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1.1治理環(huán)境污染
由于能源消耗所造成的環(huán)境污染有溫室效應(yīng)、霧霾、酸雨等等。其中,在能源消耗的過程中會產(chǎn)生許多的二氧化碳,受該氣體的影響導(dǎo)致溫室效應(yīng)污染;在能源消耗的時候會有大量的粉塵、煙塵出現(xiàn),從而造成霧霾污染;能源消耗的時候還會有二氧化硫氣體產(chǎn)生,這就造成了酸雨污染;對于火力發(fā)電企業(yè)推行節(jié)能降耗可以有效的治理這些環(huán)境污染問題。
1.2緩解國內(nèi)能源緊缺
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,各行各業(yè)不在不斷的消耗著能源,現(xiàn)下能源資源越發(fā)緊張。我國對能源的實際利用率較低,而且對環(huán)境也產(chǎn)生了污染,引起社會廣泛的重視。中國地理面積較大、礦產(chǎn)資源比較豐富,然而中國人口較多,能源平均值在世界排名非常靠后,這就給中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來一定的影響。在這樣的情況下,推行節(jié)能降耗可以有效的改變傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,有效的緩解國內(nèi)能源緊缺問題,促進(jìn)國內(nèi)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展。
2火力發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗的高效措施
2.1電氣節(jié)能降耗
電氣系統(tǒng)是發(fā)電廠調(diào)度作業(yè)的指揮中心,負(fù)責(zé)對鍋爐、輸料機(jī)、磨煤機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備實施自動化控制。與此同時,電氣控制系統(tǒng)運行需要的能耗投入也很大,持續(xù)作業(yè)條件下將形成一筆不小的成本費用。未來火力發(fā)電企業(yè)的主要發(fā)展方向就是節(jié)能降耗,將電氣控制模式的能量消耗系數(shù)控制好,使企業(yè)的所有設(shè)備都在比較穩(wěn)定的環(huán)境下開展生產(chǎn)工作,電氣節(jié)能降耗主要表現(xiàn)在三個方面,即器具、電機(jī)和變壓。首先,器具節(jié)能。制約發(fā)電廠能量消耗系數(shù)的主要因素就是器具,不一樣材質(zhì)的器具會產(chǎn)生不一樣的能量消耗問題,要想降低能量消耗,提升器具的使用壽命就要使用最先進(jìn)的生產(chǎn)材質(zhì),最好使用非導(dǎo)磁性材料,嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的要求來安裝所有的器具,不可以隨意改變器具的位置,防止出現(xiàn)耗損量多大的問題。其次,電機(jī)節(jié)能。發(fā)電設(shè)備正常工作的核心裝備就是節(jié)能電機(jī),它是所有工作階段消耗電能最厲害的設(shè)備,以往的電機(jī)應(yīng)用功能短缺,這就造成電氣控制的能量消耗增大,使用高效電機(jī)取代低效電機(jī)是最有效的措施,它可以有效提升運行效率。最后,變壓節(jié)能。發(fā)電廠處理電壓值時經(jīng)常使用到的設(shè)備就是變壓器,它可以有效控制電荷的升降,預(yù)防用電設(shè)備受到高壓的危害?;鹆Πl(fā)電站在使用變壓器的時候,一定要注意用電的安全性,要在規(guī)定的范圍之內(nèi)使用,使用中心方式接線的方法來處理低壓廠用電接線。
2.2提高用煤質(zhì)量和鍋爐燃燒率
