江蘇省海安縣2005年萬元GDP能耗己降為0.7標(biāo)準(zhǔn)煤，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)介紹其中兩例的經(jīng)驗(yàn)和問題。 1、可供借鑒的經(jīng)驗(yàn) 本文介紹的例一是紡織廠，例二是機(jī)械廠。2006年兩例的銷售都過6億元，在能源管理方面有較完整的管理機(jī)構(gòu)、管理制度和科學(xué)的定額消耗獎(jiǎng)懲制度等一套管理體系，采剛先進(jìn)技術(shù)改造傳統(tǒng)設(shè)備，不斷降低電能消耗。紡織廠先后投入節(jié)電改造資金162.3萬元，形成年節(jié)電261.8萬kW.h和節(jié)省電費(fèi)159.71萬元的效果，1年零2個(gè)月收回投資。機(jī)械廠“十五”期間累計(jì)投入節(jié)電技改資金282萬元，形成了年節(jié)電379.48萬kW.h和節(jié)省電費(fèi)181.32萬元的效果，1年半收回投資。技改兩廠1年節(jié)電641.28萬kW•h，相當(dāng)于電廠少燒2300t標(biāo)準(zhǔn)煤，減少2600tC0[SUB]2[/SUB]的排放，為減少大氣污染做出了貢獻(xiàn)。 1.1 變頻器的應(yīng)用 （1）在風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用 紡織廠有送風(fēng)風(fēng)機(jī)16臺，地吸風(fēng)機(jī)14臺，裝機(jī)總?cè)萘?26kW，平均負(fù)荷率64％，每天開機(jī)24h，全年開機(jī)295天。改造前全年用電374.3萬kW•h，改造后節(jié)電率達(dá)到25％～28％，按節(jié)電率25％計(jì)算，全年可節(jié)電和可節(jié)電費(fèi)57.l萬元，設(shè)備改造共投入資金40.7萬元。投資回收期為9個(gè)月。如果加上貸款利息和折舊費(fèi)，投資回收期不超過一年。 風(fēng)機(jī)是一種把原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體能量的通用機(jī)械。通常把排氣壓力小于9806.6 Pa者稱為通風(fēng)機(jī)：大于9806.6 Pa而小于98066 Pa（10mH[SUB]2[/SUB]O）者稱為鼓風(fēng)機(jī)；98066Pa以上者稱為壓縮機(jī)。 該紡織廠所用送風(fēng)機(jī)和地吸風(fēng)機(jī)，以排氣壓力看均屬通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)是平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，低速下負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，通常可以選用普通功能型的變頻器。該企業(yè)選用森蘭SB系列變頻器是合理的。 根據(jù)風(fēng)機(jī)和水泵的特性，在用轉(zhuǎn)速n控制時(shí)，其流量Q、壓力P[sub]a[/sub]、軸功率P[SUB]N[/SUB]之間的關(guān)系遵循以下比例定律 由上式可知，流量與轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。因此基于轉(zhuǎn)速控制比流量控制可以太幅度降低軸功率，因而利用變頻器傳動(dòng)方式代替閥門控制可以充分節(jié)電。對于己投入運(yùn)行的閥門控制方式設(shè)備，可將閥門擰到最大（全開），通過變頻器調(diào)速控制可以獲得大幅度的節(jié)電效果。 紡織業(yè)的風(fēng)機(jī)用于車間降溫補(bǔ)濕，因季節(jié)變更和環(huán)境濕度的變化，所需風(fēng)量有較大的變化。除了夏季一般季節(jié)送風(fēng)較小。海安地處長江下游臨近黃海，每年7～9三個(gè)月氣濕最高，風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行才能保證生產(chǎn)所需風(fēng)量，因此這三個(gè)月變頻器退出運(yùn)行。