(duì)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行討論，提出相對(duì)應(yīng)的策略。

關(guān)鍵詞：熱電廠;電氣節(jié)能;能源損耗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.140

0 前言

現(xiàn)今人們的生產(chǎn)生活，社會(huì)發(fā)展都與能源息息相關(guān)，節(jié)約能源，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展是目前社會(huì)發(fā)展的主流。如何高效的利用能源，減少能源傳輸過程的損耗，造成能源損耗的原因多種多樣，但仍有大部分屬于技術(shù)原因，開發(fā)利用新的節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為用電研究的重要內(nèi)容，電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)有科學(xué)的理論指導(dǎo)，全面完整的管理系統(tǒng)。

1 熱電廠的主要特點(diǎn)

1.1 功能特點(diǎn)

熱電廠既要發(fā)電又要供熱，所以鍋爐容量大于同等的火電廠，但是裝機(jī)容量受熱負(fù)荷大小、性質(zhì)的制約，機(jī)組規(guī)模要比目前火電廠的機(jī)組小很多。熱電廠必須比一般火電廠多增加鍋爐容量以備用，除此之外，熱電廠還有很多的水處理量。在能源利用效率方面，熱電分產(chǎn)對(duì)能源使用很不合理，以按質(zhì)和綜合用能的原則，可以充分合理的利用一次能源。熱電廠中發(fā)電和供熱兩方面分擔(dān)總熱耗的方法目前有三種：熱量法、實(shí)際焓降法以及作功能力法。

1.2 供熱方式

其供熱方式主要有分散供熱和集中供熱兩部分。在用戶所在處受到供熱規(guī)模的限制，采用分散供熱，分散供熱只能采用低參數(shù)熱效率不高的小型鍋爐。然而由熱電廠供熱則可以形成集中供熱。由于供熱規(guī)模大，可以采用高參數(shù)高效率的大型鍋爐，能源使用效益也相對(duì)得到提高，節(jié)省了燃料。

2 熱電廠電氣節(jié)能措施

2.1 降低線路損耗

因?yàn)榫€路上電阻的存在，電流在線路傳輸過程中的能源損耗是不可避免的，因此產(chǎn)生的功率損耗就會(huì)影響熱電廠的生產(chǎn)效果。電流需要通過線路運(yùn)輸是不可更改的，輸送電流的線路也是固定不變的，想要降低能源在線路上的損耗，可以根據(jù)線路電阻公式“R=P*L/S” 判斷，其中R為電阻，P為電導(dǎo)率，L為線路長度，S為線路截面，電阻與電導(dǎo)率、線路長度成正比，與線路截面成反比，因此其節(jié)能設(shè)計(jì)可以從線路材質(zhì)、線路布局、導(dǎo)體截面面積幾個(gè)方面考慮。在電流輸送穩(wěn)定的前提下，可以選用電導(dǎo)率較小的銅芯纜線作為輸電材料。在線路布局方面應(yīng)盡量縮短配電室到各類輔助機(jī)之間的距離，在將電流傳送到用戶終端的線路上應(yīng)進(jìn)行最大限度的合理安排，減少線路長度。另外，還可以通過生產(chǎn)需要選擇合適的線路截面以達(dá)到節(jié)約能源的目的[1]。

2.2 降低變壓器的有功損耗

變壓器的損耗分為鐵損和銅損，鐵損即空載損耗即其固定損耗，銅損即是負(fù)荷損耗。有功損耗的公式為：，其中是變壓器的有功損耗;P0是變壓器的空載損耗;PK是變壓器的有載損耗;β2是變壓器的負(fù)載率。從公式中可以得出空載損耗的決定性因素是變壓器鐵芯的材質(zhì)和變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。由于社會(huì)的快速發(fā)展，材質(zhì)的更新?lián)Q代也越來越頻繁，所用材質(zhì)技術(shù)的進(jìn)步和變壓器廠對(duì)變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)調(diào)整，使得新開發(fā)的變壓器能夠有效降變壓器的有功損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的根本目的。目前，高設(shè)計(jì)序號(hào)的變壓器已經(jīng)大面積投入使用，多數(shù)地區(qū)已被覆蓋，與原來的變壓器相比，高設(shè)計(jì)序號(hào)的節(jié)能變壓器空載損耗要低很多。變壓器的負(fù)載損耗與通過的電流的平方成正比，負(fù)載損耗是在額定電流下與參考溫度下的負(fù)載損耗，所以可以選用阻值較小的銅芯變壓器，讓變壓器在使用時(shí)的負(fù)載率處于一個(gè)穩(wěn)定的區(qū)間，以此獲得較好的節(jié)能效果[2]。