對于火力發(fā)電企業(yè),成本的70%都用在煤炭費用上,提高煤炭質(zhì)量存在以下三方面優(yōu)勢:第一、減少燃料消耗量、提高燃燒效率;第二、高質(zhì)量煤炭會減少對設(shè)備的磨損,增長了設(shè)備使用壽命;第三、能保證鍋爐穩(wěn)定可靠運行。若燃煤質(zhì)量不好,不僅能源消耗量大,還會造成燃燒不穩(wěn)定。鍋爐是火力發(fā)電企業(yè)里能量損耗最高的機(jī)器設(shè)備,它所造成的損失包括以下三點:第一,燃料未能燃燒充分造成化學(xué)能未能全部轉(zhuǎn)化成熱能;第二,鍋爐燃燒結(jié)束時的剩余熱量未能全部實現(xiàn)發(fā)電;第三,燃料燃燒時排放的煙霧帶走了一些熱量。綜上所述,就會發(fā)現(xiàn)鍋爐運行的時候會造成一些能量損失,因此對鍋爐運行開展節(jié)能降耗是大勢所趨。鍋爐節(jié)能降耗可以從以下五個方面著手進(jìn)行:第一,控制好空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)現(xiàn)象,使換熱面積加大,從而使空氣流入鍋爐后擁有較高的溫度;第二,調(diào)節(jié)空氣系數(shù)和煤粉細(xì)度,這樣燃料就會完全的燃燒;第三,將排煙溫度控制好,這樣就會有效控制熱量的損耗;第四,鍋爐內(nèi)按時放入吹灰器,這樣鍋爐內(nèi)就不會存積大量的灰,可以使傳熱效率得到明顯的提升;第五,鍋爐和冷水壁使用先進(jìn)材料包裹好,這樣鍋爐的熱量就會損耗較少。
2.3創(chuàng)新改造傳統(tǒng)管理模式
在進(jìn)行火力發(fā)電管理過程中,必須改變傳統(tǒng)只重視生產(chǎn)安全的管理理念,在火力發(fā)電生產(chǎn)的時候,不光要重視安全生產(chǎn),還要注重企業(yè)節(jié)能降耗。首先,建立專門的節(jié)能降耗管理部門,企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)作為該管理部門的主要負(fù)責(zé)人,配置相應(yīng)的專門管理工作人員,這樣才能確保節(jié)能降耗管理工作落實到實處;其次,組織專業(yè)知識培訓(xùn),讓火力發(fā)電企業(yè)的所有工作人員綜合素質(zhì)都提升到一個新的層次,光倡導(dǎo)節(jié)能降耗不進(jìn)行專業(yè)知識培訓(xùn)是起不到良好效果的,光喊口號只能是從形式上節(jié)能降耗,不會起到實際的作用;最后,注意宣傳好節(jié)能降耗理念,提升工作人員的感官認(rèn)識,這樣他們在工作中就會有意識的開展節(jié)能工作,給高效推行節(jié)能降耗環(huán)保的推行打下堅實的基礎(chǔ)。
2.4建立健全節(jié)能管理機(jī)制
要想推行高效節(jié)能管理,光靠宣傳節(jié)能理念是起不到任何作用的,一定要建立健全節(jié)能管理機(jī)制,確保節(jié)能降耗工作順利的進(jìn)行。首先,不斷完善節(jié)能降耗管理機(jī)制,這樣工作人員就會有明確的工作目標(biāo),可以依規(guī)辦事;其次,建立健全節(jié)能管理機(jī)制可以引起工作人員的注意,推進(jìn)企業(yè)朝著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展;最后,建立健全節(jié)能管理制度,可以明確企業(yè)員工的職責(zé)和義務(wù),培養(yǎng)他們愛崗敬業(yè)精神,這樣可以高效的提升節(jié)能降耗成果。
2開展節(jié)能降耗工作的途徑及方法
2.1礦井開采方案設(shè)計貫徹國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)
依據(jù)GB50215-2005煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范、GB51053—2014煤炭工業(yè)礦井節(jié)能設(shè)計規(guī)范和有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章的規(guī)定及合理用能標(biāo)準(zhǔn)的要求,礦井開采方案對井田開拓開采、礦井運輸、提升、通風(fēng)、排水、壓風(fēng)、安全設(shè)施、電氣、地面生產(chǎn)系統(tǒng)、總圖、地面運輸與建筑、給排水、暖通、環(huán)境設(shè)施、其它能源的利用,總體規(guī)劃能源計量及能耗指標(biāo)等方面,進(jìn)行工程設(shè)計(初步設(shè)計、施工圖設(shè)計),合理采區(qū)布置,選用經(jīng)過能效認(rèn)證的安全、高效、節(jié)能和環(huán)保的設(shè)備,編制節(jié)能評估報告,開展能耗評價,制定煤礦工序能耗指標(biāo),并在建設(shè)和生產(chǎn)中貫徹落實,提高煤礦節(jié)能水平。
2.2完善管理體系及制度
