丝绸企业节约用电的有效途径和措施

刘华平，张雨生

(1.鑫缘茧丝绸集团股份有限公司，江苏 海安 226600；2.海安县发展与改革委员会，江苏 海安 226600)

丝绸企业节约用电的有效途径和措施

刘华平1，张雨生2

(1.鑫缘茧丝绸集团股份有限公司，江苏 海安 226600；2.海安县发展与改革委员会，江苏 海安 226600)

简介了丝绸企业电能利用情况，结合目前国内外在节约用电方面所采用的技术及措施，针对企业特点和存在问题，提出了在丝绸企业开展节约用电的有效途径和措施。

丝绸企业；节约用电；途径；措施

电能是由一次能源(煤、石油、天然气、水利资源等)转换而成的二次能源(包括电能、汽油、柴油、液化石油气和氢能等)，耗电量的减少可以使发电、输变电所需要的设备容量减少，节约能源方面的投资。节约用电还可以使用户减少电费支出，降低生产成本，促进生产工艺和设备的改造，促进新技术的发展和企业管理水平的提高。因此，节约用电对发展国民经济有着非常重要的意义，节约用电的途径和措施包括采用有效的节电技术和加强节电管理两方面。本文主要从采用有效的节电技术方面着手，将丝绸企业节约用电工作的现状、有效途径和措施与同行作交流和探讨。

1 丝绸企业电能利用现状

1.1 制丝业电能利用状况

20世纪80年代初期，制丝企业生产生丝的耗电量平均在3 533 kW·h/t左右，先进管理水平的企业生产生丝的耗电量平均在3 000 kW·h/t左右，中等管理水平的企业平均在3 600 kW·h/t左右，低等管理水平的企业平均在4 000 kW·h/t左右。

通过20多年的发展，中国制丝行业电能利用率提高了约10 %。目前，制丝企业生产生丝的耗电量平均为3 200 kW·h/t左右，其中先进企业、中等水平企业和低等水平企业生产生丝的电耗分别为2 800，3 200，3 500 kW·h/t左右。

1.2 绢纺业电能利用状况

20世纪80年代初期，绢纺企业全流程生产(一般包括原料预处理、制绵、粗纺、精纺、后整理工序)绢丝的耗电量平均在11 000 kW·h/t左右，先进管理水平的企业生产绢丝的耗电量平均在9 000 kW·h/t左右，中等管理水平的企业平均在11 000 kW·h/t左右，低等管理水平的企业平均在13 000 kW·h/t左右。

目前，绢纺企业生产绢丝的电耗平均为9 000 kW·h/t左右，其中先进企业、中等水平企业和低等水平企业分别为7 000，9 000，11 000 kW·h/t左右，电能利用率提高了约10 %。

1.3 丝织业电能利用状况

目前，丝绸织造企业坯绸生产的耗电量平均在60 kW·h/100m左右，先进管理水平的企业生产坯绸的耗电量平均在40 kW·h/100m左右，中等管理水平的企业平均在60 kW·h/100m左右，低等管理水平的企业平均在80 kW·h/100m左右。与20世纪80年代初期相比，生产百米坯绸的电耗先进企业、中等水平企业和低等水平企业都变化不大。

1.4 染整业电能利用状况

目前，丝绸染整企业采用的生产工艺有纱线染色、筒子纱染色后进行织造(色织)的生产方式，有采用坯绸进行染色整理工艺的生产方式。根据国家发展和改革委员会公布的《印染行业清洁生产评价指标体系(试行)》[1]中规定，印染企业定量评价指标项目中的能源指标为单位产品耗电量1 795 kW·h/t，该指标是指全流程(一般包括前处理、印染、后整理工序)生产工艺的用电量。一般情况下，丝绸染整行业的用电量在1 700～2 100 kW·h/t，先进管理水平的企业染整坯绸的耗电量平均在1 700 kW·h/t左右，中等管理水平的企业平均在1 900 kW·h/t左右，低等管理水平的企业平均在2 100 kW·h/t左右。与20世纪80年代初期相比，染整相同坯绸的电耗先进企业、中等水平企业和低等水平企业都变化不大。

