节电技术与节能管理 【福建福人木业有限公司 郭森民】电子教案

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1、节能培训班讲座,福建福人木业有限公司 郭森民,第一部份企业能源管理工作,1.企业能源管理工作的主要内容： （1）贯彻执行国家的能源方针、政策、法规和标准。 （2）制定和组织实施企业能源需求与节能的规划和年度计划。 （3）对企业能源消费进行统计、考核、分析和监测。 （4）组织开展节能宣传、教育和培训。 （5）对能耗设备、输能管网进行定期检查和维护。,（6）广泛收集节能技术、节能设备、产品等信息和情报。 （7）开展必要的能量平衡测试，组织节能技术改造。 （8）认真做好奖惩与激励,扎实有效地开展能源、资源节约与综合利用工作,2.2. 综合能耗： （1）总综合能耗 （2）单位综合能耗： 单位产量综合能

2、耗 单位产值综合能耗 （3）可比单位综合能耗,3.单位产品综合能耗的计算依据,标准煤：规定其发热量7000kcal/kg， （29 307.6kj/kg） 原煤：规定其发热量5000kcal/kg ； 折标煤：0.7143kg标煤/kg 。 原油：规定其发热量10000kcal/kg ； 折标煤：1.4285kg标煤/kg 。 天然气：规定其发热量9310kcal/m3 ； 折标煤：1.33kg标煤/kg 。,电：通常规定1000kWh = 0.404 t标煤 。(若以当量计，规定其发热量860kcal/kWh ；折标煤：0.1229kg标煤/kWh 。) 千卡kcal是属于应废除的计量单位，

3、现在要求采用千焦k J来表示： 1 kcal = 4.1868 kj 热功率换算如下：(购买空调可用) 1kW = 3600kJ/h = 3.6MJ/h = 860kcal/h,4.节能效果分析：,TK / L LZjS T：回收期； K：投资指标； L：投资后所增加的利润额。 Z：节能量； j ：当时的能源价格； S：节能技改后维护费用和管理费用。,5.管理节能和技术节能,5.1管理节能科学管理 现代能源科学管理的特点是： 定量化标准化系统化制度化 因此，要在计量、成本核算管理、系统优化和管理制度方面下功夫。,现代资源与能源管理的工具是： MRP（物料需求计划）、 MRP（制造资源计划）、

4、ERP（企业资源计划）。 现在比较趋于统一采用ERP。 但成功率7 %。主要的问题是各种行业性质不同，ERP不可能共享，本行业相对好一些。,5.2 技术节能：,工艺节能: 节能型新工艺。 如合成氨成以前需要锅炉，现在采用新工艺，免去了锅炉；如热铸连轧节约了能源；还间接节能的新工艺，通过提高投入产出比，使单位产品综合能耗下降等等。,设备节能：通过技术改造达到节能的效果；采用节能型新设备。采用先进的科学的设备管理方法，使生产线达到高产、优质、安全、低耗的目的。 保持生产设备完好率接近于100%，保持设备运行于最佳的技术状态。实现设备动态管理在技术状态监测的基础上，搞好预防性维修（或者“预知维修”）

5、；实现设备的技术改造，使设备的“技术寿命”与“经济寿命”返老还童。,采用系统节能的新方法：如热电联产，热能的梯级利用，保持优化运行等等。 采用先进的生产过程控制系统 离散型工业（机械加工制造型企业）在技术上采用： NC数控、数控中心； DNC直接数字控制。 流程型工业（如，化工、造纸、人造板）在技术上采用：生产过程自动化检测、计量与计算机监控。典型的控制系统： DCS “集散”式计算机监控系统； FCS “现场总路线型”计算机监控系统。,集成化制造与管理技术：CIMS 现代化集成制造系统，我省有3家企业开展这方面的应用（厦门金龙客车、福建炼油厂与福州人造板厂）。 CIMS 讲究TQCS T：缩