完善節(jié)能減排管理體系及規(guī)章制度,制定節(jié)能降耗工作實施方案,明確指導(dǎo)思想、原則、具體內(nèi)容等。在成本控制管理上形成成本預(yù)算、生產(chǎn)現(xiàn)場和過程控制,將可控成本指標(biāo)、項目、措施分解到班組、崗位個人,層層控制嚴(yán)格落實;同時將完成情況納入月度考核中,直接與個人工資掛鉤,做到獎懲兌現(xiàn)。
2.3合理選擇工藝流程和高新技術(shù)裝備
煤礦采掘、通風(fēng)、瓦斯抽采、排水、提升、運輸和鍋爐是主要的耗能設(shè)備,也是節(jié)能降耗管理的重點。設(shè)立節(jié)能資金專戶、??顚S茫糜诂F(xiàn)有生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)備更新、系統(tǒng)優(yōu)化及推廣節(jié)能技術(shù)。通過主要機(jī)電設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造,選用節(jié)能型變壓器、空載運行自停裝置,均可達(dá)到節(jié)電效果。
2.4加強節(jié)能基礎(chǔ)管理,合理控制消耗
加強能源消耗監(jiān)測,利用分析找出企業(yè)節(jié)能降耗的重點。通過實施定額、統(tǒng)計、計劃、技術(shù)管理措施,降低煤炭生產(chǎn)過程的能耗,合理減少電、油、水、煤、鋼材、水泥等原材料的消耗。
2.5增強節(jié)能意識,開展節(jié)能降耗活動
通過廣播、宣傳欄、黑板報、局域網(wǎng)等宣傳工具,大力宣傳節(jié)能降耗工作的意義和重要性,樹立節(jié)能新觀念,引導(dǎo)廣大職工從生產(chǎn)的每一道生產(chǎn)工序入手,堅持同班組建設(shè)、安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、技術(shù)攻關(guān)和合理化建議活動相結(jié)合,對全礦井上下各作業(yè)場所,地面各生活地點、各科室和隊組進(jìn)行全面成本、節(jié)能降耗管理情況督查,真正做到工作落實有效果。開展推行修舊利廢,加強生產(chǎn)原材料、配件和辦公用品的重復(fù)利用率,極大地降低材料消耗。
3煤礦節(jié)能降耗的主要措施
煤礦的能源損耗和節(jié)能的重點是在生產(chǎn)過程控制消耗,采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的各項節(jié)能措施,制定行之有效的管理辦法,達(dá)到節(jié)能降耗的目的[3]。
3.1組織管理措施
a)設(shè)置專職節(jié)能管理機(jī)構(gòu),構(gòu)建節(jié)能網(wǎng)絡(luò)管理體系。成立節(jié)能領(lǐng)導(dǎo)組和領(lǐng)導(dǎo)組辦公室,在采、掘、機(jī)、運、通、地測防治水、地面后勤專業(yè)科室設(shè)置節(jié)能技術(shù)管理小組,配備專職管理與業(yè)務(wù)人員,明確領(lǐng)導(dǎo)、科隊、班組及崗位職責(zé),細(xì)化分工,落實責(zé)任。獎勵節(jié)能工作中貢獻(xiàn)突出的單位或個人,提高全員積極性和主動性;b)建立符合實情、合理的能源消耗考核指標(biāo)體系、有效的激勵、約束和考核管理機(jī)制。加強以生產(chǎn)成本為重點的內(nèi)控預(yù)算管理、材料消耗指標(biāo)量化考核管理,實行節(jié)獎超罰。根據(jù)生產(chǎn)條件和進(jìn)度控制物資申報、領(lǐng)用,嚴(yán)格控制不合理的用料現(xiàn)象,切實杜絕浪費;c)修舊利廢是節(jié)能降耗的一項重要措施,開展修舊利廢、降耗增效活動。制定修舊利廢管理辦法,對煤炭生產(chǎn)中常用物資的回收、維修、復(fù)用、獎罰做詳細(xì)規(guī)定;通過發(fā)揮職工聰明才智,鼓勵職工圍繞生產(chǎn)和管理的薄弱環(huán)節(jié),獻(xiàn)計獻(xiàn)策利用革新和技術(shù)創(chuàng)造、節(jié)省材料支出,節(jié)約資金。
3.2礦井節(jié)能降耗的技術(shù)措施
3.2.1優(yōu)化開拓開采和生產(chǎn)工藝
a)合理采區(qū)布置,減少井巷工程量,使生產(chǎn)系統(tǒng)更加簡單化,提高生產(chǎn)效率、礦井資源回收率,避免資源浪費,總體上降低礦井能源消耗;b)推廣沿空留巷、無煤柱開采、高水材料充填開采等技術(shù),合理減少能源消耗。
