化工企业电气设备节能降耗措施

化工企业电气设备节能降耗措施

发表时间：2017-12-28T16:33:47.143Z 来源：《防护工程》2017年第22期作者：胡斌山

[导读] 近年来，我国大力提倡节能降耗，从大型的生产制造行业到家庭的能源的消耗都实施了一系列的节能降耗措施。

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摘要：近年来，我国大力提倡节能降耗，从大型的生产制造行业到家庭的能源的消耗都实施了一系列的节能降耗措施，无论从技术还是产品都朝着节能降耗的目的去发展。节能降耗不仅节省了能源，并且有利于环境污染的控制，更重要的为企业和个人减低了投资和生活成本。文章就作者在化工行业的多年工作实践，简要的分析了化工企业电气设备方面的节能降耗的一些方法。

关键词：化工；电气设备；节能降耗

前言：电气设备是化工行业生产必不可少的设备，又因为化工企业在生产过程中其生产工艺复杂，生产任务量大，有些化工企业除了每年的停产检修外几乎全年都在生产工作。在电能方面是名副其实的消耗大户，因此化工企业的电气设备节能降耗是降低成本创收利润的重要措施之一。

1积极采用高性能新型变压器

（1）高性能的变压器的应用是化工企业节省能源降低成本的重要途径。我国变压器绝大多数为标准设计，经历了“64” “73” 等产品标准，其产品由原来的高耗能型以SJ,SJL为代表的变压器到如今的SGB15,等高性能变压器。加速老变压器更新换代是降低电网损耗的重要途径。老变压器淘汰要劣中汰劣，新型变压器选型要优中选优。当前许多化工企业由于老变压器数量大，不可能在快速的把所有的老变压器全部更新掉，必然逐年更新，所以先要淘汰技术特性最劣者，即用相同的投入资金取得最大节电效果。

（2）变压器的负载率合理选择变压器的损耗由两部分组成，一部分是空载损耗(PN)，它在变压器一次绕组电压和频率恒定的条件下是固定不变的，与负荷大小无关。空载损耗由下式表示：PN=P0+KQ0-P0+ (KI0％?Se ×10-2) 式中：P0-变压器额定空载有功损耗，近似为铁损（kW）；Q0-变压器额定励磁功率（kvar）；K-无功经济当量，一般取K=0.1kw/kvar；I0%-空载电流百分值；Se-变压器额定容量（kvar）。另一部分是负载损耗(PL)，它不仅与变压器的自身特性有关，还随变压器负载的增大而增大，是一个可变的损耗。负载损耗由下式表示：PL = (Pf +KQf)β2 =[Pf+K(Ud%?Se×10-2 )]β2 式中：Pf-变压器额定负载有功损耗，近似为铜损（kW）；Qf-变压器额定负载漏磁功率（kvar）；β-变压器负载率；Ud %-变压器阻抗电压百分值。选择变压器容量和台数时，尽可能使变压器负载率设计在40%~60%。在公式中，用微分求它的极值，在β=50%处的负载，变压器的能耗最小。另一方面，石油化工行业为连续生产企业(一般为二级负荷)对供电系统的可靠性有极其严格的要求，往往采用两台变压器、双段母线供电的方法来保证生产装置不至于因供电中断而停止运行，当一台变压器有故障时，可由另一台变压器带全部负荷。从供电可靠性来说，负载率β一般取50%左右也较合适。

2提高功率因数

（1）适当提高系统的功率因数，能够改善电压质量，减少无功在线路上传输，高用电设备的工作效率，以达到节能的目的。提提高电力系统的功率因数，已成为石油化工企业的一个重要课题。采取适当措施，提高系统自然功率因数提高自然功率因数是在不添置任何补偿设备，用降低各用电设备所需的无采功功率减少负载取用无功来提高企业功率因数的方法，不需它要增加投资，是最经济的提高功率因数的方法。其具体方法有：采用同步电动机或异步电动机同步运行提高功率因数；理使合用变压器、电动机，防止在低负荷下运行；高异步电动机的提检修质量；荧光灯可采用高次谐波系数低于 1 5%的电子镇流器等。

（2）功率因数的人工补偿供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已经不能满足工厂对功率因数的要求，工厂自身还需装设补偿装置，对功率因数进行人工补偿。当前化工企业一般使用的人工无功补偿装置主要是并联电力容器，主要采用就地补偿和集中补偿两种方式，分别用于比较大型的用电设备附近和在配点所得高压和低压侧集中安装电容器来进行集中的补偿。这两种常见的补偿方式相比，就地补偿的效果要好于集中补偿，可以使输电线路和变压器的有功损耗得到有效的降低，除此之外，采用就地补偿还可以有效的减小化工车间配电线路的截面面积。但是就地补偿也有自己的一些缺点，主要是需要有大量的分组，投入成本大，需要占用大量的空间，这也给日后的维护和保养工作带来了一系列的困难，针对这种情况，很多的化工厂都是在配电所里采用集中的方式进行补偿。

（3）减少线路上的能量损耗 . 由于线路上存在电阻，电流流过时，有就会产生有功功率损耗。在一个工程中，用的各类导线电缆不计其数，所以线使路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的损耗必须引起足够的重视。线路上的电流是不能改变的，减少线路损耗，要只有减小线路电阻。由于石油化工企业大量使用铜导线，由线路电阻公式 R= LS可知，减少线路的损耗只有两条措施：首先减小导线长度。首先变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离；其次，路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线线长度。其次增大导线截面。导线截面增加虽然能降低能耗，但导线成本也随着增大，因此在技术合理时，必须按经济电流密度选取导线截面。

3变频器的节能降耗方法

变频器在化工企业中应用是必不可少的。它不及能有效控制电机安全平稳的运作而且在电能的损耗上发挥着至关重要的角色。采用变频调速的方式来启动电动机可以有效的降低电能的损耗。采用冷启动的方式启动交流电机需要耗费电机额定电流的6到7倍才可以启动，而软启动需要的电流在电机额定电流的范围之内就可以完成。传统的电机调速一般是利用电磁来完成，由于变频器在节能方面十分优异的表现，可以采用变频的方式对其进行调速。采用变频调速可以有效的对生产工艺进行优化，同时可以节约大量的电能，降低能源的消耗，因此在很多企业中都得到广泛的推广。其次是尽量选用高性能变频器，在这一方面我国由北京时代金能电气科技有限公司自主研发的新型Restime系列高压大容量变频器无论从性能和可靠性上都以达到世界先进水平。新型系列高压大容量变频器基于正弦波直接调制技术，即“交-交SDM级联技术”，结合计算机技术、模糊控制技术和矢量控制等技术应用于高压电动机可实现最大化节能，设备功耗仅为传统同功率变频器自身功耗的1/4。新型高压大容量变频器功率模块单元无高压部分，极易更换，独有的功率模块充分利用了具有单相、双向特性的SCR元器件，同时该产品无滤波电解电容，电气元件少，发热量少，温升低，设备整机寿命长。新型高压大容量变频器不仅能实现最大化的节能，还对导线及其电机绕组绝缘没有损伤，具有强大的绝缘安全性，避免了因使用节能的高压变频器而产生次要事故、或重大事故。