热电厂电气节能设计

史建海

摘 要：随着社会的飞速发展，能源的消耗量也在逐年增加。然而如今人们所使用的能源依旧以不可再生能源为主，能源短缺、供需矛盾日益明显，节约能源长远发展是我国的基本方针。本文立足于热电厂电器节能设计从节约燃料、提高能源利用率、降低能量传输过程中的耗损量等角度考虑，对电气节能设计进行讨论，提出相对应的策略。

关键词：热电厂;电气节能;能源损耗

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

0 前言

现今人们的生产生活，社会发展都与能源息息相关，节约能源，促进可持续发展是目前社会发展的主流。如何高效的利用能源，减少能源传输过程的损耗，造成能源损耗的原因多种多样，但仍有大部分属于技术原因，开发利用新的节能技术已经成为用电研究的重要内容，电气节能设计的实现，应有科学的理论指导，全面完整的管理系统。

1 热电厂的主要特点

1.1 功能特点

热电厂既要发电又要供热，所以锅炉容量大于同等的火电厂，但是装机容量受热负荷大小、性质的制约，机组规模要比目前火电厂的机组小很多。热电厂必须比一般火电厂多增加锅炉容量以备用，除此之外，热电厂还有很多的水处理量。在能源利用效率方面，热电分产对能源使用很不合理，以按质和综合用能的原则，可以充分合理的利用一次能源。热电厂中发电和供热两方面分担总热耗的方法目前有三种：热量法、实际焓降法以及作功能力法。

1.2 供热方式

其供热方式主要有分散供热和集中供热两部分。在用户所在处受到供热规模的限制，采用分散供热，分散供热只能采用低参数热效率不高的小型锅炉。然而由热电厂供热则可以形成集中供热。由于供热规模大，可以采用高参数高效率的大型锅炉，能源使用效益也相对得到提高，节省了燃料。

2 热电厂电气节能措施

2.1 降低线路损耗

因为线路上电阻的存在，电流在线路传输过程中的能源损耗是不可避免的，因此产生的功率损耗就会影响热电厂的生产效果。电流需要通过线路运输是不可更改的，输送电流的线路也是固定不变的，想要降低能源在线路上的损耗，可以根据线路电阻公式“R=P*L/S” 判断，其中R为电阻，P为电导率，L为线路长度，S为线路截面，电阻与电导率、线路长度成正比，与线路截面成反比，因此其节能设计可以从线路材质、线路布局、导体截面面积几个方面考虑。在电流输送稳定的前提下，可以选用电导率较小的铜芯缆线作为输电材料。在线路布局方面应尽量缩短配电室到各类辅助机之间的距离，在将电流传送到用户终端的线路上应进行最大限度的合理安排，减少线路长度。另外，还可以通过生产需要选择合适的线路截面以达到节约能源的目的[1]。

2.2 降低变压器的有功损耗

变压器的损耗分为铁损和铜损，铁损即空载损耗即其固定损耗，铜损即是负荷损耗。有功损耗的公式为：，其中是变压器的有功损耗;P0是变压器的空载损耗;PK是变压器的有载损耗;β2是变压器的负载率。从公式中可以得出空载损耗的决定性因素是变压器铁芯的材质和变压器的内部结构。由于社会的快速发展，材质的更新换代也越来越频繁，所用材质技术的进步和变压器厂对变压器内部结构的不断改进调整，使得新开发的变压器能够有效降变压器的有功损耗，实现节能的根本目的。目前，高设计序号的变压器已经大面积投入使用，多数地区已被覆盖，与原来的变压器相比，高设计序号的节能变压器空载损耗要低很多。变压器的负载损耗与通过的电流的平方成正比，负载损耗是在额定电流下与参考温度下的负载损耗，所以可以选用阻值较小的铜芯变压器，让变压器在使用时的负载率处于一个稳定的区间，以此获得较好的节能效果[2]。

2.3 风机、水泵变频节能设计

目前热电厂生产使用的风机与水泵等机械设备都是按照额定功率运行的。按照国家现在的火电设计规程，设计的风机其流量以系统最大风量和风压作为参考选择的主要依据，导致最终的设计效果与电动机型号不一定完全匹配，存在很大的冗余量。水泵流量的设计也面对同样的问题，其最大流量、压力的调控方式都存在缺陷，不但缩短传动系统使用时间，还存在噪声大、功率因数低等问题。风机、水泵、压缩机的用电量占发电量的40%—50%，造成大量的能源浪费。传统风机与水泵流量的设计全都以系统最大需求量作为基础，采用风门、回流、挡板等方式进行调整控制，这写方式不但无法形成闭环回路控制，而且会消耗较多的能源。采用调速控制装置，通过改变风机水泵转速，从而改变风机风量，水泵流量以适应生产工艺的需要，这种调节方式称为风机水泵的调速控制。新型的变频节能控制可以再保持阀门、挡板开合不变的情况下完成流量的调节，降低能耗的同时保证设备处于最佳的工作状态。以调速控制方式运行能降低能量损耗，提高综合效益[3]。

2.4 照明节能设计

电厂照明是根据发电企业的不同典型特点而设计的照明系统，一般分为工业区照明、办公室区照明，室外道路区照明和安全照明。在照明设计过程中，可以根据不同情况选用正确的照明等级和低操作成本组成电厂的照明系统。例如：在室内储藏区，其照明方案的决定因素取决于棚顶高度，对半外室区和有水喷溅到的区域，需要选用防水灯具;在室外储藏区，照明工具需要被安装在高杆上以提供照明，因此可以选择远程灯具;防爆区则必须使用防爆灯具。根据不同场所选用类型不同的高效光源，减少不必要的能源损失，以此实现节约能源的目的[4]。

3 结论

通过以上论述可以得知，能源已经成为生产生活不可或缺的一部分，节约能源是实现可持续发展的重要途径。热电厂作为生活中基本的能源提供场所，完善节能设计必不可少。节能设计则可以从电气生产过程中系统的功率、传输线路和变压器的材质选取与内部结构改进、风机水泵的变频节能和照明节能设计等几个方面入手。

参考文献：

[1]廖述龙.高层楼宇建筑电气节能技术研究[D].上海交通大学，2011.

[2]丁洋.热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造的研究[D].山东大学，2012.

[3]魏斌.建筑节能管理系统研究[D].青岛理工大学，2014.

[4]叶放.热电厂中的电气节能方法探析[J].科技与创新，2015 （06）：131+134.endprint