3.2.2礦井供電系統(tǒng)和主要機(jī)電設(shè)備節(jié)能措施
煤礦節(jié)電的主要范圍是供電系統(tǒng)和用電設(shè)備。結(jié)合現(xiàn)場實際,認(rèn)真分析用電的各個環(huán)節(jié),采取多種措施節(jié)約電能消耗,減少電費支出。a)優(yōu)化供配電系統(tǒng),改善功率因數(shù),減少線路附加損耗。(a)各級變壓器應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓器,條件允許時可選用非晶合金變壓器;(b)設(shè)置、投運無功功率補償裝置對礦井主變電所6kV或10kV高壓供配電系統(tǒng)進(jìn)行集中補償,確保功率因素運行在90%以上;(c)合理選擇線路導(dǎo)線截面、敷設(shè)路徑,減少線路長度,降低線路損耗。井下設(shè)有采區(qū)變電所,采掘工作面采用移動變電站供電;b)所有系統(tǒng)、裝備、設(shè)施選型應(yīng)與采掘工藝、生產(chǎn)能力相匹配,杜絕高耗低效。選用節(jié)能電氣設(shè)備,產(chǎn)品自身能耗低,對老舊設(shè)備要進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造或更換。嚴(yán)禁采用《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》中限制類和淘汰類的技術(shù)工藝、設(shè)備和產(chǎn)品;c)井上下各變電所采用計算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控信息系統(tǒng),實時監(jiān)測設(shè)備、各饋出線路電能消耗等運行狀態(tài)和參數(shù),實現(xiàn)電能管理信息化和自動化。(a)供電線路正常工作時應(yīng)采用兩回線路同時工作、分列運行的方式,不僅可降低線路損耗,而且提高供電質(zhì)量,保證供電的可靠性和連續(xù)性;(b)嚴(yán)格按機(jī)電設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行操作,科學(xué)合理組織生產(chǎn),加強對設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng),減少設(shè)備空運轉(zhuǎn),降低用電量;(c)充分利用電價政策,合理調(diào)整用電負(fù)荷,嚴(yán)格控制高峰期用電,搞好避峰填谷,有效降低生產(chǎn)用電成本;d)利用高新技術(shù)實現(xiàn)有效節(jié)能降耗。(a)采用變頻調(diào)速裝置,大力推廣軟啟動控制,減少電氣及機(jī)械沖擊,延長工作系統(tǒng)壽命;(b)地面、井下照明選用LED高光效照明燈具,應(yīng)設(shè)自動照明控制裝置,減少電量損耗。
3.2.3礦井地面建筑的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求
結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蚣敖ㄖ锕δ芤螅瑢ㄖ锍?、布局和建筑平面、立面、體型、構(gòu)造、材料等各方面均采取有利于節(jié)能的最佳選擇。必須嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50189-2015公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和JGJ26-2010民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分),積極應(yīng)用節(jié)能新技術(shù)、新產(chǎn)品、新材料,建設(shè)低耗綠色建筑[4]。
3.2.4節(jié)約使用煤水和油的技術(shù)措施
