电气节能及在化工厂中的应用

张伟 王小翠

【摘要】以节能、节料、清洁生产为重点的能源管理已成为化工企业可持续发展的重要内容。本文结合化工企业的生产特点，阐释了电气节能措施的选择，以此增强化工企业电气工程技术人员对电气节能的重视程度，提高相应的节能水平。

【关键词】化工企业；电气设备；无功补偿；节能降耗；可持续发展

前言

节能减排已成为确保我国国民经济发展的重要政策，而促进节能减排目标实现的各项监管措施也受到了相关部门的高度重视。我国《节约能源法》规定：“国家对重点用能单位要加强节能管理”。在大力发展低碳经济的宏观背景下，化工企业作为用电大户，节能任务相当艰巨。大力节约资源、降低能耗对提高企业经济效益，加快建设资源节约型企业、推动企业又好又快发展有着重要的意义。化工企业中，电气设备是一切运转设备的动力源泉，是电能乃至能源消耗的主力军，因此，保障电气设备运行的稳定性，减少不必要的电力损耗，通过各种有效措施减少电气设备的能源消耗，是每一名化工企业电气工程技术人员需要思考的问题。

要实现化工企业电气设备节能降耗，工程技术人员应带领大家积极实施电气设备技术改造，淘汰陈旧、落后设备，积极使用节能型设备，并在日常检修及设备维护中做到严谨精湛，减少不必要的损耗。

1、化工企业电气节能的方法

1.1变压器节能

（1）选择高效节能变压器

提高资源利用率配电用变压器是配电系统常用的主要电源设备，又是其自身消耗一定电源的设备，通电运行后长期在电网上运行，一般只在检修时才退出电网。选择不当其本身耗电量的累积值将很大，因此要选择节能变压器的能效标准，节能变压器是空载、负载损耗相对小的变压器。例如S7系列与S9相比，铁损高出11%，铜损高出28%；而新型变压器S10、S1l比S9还要节能，S10型比S9的空载、负载损耗低10%。变压器一般使用寿命长达几十年，用高效节能型变压器替代高能耗电变压器，不但可提高能源转换效率，而且在寿命期节电效果相当可观。

（2）变压器的负载率合理选择

选择合适类型的变压器对节能也是有利的，对于实际负载，变压器本身应具有较佳的损耗比，而且总损耗最小，即空载损耗与负载损耗之比要尽可能地小。在所有类型的变压器中，节能型浇注千式变压器的损耗比相对最小，约在3-5之间，究其原因是：①干式变压器采用优质硅钢片（晶粒取向），且为卷式铁心，可以做到无接缝、无气隙，空载损耗P。大大减少。②绕组用铜是精炼的，且尽量降低其电流密度，故铜损也相应降低。③P∑=P0+ Pk只一般不超过其输出容量的2%，所以干式变压器在化工企业的使用有利于电气节能。

（3） 无功功率补偿

化工企业的用电设备的每月平均自然功率因数往往达不到供电部门要求的高于0.9，这就需要企业安装无功补偿设备，来提升功率因数，从而确保功率因数能够达到相关规定的要求。当前化lT企业一般使用的人T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。从上面可以看出，化工企业通过利用无功补偿的形式可以有效的提升功率因数，在很大的程度上减少了无功消耗，有效的提升了供电设备的能力，降低了企业的能源消耗，使企业的电费支出有效的降低，降低企业成本，提高企业的经济效益。

1.2 变频器节能

（1）软启动

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。

（2） 节省设计冗余

正常情况下，为了防止现极端的情况，在设计的时候往往都预先留有一定的空间，这就使得这部分的冗余设计在日常生产过程当中产生大量的浪费。变频器的使用可以有效的降低這部分的能耗的损失，变频器根据负载的变化进行适当的调速，从而有效的对电机的输出功率进行调整。

（3）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。

1.3减少线路上的能量损耗

由于线路上存在电阻，有电流流过时，就会产生有功功率损耗。在一个工程中，使用的各类导线电缆不计其数，所以线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，要减少线路损耗，只有减小线路电阻。减少线路的损耗只有两条措施：

（1）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，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度。

（2）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。

1.4 照明节能

化厂房有些厂房其结构高大、灯具悬挂高、照明空间大，这些特点决定了其照明的基本要求。由于识别对象的特殊性，所以照明方式要合理；照明质量要高，包括显色指数高、光效高；照明分布要均匀合理。目前，照明设计节能评价指标采用照明功率密度（LPD）来衡量，实际计算的照明功率密度值应该符合《建筑照明设计标准>>（GB50034—2004）的要求。

（1）照明方式。工作场所通常采用一般照明，同一场所不同区域有不同照度要求

时，应采用分区一般照明。对于部分作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理的场所，采用混合照明。在一个场所内不应只采用局部照明。根据不同区域选择合理的反射形式。另外，一个容易忽视的原则是照明功率的密度值应在合理的范围内。

（2）控制方式。灯具控制开关不宜少于2个（单灯具除外），且灯具按与侧窗平行分

别控制。每个开关控制的光源数不宜太多。对部分光源实施声、光控制或全夜、半夜控制。

（3）照明光源的选择，即根据光效、色温、显色指数、光源寿命和价格选择光源，宜采用T系列细直荧光灯、紧凑型荧光灯（节能灯）、HID灯等，还有一些新型光源，如LED光源（用于疏散指示灯或航空障碍灯）。

（4）采用电子镇流器或节能电感镇流器。

总结

随着社会能源的日益枯竭，化工厂的节能减排工作倍受国家关注。由于化工厂在生产经营过程中需要大量的动力机械运转设备，因此化工厂中的电气设备节能降耗在运营管理中显得日益重要，它能降低生产成本，促进企业提高经济效益。化工厂节能降耗是个长期持续的过程，需要我们每一名电气技术人员及设备维护人员的不懈努力，通过加强技术创新和责任心，不断推广新型节能型电气设备，提升管理水平等，积极探索、研究新型的节能模式并加以应用，从而真正实现电气设备的节能降耗。

参考文献

[1]宋万圣，朱庆斌.高压变频器在化工生产中的应用册.中国科技信息，

2009，（20）：131-132.

[2]赵纯禹.浅谈石油化工企业电气的主要节能方法闭.石油和化工节能，

2007，（4）：8-12.