通过以上对比和分析可以看出，丝绸行业虽然在过去的20多年时间内通过采用新工艺、新技术、新材料、新设备等技术改造措施，使电能利用效率有所提高，但在行业内先进企业与落后企业之间还存在差距。为此，笔者走出丝绸行业寻找差距并加以研究时发现，在节约用电方面有以下许多新技术及措施可以借鉴。

2 丝绸企业节约用电途径及措施

丝绸企业节约用电途径及措施主要包括：变频调速节电技术及应用、中央空调节电技术及措施、配电系统节电技术及措施、通用用电设备运行节能技术及措施、绿色照明节电技术及措施等。

2.1 变频调速节电技术及应用

2.1.1 变频调速节电技术

变频调速技术，是一种以改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的的技术，而机械调速都是通过控制电机来实现的。从大范围来分，电机有直流电机和交流电机。由于直流机调速容易实现，过去的调速多数用直流电机，但直流机的滑环和碳刷要经常拆换，给人们带来太大的麻烦。后来把可靠简单的笼式交流电机用来调速，出现了锭子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速、液力偶和调速等交流调速方式。随之也出现了滑差电机、绕线式电机、同步机，这些都是交流电机。

到20世纪80年代，由于电力电子技术、微电子技术和信息技术的发展，出现了对交流机来说更好的变频调速技术，并以其优异的性能逐步取代其他交流电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的中枢。变频调速技术是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物，一是它的逆变部分，即直流变交流(DC—AC)、交流变直流(AC—DC)都基于电流很大、电压很高的SCR，GTR，IGBT，GTO，MCT等电力电子器件来完成的；二是它的控制部分和负载状态的检测是由CPU(32位计算机)来完成，这是微电子器件发展的结果；三是内置4～20 mA接口和RS485接口可以和仪表、DCS相接，通过总线Profibus及Interbus通讯[2]。

2.1.2 变频调速节电技术应用

变频调速节电技术的工作原理是通过实时检测系统运行参数(包括压力、流量、温度等)，调整电动机的电源输入频率，改变电机的转速，控制电动机的输入功率，实现“所供即所需”。该技术能有效降低电机运行噪声，延长电机使用寿命，提高系统的自动化水平。

变频调速节电技术在丝绸行业适用于负载变化频繁，对转速变化不敏感的用电场所，生产工艺中必须调速的设备、空调、污水处理等设施运转速度变化的场所，特别适用于常用的风机、水泵类流量的控制。采用该技术后节电率20 %～60 %，投资回收期8～15个月。

2.1.2.1 丝绸行业为生产工艺服务需要调速的设备

丝绸行业所涉及的各生产企业在生产过程中，必须根据原料特性、产品规格要求、工艺管理水平、设备现状、工人操作水平等条件来决定台时产量，因而造成生产每批产品需要采用不同的车速，而传统设备采用的调速方式存在许多先天性的不足之处，传统设备通过采用变频调速技术进行改造以后可以消除所存在的问题。目前，丝绸行业需要采用变频调速技术的设备主要有以下机型：制丝业的选剥机、煮茧机、自动缫丝机、复摇机，织造业的落(络)丝(筒)机、并(捻)丝机、整经机、织机，染整业的浆纱机、退浆煮练联合机、丝光机、浸轧机、预缩整理机、漂染机、冷轧堆染色机、卷染机、液流喷射染色机、气流染色机、转移印花机、喷墨印花机、静电印花机、定形机、烘干机、焙烘机等。

2.1.2.2 风机、水泵类负载采用变频调速技术

丝绸行业风机、水泵类负载量大面广，包括轴流风机、离心风机、罗茨风机、水泵、化工泵、污水泵、泥浆泵等，大多数为低压中小容量。通过采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量，这是一个节电的有效途径。

由于风机、水泵类流量变化频繁，对转速变化不敏感，通过对风机、水泵的实时检测系统运行参数(包括压力、流量、温度等)调整电动机的电源输入频率，改变电机的转速，控制电动机的输入功率，实现“所供即所需”。该技术能有效降低电机运行噪声，延长电机使用寿命，提高系统的自动化水平。