每年的12、1、2三個(gè)月海安最冷，車間所需風(fēng)量較小，風(fēng)機(jī)通過變頻器低速運(yùn)行，這：個(gè)月可大幅度節(jié)電。其他月份車間所需風(fēng)量適中，變頻器輸山的交流最頻率一般調(diào)到30Hz左右，節(jié)省大量電能。 由丁風(fēng)機(jī)在某頻率下有共振點(diǎn)，要注意使用變頻器的頻率跳躍功能。 （2）在水泵上的應(yīng)用 紡織行業(yè)是通過水噴淋與空氣熱濕交換方式來調(diào)節(jié)車間溫度和濕度的，用水量較大。因季節(jié)變更和氣候變化用水量不恒定，過去采用閥門控制的辦法來調(diào)節(jié)用水量，不僅浪費(fèi)了大量的電能，而且因頻繁調(diào)節(jié)閥門，導(dǎo)致泵、管等設(shè)備的壓力不斷變化，特別是關(guān)小閥門后，系統(tǒng)內(nèi)壓力增大，不斷往復(fù)，久而久之，致使設(shè)備損壞率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。現(xiàn)在改用森蘭SB-90變頻器恒壓供水后，每年可節(jié)電17.96萬kW•h，節(jié)省電費(fèi)10.95萬元，延長了設(shè)各使用壽命，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 （3）在空氣壓縮機(jī)上的應(yīng)用 空氣壓縮機(jī)過去一般采用加卸載的方式來供氣，浪費(fèi)電能較多?，F(xiàn)改用森蘭SB-37和SB-22變頻器恒壓供氣，每年可節(jié)電1816萬kW•h，節(jié)省電費(fèi)11.08萬元。 機(jī)械廠在機(jī)床、鑄造上己廣泛采用變頻調(diào)速技術(shù)對原有設(shè)備進(jìn)行了改造，本文不一一介紹。值得注意的是．羅茨鼓風(fēng)機(jī)雖屬風(fēng)機(jī)類，但不是平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，而是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速裝置應(yīng)選用具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型變頻器。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)，如果采用通用標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)，則應(yīng)考慮低速下的強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻，否則電動(dòng)機(jī)溫升過高而易損壞。 1.2 綠色照明工程 我國照明耗電大體占全國總發(fā)電量的10％～12％。2003年我國總發(fā)電量19000億kW•h，全國照明耗電達(dá)1900～2280億kW.h，為三峽電站發(fā)電量850億kW.h的2.5倍左右。采用綠色照明后，按節(jié)電率10％計(jì)算，年節(jié)電可達(dá)190～228億kW.h，相當(dāng)于多建了1/4個(gè)三峽電站，意義非常尋常。1996年國家經(jīng)貿(mào)委、國家計(jì)委、科技部和建設(shè)部等13個(gè)部委和單位，共同組織實(shí)施了“中國綠色照明工程”，并將其作為節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的重大示范工程。為了進(jìn)一步推動(dòng)中國綠色照明工程的開展．2001年國家經(jīng)貿(mào)委與聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署（UNDP）和全球環(huán)境基金（GEF）共同實(shí)施了“中國綠色照明工程促進(jìn)項(xiàng)目”，目的是通過發(fā)展和推廣效率高、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品，逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的低效照明電器產(chǎn)品，節(jié)約照明用電，改善人們的工作、學(xué)習(xí)、生活條件和質(zhì)量，建立一個(gè)優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)、舒適、安全，并充分體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明環(huán)境。