6、短产品开发周期和生产周期，适应多品种、小批量的生产经营方式； Q：实现最佳的质量控制（产品整体优质、而且不出现部件质量过剩）； C：实现最低成本，争取最佳效益； S：满足客户各种不同的需求，实现产品个性化。,第二部分工厂企业的合理用电,一次能源：煤100% 发电（效率3040%） 发电厂自用电（69%） 变电站（效率9699%） 输变电网络损耗（8%左右）。 实际上，一次能源变成电，输到工厂企业的10kV中心配电所，只剩下33%左右。,1.企业供配电系统的经济运行,1.1 。企业合理用电的基本要求： （1）选择先进的工艺、设备；强化质量和设备管理，努力实现安全、优质、高产和文明生产。实现单位产

7、品最低电耗。 （2）调整负荷减少配电损耗：缩小峰谷差使日负荷曲线尽可能地平滑以减少配电损耗。尽可能使变压器处于经济运行的状态。 （3）合理选择电压，减少变压级次。 （4）精选变压器的位置 （5）改善功率因数和电压质量 （6）降低高次谐波对电网的影响,1.2企业用电技术参数的一般要求： （1）配电损耗指标: 一次变压的配电损耗不超过传输功率的3.5%； 两次变压的配电损耗不超过传输功率的5.5%； 三次变压的配电损耗不超过传输功率的7%。 （2）提高用电负荷的填充系数 p平均 （平均负荷与最大负荷之比） Pmax,连续生产0.95； 三班生产0.85； 两班生产0.6；单班生产0.3 （3）对功

8、率因数要求：0.90.95 （4）作到变压器安全合理运行。 作好预防性试验、检查和维护；处于经济运行。 （5）提高整流效率，抑制谐波分量。 （6）降低自备电厂的用电指标。 燃油电厂自用电率7%； 燃煤电厂自用电率9%。,2. 变压器的合理选择与经济运行,2.1.注意选择节能型变压器 目前新型的节能型变压器则有下列不同品种： 油浸式变压器：S10、S11； 干式环氧树脂真空浇铸变压器（简称“干式变压器”）：SCB9、SCB10；（不可回收） 美国缠绕式干式变压器：SCR9；（不可回收） 杜邦绝缘干式变压器：SHG（B）10。 早期的节能型变压器，如S7、S9等，依然是可用的，并不一定要更新改造。

9、无论如何，变压器更新改造应考虑是否具有经济效益。,2.2单台变压器的最佳负荷率j,10kV SL7型变压器的经济负荷率j 容量(kVA) j 1000. 555 2500. 537 3150. 54 5000. 549 6300. 54 8000. 512 1000 0. 517 1600 0. 53 总之，变压器负荷率在40%60%之间，是比较好的选择。,2.3.多台变压器经济运行,并联运行变压器应满足下列条件： 变压器接线组别相同； 电压变比相同（允许有0.5%的差值）； 变压器的短路电压要相等（允许有10%的差值）； 两台并联运行的变压器的容量比一般不宜超过3:1。,以两台变压器并联运行

10、为例：怎么调度它们的运行有计算公式可依。 简单的方法是：当两台并联运行的负荷低于额定值的30%时，改为单台运行；当单台运行超过70%时，可考虑两台并联运行。 实际上，在具体的企业里，往往与生产安排有很大的关系，所以也不必过分强求节能，而忽略了生产调度的要求 。,3. 注意做好电压调节工作,3.1.全国供用电规则规定：用户受端电压变动幅度应不超过额定电压的要求为： 35kV5%； 10kV7%； 低压照明220V(10% 5%）； 电动机端电压三相380 V (10% 5%） 。,3.2.电压偏移对电器的影响：,（1） 对照明灯的影响 电压高于额定值5%，白炽灯寿命缩短45%； 电压高于额定值1

11、0%，白炽灯寿命缩短70%。 电压降低10%，白炽灯照度减少35%，日光灯则减少10%，而且寿命降低。水银灯则为20%。,（2） 电压偏移对于电机影响： 三相电压不平衡：当不平衡度为2%时，电动机温升增加5；当不平衡度达3.5%时则增加15。 电压过低： 启动时电压过低，使启动转矩下降过多，电机启动缓慢，甚至无法启动。 若运行中电压过低，如果负荷不变，最大转矩下降，转速降低，转子电流增大，从而导致定子电流增大，造成电机过热。温度超过允许值，缩短电机使用寿命，甚至烧毁电机。当电压 下降到某一数值，可能出现电动机的最大转矩小于阻转矩，此时电机停转或在某些情况下（如，逆止门不严，有水压等）引起电机倒

