石油化工项目中的电气节能设计分析

2018-03-28高海涛于志坚张大伟

设备管理与维修 2018年8期

高海涛，于志坚，张大伟

（吉林石化公司工程师，吉林吉林 132021）

1 电气节能设计的主要内容

节能设计除了需要重视节能的设计理念之外，也要结合工作性质来进行，因为这是一项综合性和协调性较强的工作，既要确保能够满足社会科学技术进步的要求，帮助缓解社会发展矛盾，也需要促进我国国家经济的稳定发展。电气节能化设计的工作主要分为5个步骤，①从电气系统中的供电系统以及配电设备的角度来进行节能；②从电气系统的照明工具角度来进行节能；③从建筑电气设备的耗能角度进行节能；④从电气系统的计量运算以及管理方式的角度进行能源节约；⑤通过能源的综合利用使能源利用率最大化，能够有效起到节能减排的作用。

2 电气节能设计重要原则

（1）经济性。在对电气系统进行节能设计改造过程中，需要根据企业的运营经济效益，科学合理的选择节能设备和节能材料。在节能减排设计过程中，如果有节省下的资金，则能在短时间内弥补之前的资金投入。如果企业一味地追求节能设计，没有兼顾真实的经济效益，就会导致入不敷出现象的出现，既达不到预期的节能效果，也会失去节能设计的重要意义。例如，企业在购买和安装1台节能设备需要100万元人民币，若投运后每年可节约5万元人民币的能源费，则需要20年才能收回企业投资。因化工企业的技术创新较快，在20年当中企业技术会产生较大变化等，所以其经济性较差，该节能设计不适合在企业里应用。

（2）节能性。在企业发展过程中应用电气节能设计的主要目标，就是能够从根本上降低企业的总能耗，因此节能技术应用还需要查看企业在运营过程中，节能技术或节能设备能否有效地减少了能耗，能够让企业的生产和发展与节能技术一起相互促进。虽然从目前情况看我国的一些节能技术还不成熟，一部分节能设备还不普及，但从整体上讲，节能已经成为企业可持续发展的重要目标。

（3）诚信性。节能的另一个重要的设计原则就是符合国家法规的要求，企业应始终以创新技术和发展节能设备为主要的发展目标，在运行中不断提升诚信度，既是对企业自身负责，也是对社会发展负责。要坚决杜绝弄虚作假现象的出现，需要通过科学合理的设计和安排来减少能源消耗，既保障企业人员的人身与财产安全，这是企业对自己诚信度的体现。在企业发展过程中应用节能设计，还要保障社会的安全稳定，这同样也是企业对社会诚信度的表现。

3 石油化工项目电气节能设计有效措施

（1）变电所、配电所的位置选择。在石油化工项目的电气设计中，需要科学合理的布置好整个供配电系统的平面位置，选择的变电所以及配电所的位置，一定要尽可能的依靠整个供配电系统的负荷中心。例如，在离子膜项目及醇醚项目中，就是如此。变电所及配电所选择的位置，需尽可能的满足整个供配电系统的运行稳定性，减少电气线路的敷设长度，可有效减少线路产生的各种损耗。

（2）负荷计算。是计算最大负荷或需要的负荷值，它是一种假想的持续性负荷，即计算负荷产生的热效应在同样时间内实际变动符合产生的最大热效应是相同的。在石油化工项目的配电设计当中，一般都会使用30 min的最大平均负荷，来当成是按照发热条件选择的电器或导体的主要依据。在计算电气负荷时，要准确的评价出用电设备的主要容量，并控制好供配电系统进行电器节能设计的主要源头。根据我国《工业与民用配电设计手册》中的详细要求，负荷计算有3种方法：①单位产品耗电量法，主要应用在用电设备功率及台数无法确定时，所采用的负荷计算方法；②利用系数法，是应用系数来计算出最大负荷的平均负荷，然后根据设备的功率和数量差异性，乘以有效台数最大系数，来计算负荷的数据；③需要系数法，是用设备的最大功率，乘以需要系数和同时系数来计算负荷。

（3）变压器的选择。在石油化工项目中，大部分变压器都需要长期连续工作，由于负荷等级较高，以及变压器数量较多，因此从其节能降耗的角度来说，可以在满足设备运行需求的前提下，尽可能的选择能够减少变压器损耗的型号。例如，一般情况下，设计人员在选择变压器时会按照40%～60%的负荷率来进行考虑，但从节能降耗的角度来看，选择变压器50%～60%的负荷率，是最具有节能降耗效果的。

（4）功率的补偿。无功功率主要是存在于具有电容和电感的供配电系统当中，电感能够产生磁场，跟电容产生的电场会在同样的一个时间周期当中，来完成电源之间的能量交换。但是该过程并不能发生能量消耗现象，因此能量交换的最大值则属于无功功率。石油化工项目中的用电设备产生的无功功率，与经过两端的电压和电流有90°的相位角差，因此并不消耗有功功率，但在运行过程中会减少用电设备的总平均功率因数。因此在选择无功功率补偿设备时，应尽量选择使用必要的设备，然后优化其他可有可无的设备，进一步提升用电设备的总平均功率因数，以及电气设备的电能质量。如果人工无功功率的补偿装置并联电力电容器时，在无功功率补偿的过程中，通常选择在变压器的一次侧、两次侧及设备终端处等位置。

（5）电缆规格控制。在石油化工项目的设计过程中，需要使用大量的电缆，单根的电缆铺设长度还有截面都非常的巨大。例如，在离子膜项目中，管道泵电缆的选型规格为ZRYJV-0.6/1kV-3X120+1X70，该类型的电气电缆单根铺设长度可达228 m，所以其有功损耗和无功损耗都非常巨大。所以，在选择电缆规格过程中，可以根据国家的相关规则与标准，适当的减少电缆的铺设长度，或使增加电缆的截面应合理。

（6）可再生资源的使用。在供配电系统运行过程中，能够应用的可再生能源有太阳能光伏发电系统、风能发电系统等。太阳能光伏发电系统是应用太阳能电池方阵，包括能够充放电控制器和逆变器，以及蓄电池组、交流配电柜、自动太阳能组件除尘系统等，设备在运行过程中不会对周围环境产生任何污染，是绿色节能的能源系统。风能发电系统同样属于绿色节能能源系统，但是风能发电系统的建设受到了使用区域的限制，因此在应用范围上不如太阳能光伏发电系统应用得广泛。