通過項(xiàng)目實(shí)施到2010年實(shí)現(xiàn)照明節(jié)電10％，即當(dāng)年節(jié)電366億kW.h，減排CO[SUB]2[/SUB]等l400多t。綠色照明的意義在于通過減少電能消耗，節(jié)省煤碳等資源從而達(dá)到減少溫室氣體等污染物排放的目的。 紡織業(yè)過去一般使用電感式T[SUB]12[/SUB]型38mm粗管徑40W熒光燈照明。紡織廠現(xiàn)在改用電子式T[SUB]8[/SUB型26mm細(xì)管徑32W熒光燈照明。T[SUB]8[/SUB比T[SUB]12[/SUB的照度提高12.28％，每支卻節(jié)省8w。全廠安裝T[SUB]8[/SUB熒光燈6204支，投資29.2萬元。全年節(jié)電35.7萬kW.h，全年省電費(fèi)21.78萬元，投資回收期不到1年半。 機(jī)械廠原有450w熒光高壓汞燈450盞，總功率202.5 kW?，F(xiàn)改用135w圣路牌節(jié)能燈450盞，總功率60.75 kW。投資16.5萬元。年節(jié)電達(dá)43.05萬kW.h，年節(jié)省電費(fèi)24.108萬元。不到1年收回全部投資。 我國實(shí)施綠色照明工程的途徑主要有以下4個(gè)方面。一是用T[SUB]8[/SUB型熒光燈取代T[SUB]12[/SUB型熒光燈；二是用緊湊型熒光燈取代白熾燈。自鎮(zhèn)流式緊湊型熒光燈是將鎮(zhèn)流器和燈管一體化的電光源，俗稱“電子節(jié)能燈”。在照度相同的條件下，100W的白熾燈可以用25W緊湊型熒光燈代替，60w的白熾燈可以用16w的代替，40W的白熾燈可以用10W的代替，節(jié)電率高達(dá)75％；三是推廣應(yīng)用高壓鈉燈，低壓鈉燈和金屬鹵化燈等新型電光源，逐步取代高壓汞燈；四是推廣采用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器和電子型鎮(zhèn)流器。以上兩例選用的燈具完全符合我國綠色照明工程的要求。 從建筑節(jié)能考慮，照明應(yīng)充分利用自然光。自然光更適臺人的生理需要，可以改善人的工作效率。工廠車間應(yīng)采用透光率較高的玻璃門窗，門窗的采光面積應(yīng)盡開大。凡是能利用自然光的區(qū)域，可采用按照度標(biāo)準(zhǔn)檢測現(xiàn)場照度，進(jìn)行燈光自動(dòng)調(diào)節(jié)補(bǔ)充自然光的不足。紡織業(yè)現(xiàn)在封閉式的車間值得商榷，筆者認(rèn)為傳統(tǒng)鋸齒式車間更能利用自然光，再選用合適的照明控制方式，將能得到更好的節(jié)能效果。 1.3 電爐節(jié)能改造 電加熱設(shè)備是次次于電力拖動(dòng)和電氣照明的第三用電大戶。據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)2000年我國工業(yè)電熱設(shè)備年耗電量占全國社會用電量和工業(yè)用戶電量的12.2％和17％。 2000年我國工業(yè)熱處理電爐97.5萬臺，為工業(yè)爐窯的95％，耗電量86億kW.h。煉鋼電弧爐耗電132億kW.h。鐵合金埋弧爐耗電232.5億kW-h，電石埋弧爐耗電115億kW.h。 我國工業(yè)電阻爐耗電量比發(fā)達(dá)國家處理每噸工件多耗電500～670 kW.h。感應(yīng)爐每噸多耗電100 kW.h左右。煉鋼電弧爐每煉噸鋼多耗電270～370kW.h，節(jié)電潛力很大。因此對各類電加熱設(shè)備進(jìn)行節(jié)電技術(shù)改造顯得非常迫切。 機(jī)械廠首先對鑄造分廠的4臺泥芯烘干電爐進(jìn)行了技術(shù)改造。這4臺電爐均為該廠自制的電阻絲加熱爐，每臺功率55 kW，爐膛內(nèi)的有效利用率僅有65％左右，加熱不均勻。后投入8萬元改為遠(yuǎn)紅外輻射式電爐，爐膛容積增加，保溫效果好，熱效率大幅度提高。