一、工廠(chǎng)節(jié)能降耗方案與措

1、影響設(shè)備電耗的技術(shù)因素

電氣設(shè)備是為生產(chǎn)工藝服務(wù)的，工藝是否先進(jìn)合理，自身節(jié)省能耗，自不待言，這里主要分析電氣設(shè)備本身的能耗原理。電力作為電能由其它能源轉(zhuǎn)換產(chǎn)生，作用于電氣設(shè)備以電壓電流的表現(xiàn)形式作功，其單位消耗的電功率為Pn=W/T(kWh)，并以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、光能、化學(xué)能的形態(tài)，產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力、光照、電解或充電等。然而電器設(shè)備在對(duì)負(fù)載進(jìn)行有效作功(Pf)的同時(shí)，也有一部分無(wú)效作功損耗，二者之和才是總的有功功率(Pn)，這就是電器設(shè)備的效率，η=Pf/Pn，這是其一。另外，由于大多數(shù)電氣設(shè)備為感性負(fù)載，如電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈除電阻外還含有電感，從電工學(xué)的原理，將產(chǎn)生電壓電流的不同相，從相關(guān)電壓、電流或功率矢量三角形看起來(lái)，實(shí)際有功率Pn要小于裝置總的功率，叫作視在功率Ps，還有一部分為無(wú)功功率PL(電感上的功率)，因此，有一個(gè)稱(chēng)為功率因數(shù)Pf的重要電氣參數(shù)，專(zhuān)門(mén)表征這一電能的數(shù)量關(guān)系，Pf=Pn/Ps。容性負(fù)載情況類(lèi)似，但常常用來(lái)補(bǔ)償感性無(wú)功功率。此外，廣義上的功率因數(shù)PF還包括波形崎變?cè)斐傻母郊与娔?，后面還要談到。

可以看出，要想減少無(wú)謂的電能損耗，應(yīng)從幾方面入手，一是提高電器設(shè)備(包括負(fù)載裝置)的效率，二是提高電氣系統(tǒng)的功率因數(shù)，進(jìn)而消除無(wú)功電流，同時(shí)要合理供電，減少線(xiàn)路損耗。以下，擬結(jié)合目前企業(yè)主要電氣裝備情況，分類(lèi)討論。

2、電氣設(shè)備能耗、節(jié)電措施及發(fā)展方向

參照國(guó)家發(fā)改委節(jié)能中長(zhǎng)期計(jì)劃，和國(guó)內(nèi)電力需求側(cè)管理試點(diǎn)所關(guān)注的方面，結(jié)合生產(chǎn)應(yīng)用，僅就電力節(jié)能部分項(xiàng)目，初步綜合匯集了一些有價(jià)值的技術(shù)建議，以期共同探討，廣為關(guān)注。

電力變壓器:

電力配電變壓器是換能效能較高的設(shè)備，盡管如此，由于存在空載損耗、負(fù)載損耗和熱損耗，在廠(chǎng)礦用量很大，且不少老舊產(chǎn)品，使用不盡合理,因而節(jié)電挖潛空間很大。

據(jù)專(zhuān)家分析建議，如能以S9及以上系列產(chǎn)品更替舊產(chǎn)品，節(jié)電回收年限為2~3年，特別是SC11型卷鐵芯變壓器，D10型單相配電變壓器，非晶合金配電變壓器等，空載損耗下降非常可觀，有可能成為今后發(fā)展方向。

此外，合理的配電經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，更是發(fā)揮管理的能動(dòng)作用，優(yōu)化運(yùn)營(yíng)，避免浪費(fèi)的有效措施。

電力線(xiàn)路:

供電線(xiàn)路線(xiàn)損是電力損耗的重要原因，低壓線(xiàn)路尤甚。治理工作要重視日常供電管理，包括減少無(wú)效運(yùn)行、常明燈、提高功率因數(shù)等，知微而見(jiàn)著，同時(shí)要著重改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

在改進(jìn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，抅建安全經(jīng)濟(jì)優(yōu)質(zhì)電網(wǎng)方面，應(yīng)走出一個(gè)長(zhǎng)期的習(xí)慣誤區(qū)，即以最大負(fù)載選取變壓器，按安全電流密度選取導(dǎo)線(xiàn)截面和條數(shù)，而忽略了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，按照最新電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論研究結(jié)果，與常規(guī)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相比，選取變壓器容量要加大，臺(tái)數(shù)要增多，線(xiàn)路截面要加大，條數(shù)增多，并治理電網(wǎng)低功率因數(shù)和諧波，這樣，電網(wǎng)的容載比顯著增大，條數(shù)增多，負(fù)載調(diào)整功能增強(qiáng)，促使電網(wǎng)運(yùn)行中供電設(shè)備過(guò)載減少，從而減少線(xiàn)路電壓損耗，提高供電質(zhì)量和安全可靠性。

