摘 要: 介绍了大峘集团有限公司在冶金工程实施过程中,对节能技术的应用与研究,阐述了几类重点节能措施。
关键词: 供配电系统; 冶金工程; 节电技术;
引 言
中国是一个电力短缺的国家,节电是当前的一项重要技术政策。目前中国电工产品耗电约占全国发电量的70%,而冶金系统年耗电量约占全国发电量的10%左右,因此节约电能对促进钢铁工业的发展有着重要意义。
1 、节电措施与前提
1.1 、节电措施
供配电系统设计应采取有效的节能措施,进行合理的负荷计算,按照电源条件、负荷特点合理确定变电所的位置、电压等级,以及系统的接线方式,按需要配置无功功率补偿及谐波抑制装置,合理选择节能型设备。
1.2 、节电前提
(1)确保供配电系统安全可靠。
(2)不影响产品的质量、性能和产量。
(3)不造成环境的恶化。要避免环境的恶化,例如在减少采暖或空调设备时候,必须考虑对工作人员的健康的影响及对设备使用寿命的影响。
(4)能在短期内回收投资费用。节能设计中为节电而增加的投资能在5年以内收回,这才是经济合理的。
(5)不引起其它费用的提高和增加额外工作量。
2 、节电技术的应用
2.1、 供配电系统
根据用电性质及用电容量选择合理供电电压和供电方式,变电站的位置应该接近负荷中心,减小变压级数,缩短供电半径,避免多次降压,简化电压等级是有力的降损措施。
2.2、 变压器
变压器的损耗主要有空载损耗和负载损耗两大部分,其次还有介质损耗和杂散负荷损耗,由于介质损耗和杂散负荷损耗很小,可以不计。
降低空载损耗和负载损耗的途径有:1)采用优质硅钢片,改进铁心结构,降低空载损耗。2)改进绝缘结构,适当减小电流密度,降低负载损耗。
以上两点可通过在设计时选用能效等级较高的变压器实现。另外,很多车间现在都按二级负荷进行设计,往往采用两台变压器供电,以确保供电的可靠性,因此可以将负载平均分配到两段母线上,正常生产时变压器分段运行,如果一台变压器出现故障或者需要检修时,再合上联络柜,则另一台变压器承担所有负荷。根据变压器的损耗计算公式,可得出分段运行时两台变压器负载损耗之和是单台变压器承担全部负荷时负载损耗的一半,计算过程如下:
ΔPT=ΔP0+ΔPK(Sc/Sr)2ΔQT=ΔQ0+ΔQK(Sc/Sr)2
式中 ΔPT为变压器中的有功功率损耗(kW),ΔP0为变压器中的空载有功损耗(kW),ΔPK为变压器短路有功损耗(kW);ΔQT为变压器中的无功功率损耗(kVar);ΔQ0为变压器中的空载无功损耗(kVar);ΔQK为变压器短路无功损耗(kVar);Sc为变压器计算负荷(kVa);Sr为变压器额定容量(kVa)。
除了Sc跟负载水平有关系外,其他参数均为变压器产品样品中的固定参数,一但变压器选定,均为已知固定值。
若将全部负荷集中在某一台变压器上,另外一台变压器空载,则系统总的负载损耗为ΔPK(Sc/Sr)2+ΔQK(Sc/Sr)2。
若将全部负荷平均分布在两台变压器上,即每台变压器计算负荷变为0.5Sc,则系统总的负载损耗为
2×ΔPK(0.5Sc/Sr)2+2×ΔQK(0.5Sc/Sr)2=0.5×[ΔPK(Sc/Sr)2+ΔQK(Sc/Sr)2]
可见系统的变压器负载损耗变为原来的一半。
2.3、 电动机
减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数,电动机的节电方法大致有以下几种:
(1)采用高效率电动机。
(2)根据负荷特性合理地选择电动机的功率。选择电动机功率时,要充分考虑负载的转矩特性、运行特性、性能、控制要求及使用场合,要避免“大马拉小车”的情况,以提高电动机的效率和功率因数。
(3)对于风机、水泵类负载可通过调节电动机的转速实现节电效果。钢铁企业内的许多风机、水泵的流量不是要求恒定的;根据风机、水泵的压力、流量特性曲线,按照工艺要求的流量,实现变速流量控制,是节电的有效方法。理论上讲,风机、水泵类设备具有以下特点:
Q2/Q1=N2/N1H2/H1=(N2/N1)2P2/P1=(N2/N1)3
式中 Q1,Q2为流量(m3/s);N1,N2为转速(r/min);P1,P2为功率(kW);H1,H2为扬程(m)。
当流量需要改变时,用改变风门或者阀门开度进行控制效率很低;若采用转速控制,当流量减小时,所需电功率近似按照流量的3次方大幅下降。
(4)功率特别大的电机,可考虑就地设无功补偿装置,以降低定子绕阻的电流,减小线损和电动机的铜损。