2.2 中央空调节电技术及措施

丝绸行业一些企业在高温季节和低温季节由于生产工艺要求，需要采用中央空调对生产车间的温湿度加以控制，保证产品质量、产量和对工人实施劳动保护。传统的中央空调在设计时由于受到当时技术条件的限制，存在许多先天性不足之处，随着技术的进步，出现了一些节电技术，为丝绸行业对中央空调进行节电技术改造提供了可靠的技术条件。

2.2.1 中央空调闭环变频节电技术

中央空调闭环变频节能技术措施是对中央空调系统的制冷压缩机、循环水泵(包括冷却水泵和冷冻水泵)、散热风机(包括盘管风机、新风系统风机和冷却塔风机)外加闭环变频节能系统，可大幅减少系统能量散失，延长机组使用寿命。节电率25 %～50 %，投资回收期10～12个月。

2.2.2 中央空调机组自动清洗技术

中央空调机组自动清洗技术是采用自动清洗冷凝器管壁上的附着污染物，包括水垢、有机物、腐蚀、杂质等，从而最大限度地发挥冷凝器的热交换效果，达到节约电能的目的。节电率10 %～30 %，投资回收期12个月左右。

2.2.3 热泵空调技术

热泵空调技术(包括空气源热泵技术、水源热泵技术和地源热泵技术)采用的热泵机组，以空间大气、自然水源、大地土壤为空调机组的制冷制热的载体。冬季借助热泵系统，通过消耗部分电能，采集空气、水源、地源中的低品位热能，供给室内取暖；夏季把室内的热量取出，释放到空气、水源、地源中，以达到制冷的目的。该技术具有高效节能、一机多用的特点。适用场所为凡需要同时制冷、供暖、提供生活热水的场所。节电率30 %～60 %，投资回收期12～30个月[3]。

2.3 配电系统节电技术及措施

丝绸行业中许多老企业的供配电系统使用多年，配电系统老化，电能浪费很大，其产生的原因是多方面的，目前普遍存在的主要问题及解决措施如下：

2.3.1 电网容量与负荷不匹配

丝绸生产企业随着生产规模和产品结构的调整和不断扩大，用电量不断增加，而企业原建配电网的设备和导线均与用电量不相匹配，不少地方超负荷运行，不仅影响供电安全，还大大增加了配电系统的损耗。节电改造的办法就是更新线路、变压器及配电柜改造并增容。

2.3.2 供电电压不合理

有些地区的供电电压偏低，如过去的电力设计规定企业进线电压应为6 kV，中间需经过多次降压，既需较多的建设资金，又增加了供配电系统的电力损耗。适当提高供电电压，将原二次乃至三次降压减少为一次，可大大减少供电系统的设备与线路损耗。

2.3.3 布局不合理

丝绸生产企业的用电设备远离配电中心，使得低压(0.4 kV)送电距离过长，造成很大的线路损耗和电压降。这种情况在老企业中普遍存在，原因是当时设计规定配电中心要建在企业的引进电源的一端。改善的措施是在保证安全用电的前提下，尽量移近配电中心与用电设备的距离，将原来低压长距离送电改为高压长距离、低压短距离送电，可以大大减少送电线路的损耗。

2.3.4 无功功率短缺

丝绸生产企业电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率。由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的降损节能措施。常用的无功补偿方式包括：集中补偿，即在高低压配电线路中安装并联电容器组；分组补偿，即在配电变压器低压侧和生产车间配电屏安装并联补偿电容器；单台电动机就地补偿，即在单台电动机处安装并联电容器等。

确定无功补偿容量时，应注意如下问题：在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的；功率因数越高，每千瓦补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.93～0.95就是合理补偿。

加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗减小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力，提高发电机、变压器等设备的利用率，降低供电成本，提高系统运行的安全性。