目前，我國(guó)部分農(nóng)村供電正試行單、三相變壓器混合線(xiàn)路供電，這種供電結(jié)構(gòu)國(guó)外已廣泛采用，其原則是，單相變壓器直接到戶(hù)，最大限度減少低壓線(xiàn)路壓降，因而西方國(guó)家配電線(xiàn)損一般在４％以下。不過(guò)，西方國(guó)家配電系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地或小電阻接地方式，單相變壓器僅用１只套管，比較經(jīng)濟(jì)。我國(guó)蘇州地區(qū)采用單相卷鐵芯變壓器雙套管方式，結(jié)果基本相同，對(duì)于已采取三相四線(xiàn)制供電的部位，則采取以三相卷鐵芯變壓器改造的方式，這應(yīng)是一種創(chuàng)新，值得參考推廣。借鑒這個(gè)經(jīng)驗(yàn)，建議廠(chǎng)礦也可因地制宜，靈活性地采用類(lèi)似方法，在新建或改造供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)用，如在使用整流或隔離變壓器時(shí)，可盡量采用高壓變壓器，對(duì)孤遠(yuǎn)大電流低壓線(xiàn)路，可采取高壓供電、就地降壓的方式，許多料場(chǎng)供電、遠(yuǎn)程照明也可仿此辦理。

電動(dòng)機(jī)及其控制：

電動(dòng)機(jī)作為方便高效的動(dòng)力機(jī)械，是電力能源最重要的應(yīng)用，通常人們把直流電機(jī)、交流異步電機(jī)和交流同步電機(jī)作為傳統(tǒng)電機(jī)的三大機(jī)種，如在冶金大型軋鋼機(jī)電力拖動(dòng)、交通電力機(jī)車(chē)中直流機(jī)組等，此外還有大小各種類(lèi)型各種用途的電動(dòng)機(jī)，但以往在各行業(yè)應(yīng)用中，三相交流異步電動(dòng)機(jī)和直流電機(jī)最為普遍。

電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)發(fā)展很快,如直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，目前已采用模塊化整流器件及數(shù)字式調(diào)速產(chǎn)品;隨著微電腦和電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速真正解決了交流電機(jī)的調(diào)速問(wèn)題并得到了廣泛應(yīng)用，永磁伺服電機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等新型機(jī)電一體化控制技術(shù)和設(shè)備涌現(xiàn)并迅速成熟，這些技術(shù)，很多都與節(jié)電有關(guān)，使電機(jī)的能效特性有了很大的提高。

電動(dòng)機(jī)自身的改進(jìn)和換代，也有發(fā)展余地，如我國(guó)2012年頒布了電機(jī)國(guó)標(biāo)(GB18613—2012)《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值》，按照新的效率標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合落實(shí)淘汰熱軋硅鋼片、推廣冷軋硅鋼片的產(chǎn)業(yè)政策，上海市經(jīng)委立項(xiàng)開(kāi)展了新型三相電機(jī)的研究，新的樣機(jī)已于浙江完成，效率完全達(dá)到國(guó)標(biāo)新要求和國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品指標(biāo)，關(guān)鍵技術(shù)包括冷軋硅鋼片的使用、可消除主要諧波“△-Y”正弦繞組等;其他如石化企業(yè)推廣的Ｙ×2高效電機(jī)，變頻器專(zhuān)用電機(jī)等，也在其內(nèi)。測(cè)算說(shuō)明，采用新型節(jié)能電機(jī)所投入的資金，完全可由節(jié)電所得早期補(bǔ)償。