a)煤礦節(jié)煤包括兩個方面,一是節(jié)約自用煤量,二是提高煤炭質(zhì)量,為其它企業(yè)節(jié)煤降耗打下良好的基礎(chǔ)。通過采用新型高效、節(jié)能鍋爐,推廣節(jié)煤新技術(shù),不斷提高采暖工業(yè)鍋爐司爐工操作水平,同時提倡集中供熱、節(jié)約用熱,包括熱水、熱風(fēng)、蒸汽等。采取煤炭篩選、入洗等方式,提高煤質(zhì),提高煤炭資源利用水平和改善礦區(qū)環(huán)境;b)節(jié)約用水主要表現(xiàn)在采用礦井水及生活污水凈化處理技術(shù)提高水資源的利用率。處理后的礦井水回用作地面生產(chǎn)系統(tǒng)沖洗用水、井下灑水、綠化、降塵等用途;處理后的生活污水回用于防火灌漿站和地面綠化灌溉。同時通過管網(wǎng)改造和優(yōu)化結(jié)構(gòu),加強對管網(wǎng)系統(tǒng)的檢查,杜絕管路的跑冒滴漏現(xiàn)象,加大水的復(fù)用率,減少不必要的損失;c)煤礦用油主要包括車輛耗油和采掘機(jī)械、電氣設(shè)備用油,加強車輛耗油指標(biāo)和設(shè)備的管理,合理核定指標(biāo),減少設(shè)備漏油,達(dá)到降低油耗的目的。
3.3其它能源綜合利用技術(shù)
a)研究煤礦瓦斯抽采技術(shù),提高瓦斯抽采濃度和流量,利用礦井瓦斯(煤層氣)高(低)濃度瓦斯發(fā)電及余熱利用技術(shù),實現(xiàn)變害為寶,節(jié)約利用能源,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。高瓦斯礦井氣源穩(wěn)定可以考慮燃?xì)忮仩t等;b)煤泥、煤矸石綜合利用可以提供給礦區(qū)電廠作燃料、生產(chǎn)燒結(jié)建材的原料;c)太陽能或風(fēng)能資源充足的礦區(qū),結(jié)合實際進(jìn)行可行性分析,制定光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、太陽能熱水利用方案,以滿足自用。
Abstract: with the rapid development of market economy, China's various production construction have achieved rapid growth, in the creation of significant economic benefits at the same time consumption of huge problem also increasingly remarkable. This paper first briefly discusses the motor efficiency and power factor, based on this, discusses some motor energy saving measures, for your reference.
Key words: motor energy saving, efficiency, power factor
中圖分類號:TM3文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
一、前言
現(xiàn)階段,電動機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而消耗的電能占到我國總發(fā)電量大約有60%,根據(jù)相關(guān)調(diào)查,在我國幾個主要電網(wǎng)中,整個工業(yè)用電的60%~68%被電動機(jī)消耗,大致符合工業(yè)發(fā)達(dá)國家的比重。這么多電能幾乎等同于2億多噸原煤,如果提高電動機(jī)效率1 %左右,我國每年能夠節(jié)約200多萬噸原煤,這就意味著我國每年能夠少開采原煤量達(dá)到200多萬噸,就目前我國面臨能源短缺問題、環(huán)境保護(hù)問題以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略而言,提高電動機(jī)效率具有深遠(yuǎn)意義。現(xiàn)階段,國內(nèi)工業(yè)企業(yè)電動機(jī)大部分處于低效、輕載、高能耗的運行狀態(tài),每年浪費了大量電能,相較于國外先進(jìn)水平,運行效率低10~20個百分點。因此,各個企業(yè)單位要對此引起足夠重視,積極推廣電動機(jī)節(jié)能,提高電動機(jī)的效率。
二、電動機(jī)的效率以及功率因數(shù)
1、電動機(jī)的效率
電動機(jī)的效率指電動機(jī)的有功輸出功率與有功輸入功率之比,它通常用百分?jǐn)?shù)表示。即:
式中:η為電動機(jī)的效率,以百分?jǐn)?shù)表示;
P1為電動機(jī)有功輸入功率,以kW為單位;
P2為電動機(jī)有功輸出功率,以kW為單位。
