垃圾焚烧发电厂电气设计中的节能措施分析

张 科 朱展翔

（中国联合工程有限公司）

0 引言

垃圾焚烧发电厂主要的目的就是防止生活垃圾给环境造成较大的影响，改善环境质量，实现良好的生态环境，为人们的身体健康，给予了基础性的保障。然而，垃圾焚烧发电厂工作的时候，电气作为一项核心设备体系，做好节能措施，可以有效降低对能源的消耗，真正实现减量化、资源化、无害化等处理目的。另外，垃圾焚烧发电厂电气设计的时候，如果具有良好的节能性效果，可以对焚烧处理进行充分的利用，做到变废为宝，实现垃圾焚烧发电厂存在的意义。

1 垃圾焚烧发电的节能措施

垃圾焚烧发电厂电气节能设计对于其行业领域的发展，有着积极作用，主要是因为降低能源消耗，还可以降低成本［1］。同时，在垃圾焚烧发电厂电气节能设计期间，可以对垃圾焚烧的耗电量进行优化，从而减少电费的开支。电气部分作为垃圾焚烧发电的一项重要组成部分，这时通过合理的设计，可以有效提升系统的效率和稳定性，得以对垃圾进行最大的利用。节能设计可以尽最大可能对能源进行利用，强化资源的利用效率，减少废弃物的排放，降低对自然资源的消耗，营造良好的生态环境。基于此，在垃圾焚烧发电厂电气设计的时候，如果选择合理、有效的节能措施，这样才能降低对能源的消耗，实现良好的环保效果，展现出垃圾焚烧发电厂电气节能设计存在的意义和价值。那么，在垃圾焚烧发电厂电气设计节能优化的时候，需要重点考虑以下几点内容。

1.1 设置变频器

设置变频器作为垃圾焚烧发电厂电气节能设计中的一项重点内容，其中大容量电动机，例如：引风机、一次风机、二次风机、空压机、给水泵、循环水泵等方面，如果长期处于低负荷的运行状态，并且如果不采取节能措施，就很容易导致资源的消耗。就目前情况来说，垃圾焚烧发电厂电气设计的时候，依靠电极转速进行调整，实现良好的节能效果，但是在调速中，必须合理设计变频器，需要重点考虑以下几点内容。

（1）需要对风量、风压、轴功率、转速等方面之间的关系有着一定的了解，在变频器设置的时候，风机转速如果有n1转换成n2的话，就需要对风量、风压、轴功率等方面进行计算，例如：风量Q＝n1／n2，风压H＝（n1／n2）2，轴功率P＝（n1／n2）3。换句话说，风机的风量变化与转速之间形成一次方正比，然而风压变化和转速比之间形成二次正正方比，功率变化与转速比之间为三次成正比［2］。

（2）在变频器设置的时候，需要对电动容量等方面进行计算，其公式为：

公式中的P为风机马达输出轴功率，其单位为W；Q为风机风量，L／s；H为风机风压，kPa；ηT为风机的效率；ηF为传动装置的效率。通过计算可以准确得出电动机容量，确保计算结果的准确性，强化变频器设置的合理性。

1.2 正确选择和配置低压厂用变压器

低压厂用变压器作为垃圾焚烧发电厂电气节能设计的一项内容，在选择的时候，需要对根据负荷类别以及运行方式、位置等方面进行综合性的考虑，并且结合实际情况进行合理的计算，从而确保时变压器设计的合理性，并且还需要根据相关要求，确定是否采用明备还是暗备，并且合理确定变压器的容量以及数量。同时，变压器自身的损耗主要包括空载损耗、负载损耗等方面，其中空载损耗基本是不会有着较大的变化，并且负载损耗与负载流量之间成为正比，其公式为：

根据公式，可以知道如果变压器运行负载较大的话，功率损耗就会相对较小，这样可以很好地实现节能效果，并且长期运行成本相对较低。

1.3 开关站、变配电所接近负荷中心设置

结合实际情况，如果选用10kV的开关站，这时在设计的时候，就需要对生产区域和功放设置电源进行综合性考虑，并且做到就近供电，这样才能避免出现供电电压降落，并且适当缩短供电半径，减少能耗［3］。同时，对于距离较远的生产车间，需要结合实际情况，设置配电装置，合理确定其数量，如果设置两台变压器，并且相互配合，主要是因为两台变压器的工作电流为总电流的二分之一，所以其能源损耗也会有所降低。

1.4 供配电系统三相平衡

通常情况下，垃圾焚烧发电厂的电气和变压器都是以动力和照明共用的，并且单相用电负荷会占用一定的比例。同时，在垃圾焚烧发电厂电气设计的时候，需要对三项负荷分配的平衡性进行综合性的考虑，做好节能优化，以此降低线路和配电变压器的损耗，降低成本。