永磁伺服電動(dòng)機(jī)(也分為交直流)，以往主要用于高精度數(shù)控專(zhuān)用機(jī)床，由于以永久磁性材料作為磁極，節(jié)省了勵(lì)磁能源，故超出一般的電效率。家電行業(yè)已率先大面積應(yīng)用，如直流變頻空調(diào)、永磁同步電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)等。我國(guó)是矽土資源豐富的國(guó)家，發(fā)展永磁電機(jī)有著有利條件，據(jù)介紹，國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)出較大功率的伺服電機(jī)，用于工控拖動(dòng)，綜合電控系統(tǒng)，造價(jià)已逼近變頻設(shè)備，預(yù)計(jì)長(zhǎng)遠(yuǎn)將有越來(lái)越多的替代應(yīng)用。在新技術(shù)推廣產(chǎn)品換代過(guò)程中，往往孕含著巨大的市場(chǎng)和商機(jī)。

電氣設(shè)備的功率因數(shù)和諧波治理：

設(shè)備的低功率因數(shù)和諧波，會(huì)造成設(shè)備自身和電網(wǎng)相當(dāng)大的附加無(wú)功電流，增加電網(wǎng)輸變電以至發(fā)電設(shè)備的負(fù)擔(dān)，影響設(shè)備運(yùn)行及壽命。目前，世界各國(guó)都在嚴(yán)格限制低功率因數(shù)電氣產(chǎn)品，制定輸入諧波的標(biāo)準(zhǔn)。

照明：

電力照明耗電較大，也是節(jié)電重點(diǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)企業(yè)一直在節(jié)能政策指導(dǎo)下，加強(qiáng)管理，提高技術(shù)、采用節(jié)電產(chǎn)品，并運(yùn)行于市場(chǎng)規(guī)律和環(huán)境之中。如目前配電盤(pán)柜的信號(hào)指示燈都已換成節(jié)能類(lèi)型，各種照明節(jié)電新產(chǎn)品出現(xiàn)較多，高管壓光效高的節(jié)能熒光管、稀土三基色節(jié)能熒光燈;電子式鎮(zhèn)流器曾在節(jié)電方面起過(guò)一些好作用，但最近有一些技術(shù)回歸，主要是新型感容式熒光燈鎮(zhèn)流器的研制成功，據(jù)說(shuō)節(jié)電效果較好，壽命延長(zhǎng)，可予關(guān)心;日本等國(guó)在半導(dǎo)體節(jié)電照明、太陽(yáng)能發(fā)電蓄電等方面的研究進(jìn)展，值得關(guān)注。

綠色電力：

“綠電”是指由風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等可再生能源生產(chǎn)的電力，由于發(fā)電成本較高，目前“綠電”電價(jià)高出將近一倍。最近，上海市制定了《上海市綠色電力認(rèn)購(gòu)營(yíng)銷(xiāo)試行辦法》，年內(nèi)已有寶鋼等15家企業(yè)認(rèn)購(gòu)，并可使用綠色電力標(biāo)識(shí)，以提升企業(yè)形象。

在電力管理、能源管理方面，政府和電業(yè)部門(mén)制定和出臺(tái)了一系列相關(guān)管理法規(guī)政策和鼓勵(lì)措施，改進(jìn)管理及借鑒國(guó)外好的管理模式，電力行業(yè)和市場(chǎng)也出現(xiàn)了一些新生事物，如電力需求側(cè)管理(DSM)、合同能源管理(EMC)等。

我國(guó)是最大的發(fā)展中國(guó)家，盡管目前已取得了巨大發(fā)展，然而與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，技術(shù)和專(zhuān)業(yè)管理仍相對(duì)落后。就以能源利用來(lái)說(shuō)，我國(guó)的單位GDP能耗和其它統(tǒng)計(jì)能耗，比之還相差較大，節(jié)能節(jié)電潛力很大。節(jié)能與節(jié)電，不只是單純技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，它對(duì)于轉(zhuǎn)變國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，起著重大作用。按照國(guó)家發(fā)改委中長(zhǎng)期專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，專(zhuān)門(mén)對(duì)節(jié)能節(jié)電工作作出安排，“十五”規(guī)劃中重點(diǎn)發(fā)展的節(jié)能技術(shù)，其中就把節(jié)電作為重點(diǎn)，并把電機(jī)調(diào)速、綠色照明列為兩項(xiàng)節(jié)能示范工程。

為了企業(yè)的生存和發(fā)展，需把節(jié)能工作放在優(yōu)先地位，從我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)出發(fā)，開(kāi)拓前進(jìn)，學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)節(jié)能性社會(huì)，化解能源對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約，這是一項(xiàng)重大而緊廹的任務(wù)。我鍆要肩負(fù)起企業(yè)和員工的責(zé)任，立足本職工作，搞好生產(chǎn)，節(jié)約每一部分能源。