年耗電量由原來的79.25萬kW.h下降到46.8萬kW.h，年節(jié)電達(dá)32.4萬kW.h，年節(jié)省電費(fèi)19.44萬元，半年便收同8萬元技改費(fèi)用。 總體而言加強(qiáng)爐體保溫、改善電熱元件性能和增強(qiáng)熱輻射能力，是節(jié)電技改的關(guān)鍵。 爐體的蓄熱和散熱損失是電阻爐最大的一項(xiàng)熱損失，據(jù)鍘試這項(xiàng)熱損失要占到總輸入電能的20％～35％。如果爐體保溫層使用硅酸鋁纖維爐襯，節(jié)電率可達(dá)50％左右，技改費(fèi)用一般在一年左右即可收回。電熱幾件發(fā)熱性能的好壞直接影響到加熱速度，如在爐膛內(nèi)壁涂刷遠(yuǎn)紅外涂料，或采用遠(yuǎn)紅外加熱元件，或?qū)㈦娮杞z繞成螺旋狀嵌在碳化硅管上，一般可獲得20％以上的節(jié)電效果。還可在爐膛內(nèi)壁噴涂黑色高溫節(jié)能涂料使內(nèi)壁更黑，爐內(nèi)的熱交換過程將被強(qiáng)化，使工作的加熱速度提高，從而提高了電爐的熱效率，這樣做了以后．一般可收到5％的節(jié)電效果。 高紅外加熱是20世紀(jì)90年代發(fā)展的新技術(shù)。它是一種高能量、高密度高強(qiáng)度、全波段、瞬間啟動(dòng)強(qiáng)力紅外輻射的加熱技術(shù)簡稱高紅外技術(shù)。與傳統(tǒng)技術(shù)比，它的固化效率可以提高2～40倍，占地面積可以減少90％，爐體長度可縮短90％，綜合節(jié)能超過50％，而設(shè)備造價(jià)為傳統(tǒng)固化爐的75％。如我國第一汽車廠用高紅外技術(shù)改造13條涂裝線的烘干固化爐共節(jié)省技政費(fèi)和節(jié)約電費(fèi)計(jì)2.8億元。唐山機(jī)車車輛廠噴粉牛產(chǎn)線采用高紅外技術(shù)改造節(jié)電率達(dá)35％。上海協(xié)昌縫紉機(jī)廠干燥爐采用高紅外技術(shù)，使干燥爐熱效率達(dá)到48％（通常熱效率只有25％）。 1.4 使用高效電動(dòng)機(jī) 紡織廠投入75.6萬元將全廠電動(dòng)機(jī)更換成ABB公司生產(chǎn)的，效率高達(dá)94％的高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)。全年可節(jié)電65萬kW.h，節(jié)約電費(fèi)39.2萬元，兩年可收回投入的費(fèi)用。 目前我國投入運(yùn)行的各類電動(dòng)機(jī)總?cè)萘考s為4.2億kW，總用電量約占全國用電量的60％。大量使用的Y系列和Y[SUB]z[/SUB]系列電動(dòng)機(jī)，其平均效率分別為87.3％和86.3％，基本符合GBl8613——2002《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評價(jià)值》中能效限定值的要求?！澳苄薅ㄖ怠笔侵鸽妱?dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)保證達(dá)到的效率值，是強(qiáng)制性指標(biāo)：“節(jié)能評價(jià)值”則是實(shí)施產(chǎn)品認(rèn)證的依據(jù)，是推薦性指標(biāo)。只有達(dá)到或超過節(jié)能評價(jià)值效率指標(biāo)的電動(dòng)機(jī)，方可稱為“高教電動(dòng)機(jī)”。按照這個(gè)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，紡織廠選用效率為94％的ABB提供的高效電動(dòng)機(jī)是合理的。 隨著新材料工藝的不斷涌現(xiàn)，效率高達(dá)94.2％的Y[SUB]z[/SUB]-E系列的250M-4機(jī)型高效電動(dòng)機(jī)和南陽防爆電機(jī)廠生產(chǎn)的Y[SUB]xz[/SUB]——280s——-4型75kW電動(dòng)機(jī)效率已達(dá)94.5％，使用高教率電動(dòng)機(jī)有了更多的選擇?，F(xiàn)將Y[SUB]z[/SUB]—E系列與Y系列電動(dòng)機(jī)節(jié)能等相關(guān)數(shù)據(jù)對比列表如附表所示。 [ALIGN=CENTER]附表 [/ALIGN] 2、值得重視的問題 諧波污染對我縣各行各業(yè)造成的傷害日趨嚴(yán)重，對工業(yè)企業(yè)的傷害更為突出，迫使一些企業(yè)對諧波實(shí)施專題技術(shù)改造。