12、转。,当电压降低20%时，电动机的机械转矩减少36%，电流增加20%25%，温度上升1215。此时，一部分电机烧毁，而大部分电机因拖不动负载而停机。 运行中电压过高：由于铁芯磁路进入饱和区，使激磁电流急剧增大，从而导致定子电流增大，造成电机过热，温度超过允许值，缩短电机寿命或烧毁。,3.3用户低电压运行造成供电线路能损增加,电压降低（%）线损增加（%） 1 2 2 4 3 6.1 4 8.2 5 10.3 10 21 15 32.3 20 44,3.4 调压、稳压方式:,*变压器调档方式 （用户自行处理）; *变压器有载无级调压方式（通常由电业公司处理）; *特种装置技术处理：浪涌抑制器、MO

13、V、稳压器等； 其它调压、稳压和处理电压波形的技术产品： “电力富”(Elector Flow) ; U-KNOW节电器； 磁平衡稳压器； 雪崩型二极管； 综合节电器。,4. 稳态负荷的功率因数自动调节,4.1.全国用电规则关于用电力的规定： 用户用电力率低于0.7时，不予供电； 新建及扩建的电力用户，其力率一律不低于0.9； 企业用电力率最好保持在0.90.95。,4.2功率因数补偿原则： 对较大用电设备最好采用就地无功补偿（如30kW以上的电动机）；较小的零星的用电设备的无功功率 则采用集中补偿，并由功率因数自动控制器控制。 集中式无功补偿容量的计算： S2 = P2Q2 cos=P/S

14、tg=Q / P,QCP（tg1tg2） （kvar） 其它方法： 查表法； 图形求取法。,l 电动机无功就地补偿容量的计算 电动机就地补偿容量的计算可以根据下式计算： QC 1.732UeI0 Ue：电动机的额定线电压（kV） I0：电动机空载电流（A） 通常中小型电机可放宽15%25%。,电动机无功就地补偿的经济效益 ： 降低总电流，减少线路损耗和变压器损耗； 可以提高变压器和输电线路的利用率； 可以提高线路末端的电压； 与集中补偿相比，投资减少一半以上。 典型的实例，如：空压机站、远程水泵。,使用无功补偿电容应注意以下三点： 干式电力电容器过电压能力差10 %。 集中补偿电容与高次谐波可

15、能产生并联谐振，从而放大了谐波电流，对电网产生影响。因此，要严格控制电网的高次谐波含量。 就地补偿电容应当避免自激。对频繁启动的电机，升降机电机不要安装就地补偿电容器。,第三部分 用电设备的节电技术,1.绕线式异步电机同步化运行与节电措施 1.1同步化改造 绕线式异步电机是感性负荷，定子中呈现滞后的功率因数。在转子串电阻起动以后，转速平稳时（接近同步转速），将转子通入直流电流，使它变成与定子同极数的电磁铁。由磁极吸力将转子牵入同步电动机运转机理工作，此措施叫做同步化运行。同步化运行的结果相当于对电源提供了大部分必要的无功功率。,1.2采用“HP系列静止式进相器” 对于大功率三相绕线式异步电动机

16、的节电，还可以采用特殊的无功功率补偿装置。目前，国内已经有新型的配套设备，如，“HP系列静止式进相器”。采用交交变频技术将380V、50Hz的交流电压转换成与转子频率相同，相位滞后转子电流90的补偿电压，随着补偿电压的逐步升高，电机定子电流逐渐降低，定子侧的无功功率逐步下降，达到功率因数上升的目的。这种装置适用于高、低压绕线式电动机。,主要功能： 电动机的功率因数可提高到0.95以上，无功功率减少60%以上； 降低定子电流达10%20%，线路损耗及电机铜损下降20%30%； 电机温升明显降低，过载能力增强，使用寿命延长； 装置具有过流、过载、超温等保护功能，自动检测故障并报警。,2. 电动机的经济运行,2.1.容量超过250kW，不要求调速的稳定负荷，可倾向于选择同步电机。 2.2.容量大于200kW的电机，尽可能选择高压