2.3 風(fēng)機(jī)、水泵變頻節(jié)能設(shè)計(jì)

目前熱電廠生產(chǎn)使用的風(fēng)機(jī)與水泵等機(jī)械設(shè)備都是按照額定功率運(yùn)行的。按照國家現(xiàn)在的火電設(shè)計(jì)規(guī)程，設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)其流量以系統(tǒng)最大風(fēng)量和風(fēng)壓作為參考選擇的主要依據(jù)，導(dǎo)致最終的設(shè)計(jì)效果與電動(dòng)機(jī)型號(hào)不一定完全匹配，存在很大的冗余量。水泵流量的設(shè)計(jì)也面對(duì)同樣的問題，其最大流量、壓力的調(diào)控方式都存在缺陷，不但縮短傳動(dòng)系統(tǒng)使用時(shí)間，還存在噪聲大、功率因數(shù)低等問題。風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)的用電量占發(fā)電量的40%—50%，造成大量的能源浪費(fèi)。傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)與水泵流量的設(shè)計(jì)全都以系統(tǒng)最大需求量作為基礎(chǔ)，采用風(fēng)門、回流、擋板等方式進(jìn)行調(diào)整控制，這寫方式不但無法形成閉環(huán)回路控制，而且會(huì)消耗較多的能源。采用調(diào)速控制裝置，通過改變風(fēng)機(jī)水泵轉(zhuǎn)速，從而改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量，水泵流量以適應(yīng)生產(chǎn)工藝的需要，這種調(diào)節(jié)方式稱為風(fēng)機(jī)水泵的調(diào)速控制。新型的變頻節(jié)能控制可以再保持閥門、擋板開合不變的情況下完成流量的調(diào)節(jié)，降低能耗的同時(shí)保證設(shè)備處于最佳的工作狀態(tài)。以調(diào)速控制方式運(yùn)行能降低能量損耗，提高綜合效益[3]。

2.4 照明節(jié)能設(shè)計(jì)

電廠照明是根據(jù)發(fā)電企業(yè)的不同典型特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的照明系統(tǒng)，一般分為工業(yè)區(qū)照明、辦公室區(qū)照明，室外道路區(qū)照明和安全照明。在照明設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)不同情況選用正確的照明等級(jí)和低操作成本組成電廠的照明系統(tǒng)。例如：在室內(nèi)儲(chǔ)藏區(qū)，其照明方案的決定因素取決于棚頂高度，對(duì)半外室區(qū)和有水噴濺到的區(qū)域，需要選用防水燈具;在室外儲(chǔ)藏區(qū)，照明工具需要被安裝在高桿上以提供照明，因此可以選擇遠(yuǎn)程燈具;防爆區(qū)則必須使用防爆燈具。根據(jù)不同場所選用類型不同的高效光源，減少不必要的能源損失，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的[4]。

3 結(jié)論

通過以上論述可以得知，能源已經(jīng)成為生產(chǎn)生活不可或缺的一部分，節(jié)約能源是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。熱電廠作為生活中基本的能源提供場所，完善節(jié)能設(shè)計(jì)必不可少。節(jié)能設(shè)計(jì)則可以從電氣生產(chǎn)過程中系統(tǒng)的功率、傳輸線路和變壓器的材質(zhì)選取與內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進(jìn)、風(fēng)機(jī)水泵的變頻節(jié)能和照明節(jié)能設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面入手。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖述龍.高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究[D].上海交通大學(xué)，2011.

[2]丁洋.熱電廠鍋爐風(fēng)機(jī)高壓變頻節(jié)能技術(shù)改造的研究[D].山東大學(xué)，2012.

[3]魏斌.建筑節(jié)能管理系統(tǒng)研究[D].青島理工大學(xué)，2014.

[4]葉放.熱電廠中的電氣節(jié)能方法探析[J].科技與創(chuàng)新，2015 （06）：131+134.endprint