如本文介紹的兩家企業(yè)都已采取加大三相電源零線截面積，使之與相線相等或大于相線的技改措施，但這種技改措施僅解決了安全問題，對治理諧波污染遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。 隨者大功率半導(dǎo)體器件在變頻器、軟起動(dòng)器、調(diào)壓器、電弧煉鋼爐、中頻電爐、工頻電爐和電焊機(jī)等設(shè)備中廣泛使用，電網(wǎng)的諧波污染越發(fā)嚴(yán)重。諧波造成電力品質(zhì)低劣，導(dǎo)致電網(wǎng)和終端設(shè)備附加損耗加大，損壞使用設(shè)備，減少使用壽命等。諧波污染己被列為繼大氣污染、水土污染之后的第三大污染源，各圍都己制定了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)限制諧波污染。IEEE在1992年制定的諧波限定標(biāo)準(zhǔn)IEEE-1100中指出，當(dāng)配電系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)、UPS和變頻器等非線性負(fù)載大于50％時(shí)，其變壓器應(yīng)在通常容量的50％以下運(yùn)行。國家技術(shù)監(jiān)督局于1993年批準(zhǔn)實(shí)施的GB/T1454-1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》中明確規(guī)定電網(wǎng)標(biāo)稱電壓380v、電壓總諧波畸變率限值在3％以下。 在正常情況下，電網(wǎng)提供的電力應(yīng)是50Hz的正弦波交流電。當(dāng)正弦波電壓施加在非線性電路上，電路里流過的電流波形就會產(chǎn)生畸變，變?yōu)榉钦也?。非正弦波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生的電壓降疊加到正弦波電壓上，致使電壓波形產(chǎn)生畸變，對于非正弦波周期的電壓、電流，按傅里葉級數(shù)分解后，得到與50 Hz頻率相同的稱為基波，頻率大十基波的分量稱為諧波，諧波的頻率為基波的整數(shù)倍。工業(yè)企業(yè)非線性設(shè)備產(chǎn)牛的諧波主要是3次、5次……等奇次諧波。 電力濾波器是諧波的克星。電力濾波器分無源和有源兩種形式。無源濾波器是針對某次諧波，通過電抗等元件的組合濾除該次諧波，對電網(wǎng)中某次諧波含量高、其他諧波含量低的情況，使用無源濾波器效果最好。有源濾波器可以濾除多次諧波含量，凈化電網(wǎng)效果全面。ABB公司生產(chǎn)的PQF型有源濾波器，其實(shí)時(shí)監(jiān)測電路能對不斷變化的諧波電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，并不斷把監(jiān)測到的諧波電流轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，再由信號處理電路產(chǎn)生一系列寬頻脈沖調(diào)制信號，驅(qū)使功率模塊通過線路電抗器向電阿輸出正好與電網(wǎng)諧波電流方向相反而大小相等的電流，與諧波電流相互抵消，達(dá)到濾除諧波和凈化電網(wǎng)的目的。但是有源濾波器的價(jià)格昂貴，選用時(shí)要按照企業(yè)的設(shè)備性質(zhì)、凈化要求、設(shè)各容量和投資能力等，通過測量計(jì)算，對比國家標(biāo)準(zhǔn)諧波電壓限值的要求，確定是否安裝濾波器?是無源還是有源的?容量是多大的? 濾波器安裝般有3種方式： 1）濾波器直接連接在配電變壓器的母排上，對變壓器以下負(fù)載全部發(fā)揮作用。這種方式要求濾波器容量較大。如果要求濾掉多次諧波，就需選用有源濾波器。 2）對非線性負(fù)載相對集中的車間如變頻器較多的地方，則采用集中安裝濾波器的方式為宜。這樣既改善本身的諧波干擾，又減少對電網(wǎng)的污染。 3）一對一方式。這種方式針對性強(qiáng)、效果顯著，但投資較高，適用于安裝比較分散的貴重設(shè)備。一對方式濾波效果好，但安裝數(shù)量較多時(shí)要與前兩種方式比較，綜合考慮，以取得投資的最佳效果。