2.3.5 配电设备陈旧落后

丝绸生产企业使用的配电设备如配电变压器及各类开关，许多是陈旧落后的，由于目前丝绸生产企业资金不足和管理决策部门节能意识不强等原因，不能及时更新，结果浪费了大量电能。如配电变压器的空载损耗20世纪60年代初的ST型变压器是70年代初期产品S1型变压器的1.32倍，S1系列又比S6系列的大14 %左右，而90年代应用的S7系列变压器又比S6系列的小45 %，90年代末推广使用的S9及目前国家推广使用的S11系列变压器的空载损耗和负载损耗更小。其他如电磁开关、电缆接头及连接金具等情形类似。如能及时更新这些陈旧落后的配电设备，可使配电系统减少大量无谓的电能浪费。

2.4 通用用电设备运行节能技术及措施

当前由于金融危机的影响造成经济效益低下，许多丝绸生产企业无力对运行的老旧电力和用电设施进行节能改造，在这种情况下可以对目前运行的电力和用电设施采取如下节约用电措施：

2.4.1 电力变压器运行节能

1)理想运行负载。通常情况下，电力变压器运行的负载在60 %～70 %定额视在容量比较理想，此时变压器电能损耗较小，运行费用较低。

2)降低电力变压器运行温度。电力变压器的温升每超过8 ℃，寿命将减少一半。如果它的运行温度超过变压器绕组绝缘允许的范围时，不但耗电量增加而且使绝缘迅速老化，甚至使绕组击穿，烧毁变压器。

3)保持电力变压器三相负载平衡。如果电力变压器三相不平衡，负序电流最大不能超过正序电流的5 %；如果变压器绕组YO接线，在中线流过的电流不应超过25 %变压器的额定电流，一旦超过数值，电能损耗将加大。

4)减少或消除供电系统的高次谐波。各种高次谐波，在电力系统中不管是哪一级产生的，都会造成电能损耗，对电力变压器也不例外。

5)将变压器Δ接线改为V接线是经济运行重要手段之一。

6)合理分配电力变压器的负载。对于2台或2台以上的变压器，容量相同或容量不同的，其负载分配是不同的。如果分配不当，重载有功损耗加大，轻载无功损耗加大，功率因数变差。