1.5 合理选择导体截面

在垃圾焚烧发电厂电气节能设计的时候，不仅需要考虑配电装置中的汇流母线，并且针对全面运行负荷，需要利用长度超过20m的母线，不仅对发电机到主变压器、发电机到主配装置母线等进行综合性考虑，也需要将经济电流密度进行综合性的考虑，从而进行合理的选择，以此保证设计的可靠性［4］。同时，针对电流较大的电缆，应当在经济电流密度的基础之上，对截面进行校验。根据经济电流密度进行合理选择的时候，选定电缆截面大于1～2级，这样尽管线损会有所降低，但是成本会有所降低，尤其是初期成本方面。另外，根据计算结果，可以在2～4年之间收回成本，并且如果超过回收年限以后，就会因为损耗的逐渐减小，降低成本，这样逐渐下来，其效果是非常可观的。

1.6 应用高效节能的电动机

为了实现良好的节能效果，交、直流电动机通常以电动机为主，并且电动机需要具备效率、功率因素较高的特点。同时，就目前情况来说，垃圾焚烧发电厂电气节能设计的时候，通常以10kV电压为主，主要是因为其工艺相对较为成熟，其成本也会有所降低。然而，10kV和6kV相比，不仅送电功率相对较高，而且供电质量也相对较高，所选用的电缆截面较小。在高效节能电动机设计的时候，需要结合实际情况，对电动机的电压等级进行合理的选择，并且对线路电压进行严格的控制，这样也可以减少电缆截面［5］。另外，针对单机容量较大但的电动机的话，可以采用双速电动机，并且根据季节变化的实际情况，采取低速或者高速的运行状态，避免产生运行异常问题，也可以很好地降低对能源的消耗，相关统计可以降低能耗的40% ～50%，从而提升垃圾焚烧发电厂电气节能设计方案的可靠性。

1.7 照明的节能设计

照明系统对于能源的消耗量相对较大，所以在垃圾焚烧发电厂电气节能设计期间，必须重视该方面，采取合理有效的节能设计措施，从而保证良好的设计效果，降低对能源的消耗。

（1）照明作为一项核心内容，应结合实际需求，对照明设施进行合理的设计，可选用单灯功率较高、光效较高的照明设备，例如：LED灯、高效荧光灯、高效金卤灯、电磁感应灯等，这样不仅绿色环保，其安全性也相对较高。同时，结合实际，可以选用风光互补的照明设备，并且在垃圾焚烧发电厂内部，可以利用LED三防灯，做到既能达到良好的照明效果，也能降低对能源的消耗。

（2）照明设计应当采取单一的手段，这样有利于节能效果的提升。同时，在建筑内灯具控制的时候，需要根据相关的生产要求，以及自然采光情况，合理进行分组控制，以此保证照明的效果。同时，在设计的时候，需要结合情况，适当对照明控制开关进行调节，便于根据自然光的情况，对灯光进行实时调节，确保良好的照明效果。针对一些公共区域，可以采用声控和微波感应的方式，对照明进行有效的控制，以此降低对能源的消耗［6］。另外，在生产车间内，可以利用控制器，结合白天和黑天时间的变化进行照明开关的控制，以此保证照明设计的可靠性，也实现良好的照明效果。

（3）在照明节点设计的时候，还应当以来宣传和结构为主，并且需要将电节制度作基础，要求人们时养成随手关灯的习惯，并且做针对集体宿舍，需要安装电度表，限制用电，这样都可以降低对电能的消耗。同时，如果灯泡表面存在较厚的污渍，这样光亮程度就会降低，并且反射率和透光率也会下降。对此，如果气体灯电灯在启动的时候，如果能耗相对较高，这时就需要结合设计情况，设置镇流器，以此提升气体放电灯的功率因数。

1.8 谐波治理

如果注入电网的谐波从超过相关标准允许数值的时候，谐波电流就会导致变压器的铜耗有所增加，并且也会产生谐波污染，增加电线的损耗，降低供电质量。同时，在谐波被污染以后，电缆介质就会产生较大的损耗，并且如果情况较为严重的话，电流还会泄露，增加故障产生的可能性［7］。对此，在垃圾焚烧发电厂电气节能设计的时候，需要注重谐波治理，并且采用滤波措施，例如：配备有源.滤波器等方面，以此减少对能源的消耗，降低成本。

1.9 加强计量管理

在垃圾焚烧发电厂电气节能设计的时候，还需要注重对计量的管理，并且需要结合实际情况，对电能计量装置合理防治，这样可以加强对用电的管理。同时，根据实际情况，制定合理、有效的节能方案，其目的就是降低对能源的消耗［8］。

1.10 太阳能光伏发电

通常情况下，垃圾焚烧发电厂设置在偏远地区时，阳光相对较为充足，这时在设计的时候，可以在屋面和外墙安装太阳能板，这样可以形成小型光伏发电。同时，光伏发电作为一种新型的能源综合利用方式，并且具有良好的发展前景，在设计的时候，需要秉持就近发电、就近并网、就近转换、就近使用等原则，将电能用于电厂的照明、空调、通风等方面，以此降低对能源的消耗［9］。

2 结束语

综上所述，为了保证垃圾焚烧发电厂电气设计方案的可靠性，实现良好的节能效果，必须严格落实各项节能措施，例如：设置变频器、正确选择和配置低压厂用变压器、开关站和变配电所接近负荷中心设置、供配电系统三相平衡、合理选择导体截面、应用高效节能的电动机、照明的节能设计、谐波治理、计量管理、太阳能光伏发电等方面，以此实现降低能源消耗的目的，同时促进其行业领域的发展。