2.4、 照明系统
(1)加强管理:车间或办公室无人时,应及时关灯,走道、门厅处可设红外感应控制开关,可有效避免长期亮灯的情况。
(2)增设照明的开关:每个开关控制的灯具数量不要太多,以便管理和有利节能。大型车间、厂房的照明设计,采用分区控制方式,这样可增加照明分支回路控制的灵活性,使不需要照明的地方不亮灯,有利节电。
(3)为防止室外照明系统白天亮灯,采用光电控制器代替照明开关。
(4)照明电源线路尽量采用三相四线制供电,以减少电压损失,在设计时,尽量使三相负荷平衡,以免影响灯源的发光效率和光通量。
(5)采用高效节能灯具。
(6)合理利用天然光,天然光取之不尽,用之不竭,应尽可能积极利用天然光,以节约电能。提高房间的采光系数或采光窗的面积比,以及调高室内各表面的反射比,都是提高光的利用率的很好办法。
2.5、 无功补偿装置
供配电系统运行时,感性负载居多,这些感性负载会吸收电网的无功功率,当无功功率较大时,既影响了电网和供配电系统的带负荷能力,也增加了电网损耗,同时也会造成电网的电压偏差。此时可以通过增加无功补偿装置,来达到改善供电性能和提高功率因数的目的。而提高系统的功率因数起到的节电效果如下:减少线路损耗;减小变压器铜损;减小变压器及线路的电压损失,降低线损的同时间接缓解了系统线缆的投资;增加系统的供电能力,相当于节约供配电系统的投资。
3、 结束语
工程设计人员应该高度重视节能设计,勿以进步小而不为,节电应考虑积少成多。一个小的节电技术的应用,经过常年累月的累加,其节电量便可能是很可观的数据。考虑到新技术、新材料、新产品的不断更新,需要从业人员不断学习,熟悉和掌握各种节电、节能技术,并积极应用到工程实践中去。
参考文献
[1] 丘传忻.泵站节电技术[M].北京:水利电力出版社出版社,1985.
[2] 刘屏周,任元会.工业与民用供配电设计手册[M].第四版.北京:中国电力出版社,2016.
[3] GB50052-2009.供配电系统设计规范[S].北京:中国计划出版社,2009.
冶金工程机械设备安装工艺复杂,需要经过安装前的准备、设备清点检查、设备安装、设备密封涂色、设备运行调试等工作,后续使用环境也较为复杂恶劣,在使用过程中出现运行问题的概率也是较大的。...
在冶金工程方面所涉及的两种冶金施工种类分别是有色冶金工业施工和黑色冶金工业施工,不管是有色冶金还是黑色冶金,都需要通过有用的冶金设备来完成相关工业施工。...
冶金工程所涉及的工期时间较长、需要的专业面比较广泛,而且对于技术要求较高,设计时常会需要进行变更还有现场的签证等,这就导致在审计的时候无法确定该工程是否发生了改变,那些比较隐蔽的、需要拆除的工程就无法进行现场的取证。...
冶金企业也需自主通过多窗口深度学习目前创新、前沿式冶金技艺与项目质量管理新方法,使企业主体能够与领域发展、时代进步、社会需求步调一致。强化自体市场内部竞争实力,促进冶金行业健康发展。...
在冶金工程项目管理中,结合工程项目施工实际情况,制定合理可行的管理方案,做好各个阶段的风险识别和控制工作,加强EPC总承包安全管理,加大工程项目造价和投资监管力度,提高冶金工程项目管理质量,减少工程项目风险因素,促进冶金工程管理向专业化、标准...
无人机全称无人驾驶航空器,广义上指不需要驾驶员登机驾驶的各式遥控或自主智能航空器。无人机产生主要应用于军事领域,逐步也在向民用区域发展,展现出其独特的优越性。...
焦炭中的矿物质多以氧化物的形式存在, 其基本来源于炼焦煤。研究矿物质对焦炭热性质的影响, 对改善焦炭热性质有重要的指导意义。...
完善专业评估和质量认证, 使冶金工程专业能够健康发展, 近期不宜再新增培养冶金工程专业人才的学校。已经开办的学校应该加强引导, 提高质量, 办出特色, 针对各个学校的特点和办学优势, 为冶金工业的发展培养适应时代需要的...
金属冶炼行业的生产运行是建立在机械设备的基础之上, 做好对冶金机械设备的监测、安装、运行、故障诊断和维护技术, 可以使冶金机械设备发挥更大的作用, 使冶炼行业不断进步。...
本文主要阐述BIM技术的定义、在实际工程中的应用特点以及相关平台的选择, 从文章中我们可以看出该项技术为冶金工程建设提供了很多有利的条件。不仅有效规避了施工中可能出现的一系列问题, 还降低生产成本同时为企业带来巨大的经济效益。...