2.4.2 电动机运行节能

1)保证电动机运行环境良好。

2)保证电动机温升不超过标准。

3)更换损耗大的电动机。

4)更换容量大的电动机。

5)限制电动机的起动次数。

6)减少或消除电动机的空载运行。

7)对三相异步电动机实行静态电容无功功率补偿等措施。

2.4.3 风机的运行节能

1)凡是大马拉小车的风机，在条件允许的情况下，应换成小容量的。

2)根据工艺要求和天气温度变化等条件，尽可能减少运行时间。

3)对风量进行有效控制，如调整出口风门、入口风门和入口叶片等，以减少空气阻力。

4)降低静压力。

5)对管网要及时查漏和堵漏。

6)调整风机电动机的转速。

2.4.4 水泵的运行节能

1)避免大马拉小车，对容量过大的水泵应更换适合工艺要求容量的水泵。

2)根据工艺要求，尽可能减少运行时间。

3)进行水量控制，采用阀门、挡板等适当地减小流量。

4)降低静压力。

5)适当地将水泵加以串联或并联。

6)降低扬程或减少运行台数。

7)对轴流泵和离心泵可以在很宽范围内进行翼角控制，以提高效率。

2.4.5 空调装置的运行节能

1)清除过滤器的污物灰尘及热交换器的水垢，处理水质等。

2)检查漏水和漏汽，并加以处理。

3)隔热老化和损坏的应及时更换和修补。

4)减少无效运行时间。

5)充分利用自然能量，并使回收装置有效地工作。

6)经常进行巡回检查，发现隐患及时处理。

7)保证空调设备的大修和小修时间及检修的质量。

2.4.6 电焊机使用节能

1)电焊机应放置在通风、背光(或遮阳)的地方。

2)电焊机与焊接工件的距离在3 m左右最佳，最远不超过10 m，节电效果才好。

3)对多台电焊机，一般要装公用电焊机接地线。

4)电焊过程中必须有良好的夹具，这样可以提高焊接的效率。

5)电焊用的软铜线要保证载流的容量，防止因线径小发热而增大耗电，甚至发生危险(燃烧、火灾等)。

6)多台电焊机同时使用而集中补偿时，要经常观察无功补偿的程度，随机调整，使电网功率因数保持最佳状态。

2.5 绿色照明节电技术及措施

绿色照明节电技术的内涵是在满足照明质量和视觉效果的要求下，通过科学的照明设计，采用高效节能实用的新光源、高效节能的灯用电器附件、高效优质的照明灯具、先进的节能控制器、科学的维护管理照明节电技术，以达到节约照明用电，减少发电对环境的污染，节约一次能源，保护生态平衡的目的，满足人民群众日益增长的对照明质量、照明环境和减少环境污染的需要，是一项以节能与环保为核心的系统工程。应用场所为需要大量长时间照明的单位，节能率20 %～40 %，投资回收期10个月左右[4]。

2.5.1 采用高效照明灯具替代低效照明灯具

许多丝绸生产企业目前采用照明设施大多数属于低效照明灯具，近年来随着新材料、新技术的发展和运用，高效照明产品趋于向小型化、高光效、长寿命、无污染、自然光色的方向发展，如能普遍采用高效照明产品更新，其节电效果将会非常明显。

2.5.1.1 T8、T5荧光灯

T8荧光灯管与传统的T12荧光灯相比，节电量可达10 %。受卤粉发光材料显色性影响，稀土三基色荧光粉材料应用逐渐增多。T5管径小，普遍采用稀土三基色荧光粉发光材料，并涂敷保护膜，光效明显提高。如28 W的T5荧光灯管光效约比T12荧光灯提高40 %，比T8荧光灯提高18 %。同时，大大减少了荧光粉、汞、玻管等材料的使用。

目前T8荧光灯管已普遍推广应用，T5管也逐步扩大市场，并已有更为先进的T3、T2超细管径的新一代产品。

2.5.1.2 紧凑型荧光灯(CFL)

紧凑型荧光灯比普通白炽灯能效高、寿命长，在家庭及其他场所的室内照明中能够配合多种灯具，安装简便。随着生产技术的发展，已有H形、U形、螺旋形和外形接近普通白炽灯的新型产品，使其能与更多的装饰性灯具通用。大功率紧凑型荧光灯可在工厂照明、室外道路照明中推广应用。

2.5.1.3 高压钠灯

高压钠灯和金属卤化物灯是目前高压气体放电灯(HID)中主要的高效照明产品。高压钠灯是一种由钠蒸汽放电而发光，灯内钠蒸汽的分压强达到104Pa的高压气体放电灯，它的特点是寿命长(24 000 h)、光效高(100～120 lm/W)、透雾性强，可广泛用于道路照明、泛光照明、广场照明等领域，用高压钠灯替代目前使用较多的高压汞灯，在相同照度下可节电37 %。

2.5.1.4 金属卤化物灯

金属卤化物灯是一种在高压汞灯的基础上在放电管内添加金属卤化物，使金属原子或分子参与放电而发光的高压气体放电灯，它的特点是寿命长(8 000～20 000 h)、光效高(75～95 lm/W)、显色性好，可广泛应用于企业高大厂房照明、亮化工程照明等领域，用它替代目前使用较多的高压汞灯，在相同照度条件下可节电30 %。

2.5.1.5 电子镇流器

荧光灯用电子镇流器发展较快，已可大批量生产应用。高强度气体放电灯用电子镇流器，目前还处于研制阶段。

2.5.1.6 高效照明灯具

除了正确选用光源产品外，选择高效照明灯具与光源合理配套使用，在满足照明要求的情况下，可以有效节约照明用电。

2.5.2 应用天然采光技术

充分利用天然采光，节约照明用电，创造良好的视觉工作环境。欧美及日本等发达国家已开发出一系列利用太阳光自然采光技术，并在学校、博物馆、办公楼、体育场馆、公共厕所、垃圾处理厂等公共设施及工业与民用建筑中广泛应用，实现了白天完全或部分利用自然光，从而大大节省了电能，提高了室内环境品质。

目前自然光采光系统的技术及产品正在快速发展中[5]，主要技术的使用方式包括：

2.5.2.1 带反射挡光板的采光窗

带反射挡光板的采光窗是大面积侧面采光最常用的一种。优点是能有效地反射阳光，把阳光通过顶棚反射到室内深处，提高靠内墙部位的照度，同时起到降低窗口部位的亮度，使整个室内光线分布更加均匀。

2.5.2.2 阳光凹井采光窗

阳光凹井采光窗是一种接收由顶部或高侧窗入射太阳光比较有效的采光窗。通过一个内部带有光反射井的上部或顶部采光口，将阳光经过反射变为间接光。窗的挑出部分和井筒特性可按日照参数进行设计，尽量提高表面的反光系数，提高窗的阳光利用效能。

2.5.2.3 带跟踪阳光的镜面格栅窗

带跟踪阳光的镜面格栅窗是一种由电脑控制、自动跟踪阳光的镜面格栅，该窗的最大优点可自动控制射进室内的光量和热辐射。

2.5.2.4 用导光材料制成的导光遮光窗帘

用导光材料制成的导光遮光窗帘可遮挡阳光直射室内，同时可将光线导向室内深处，其功能和涂有高反光材料的遮阳板相似。

2.5.2.5 导光玻璃和棱镜板采光窗

导光玻璃是将光纤维夹在两块玻璃之间进行导光；棱镜板采光窗是在聚丙烯板上压出折射光的小棱镜，或用激光方法在聚丙烯板上加工出平行的棱镜条，将阳光倒入或折射到室内深处。

2.5.3 采用照明节电控制系统

采用先进的照明控制系统，用先进的照明控制器具和开关对照明系统进行控制。在道路照明系统中，通过控制电压波动的手段，克服电压波动对道路照明和照明产品寿命的影响，以达到较好的照明及节能效果。在室内照明控制中，主要采用调光装置、声控、时控、光控、红外感控及智能照明节电器等智能化的自动控制系统，减少照明用电和延长照明产品寿命。

3 结 语

在丝绸行业大力推广这些均已达到成熟实用、安全可靠阶段，并有工程实例参照的节约用电技术并不是一件难事，因为这些技术并不复杂，关键是如何针对具体场所采用相应的节约用电技术，即使是变频调速这类成熟的技术，在实施中如果不能与现场条件很好地结合，也会存在不成功的风险。因此，丝绸生产企业实施节电项目的成败在很大程度上取决于节电技术的具体应用。

[1] 中华人民共和国国家发展和改革委员会.印染行业清洁生产评价指标体系(试行)[S].

[2] 区光和.交流变频调速系统在流量调节上的应用[J].机电工程技术，2005(8)：75.

[3] 李强.浅谈水环热泵空调技术及工程应用[J].安装，2009(1)：32-34.

[4] 郭清，葛阳.工厂照明设计节电技术应用探讨[J].工程建设与设计，2007(3)：55-57.

[5] 王爱英，时钢.天然采光技术新进展[J].建筑学报，2003(3)：64-66.

Effective Way and Measure for Silk Enterprise Economize on Electricity

LIU Hua-ping1, ZHANG Yu-sheng2
(1. Xin Yuan Cocoon Silk Group Co.,Ltd., Haian 226600, China; 2. Haian County Develops and Reforms in Committee, Haian 226600, China)

According to the silk profession characteristic and the existence question, this paper introduces electrical energy use of our country silk enterprise in the past and the current, and unifies the technology and the measure which uses in the economize on electricity in domestic and foreign, proposes efficient path and the measure about development economize on electricity in the silk profession.

Silk enterprise; Economize on electricity; Way; Measure

F426.81

B

1001-7003(2010)04-0057-06

2009-10-22；

2009-12-15

刘华平(1953－ )，男，高级工程师，主要从事茧丝绸产品技术创新工作。