在實際應(yīng)用中,電動機(jī)效率有運行效率、額定效率、最高效率之分。運行效率指電動機(jī)拖動某負(fù)載運行時的工作效率;額定效率指輸出功率為額定值時的效率;最高效率指電動機(jī)可能達(dá)到的最高運行效率。對于一臺電動機(jī),其額定效率、空載損耗為固定值,因此,電動機(jī)負(fù)載率決定了其效率值高低;如果負(fù)載率為70%左右,電動機(jī)的運行效率最高,所以人們將60%~80%的負(fù)載率稱為有功經(jīng)濟(jì)負(fù)載率。如果負(fù)載率低于40%,電機(jī)效率將迅速下降。
2、電動機(jī)的功率因數(shù)
即電動機(jī)輸入端的有功功率與視在功率比,即:
式中:S為電動機(jī)的視在功率,以kVA為單位;
P1為電動機(jī)有功輸入功率,以kW為單位;
cos為電動機(jī)的功率因數(shù)。
對于一臺特定的電動機(jī),其功率因數(shù)的大小與電動機(jī)的負(fù)載率有關(guān),當(dāng)電動機(jī)空載時,其功率因數(shù)很低,僅0.1-0.2,隨著負(fù)載率增加,功率因數(shù)也增大,當(dāng)負(fù)載率在80%以上時,功率因數(shù)達(dá)到最佳,因此,應(yīng)盡量避免電動機(jī)在輕載狀態(tài)下運行。此外,不同類型的電動機(jī)效率、功率因數(shù)也會有所不同。一般,同容量的電動機(jī),鼠籠式的效率、功率因數(shù)都要高于繞線式電動機(jī);同一系列的電動機(jī)容量大的效率、功率因數(shù)要高于小容量的電動機(jī);轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)其效率,功率因數(shù)要高于轉(zhuǎn)速低的。
三、電機(jī)節(jié)能降耗方法
想要保證使電動機(jī)在經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運行,選擇電動機(jī)必須要合理,使其類型、容量適應(yīng)電動機(jī)負(fù)載機(jī)械特性,使其在效率最高狀態(tài)下運行。要認(rèn)真維護(hù)檢修,制定并實施有效措施減少損耗,努力保證電動機(jī)在拖動中效率最高;對在役的電動機(jī)要提高其負(fù)載率,盡量避免在空載,輕載狀態(tài)中長時間運行。
1、合理選用電動機(jī)類型
(1)合理選用電動機(jī)類型
在選擇電動機(jī)類型時不僅要滿足拖動功能,還要對經(jīng)濟(jì)運行性能加以考慮。對于負(fù)載率大于50%,年運行時間大于3000小時的電機(jī),應(yīng)選擇yx系列高效率的三相異步電動機(jī)。與y系列相比,yx系列效率平均提高3%,損耗降低20%~30%,雖然價格高于y系列電動機(jī),但從長期運行看,經(jīng)濟(jì)性還是明顯的。
(2)選用節(jié)能型電動機(jī)
y系列電動機(jī)是國內(nèi)目前先進(jìn)的三相異步電動機(jī)新系列產(chǎn)品,其優(yōu)點是效率高、節(jié)能、起動性能好。
(3)合理選用電動機(jī)的額定容量
電動機(jī)效率是指在額定負(fù)荷下的參數(shù)值,而實際生產(chǎn)生活中普遍存在負(fù)荷過低,大馬拉小車, 過低的負(fù)載率會造成過低的功率因數(shù),加大了無功損耗,制造上提高的效率百分點被不合理使用沖銷了。電動機(jī)有很多工作制分類,如連續(xù)工作制、斷續(xù)工作制、高啟動轉(zhuǎn)矩、雙速等,日常很少根據(jù)機(jī)械工作特性選用。在功率等級方面,國標(biāo)制定的功率等級不盡合理,跨度太大,比如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格7.5kW、11kW、15kW、18.5kW,其間千瓦數(shù)間隔太大,也造成無法合理選用,習(xí)慣上寧可選大,也不選小,造成大馬拉小車的現(xiàn)狀。國家管理部門應(yīng)建立健全電動機(jī)的型號規(guī)格制度,用戶根據(jù)自身生產(chǎn)工藝特點選擇合適的電機(jī)規(guī)格型號,合理利用電能,減少能源損耗。三相異步電動機(jī)的三個運行區(qū)域分為:負(fù)載率在70%~100%之間為經(jīng)濟(jì)運行區(qū);負(fù)載率在40%~70%之間為一般運行區(qū);負(fù)載率在40%以下為非經(jīng)濟(jì)區(qū)。若電動機(jī)容量選得過大,雖然能保證設(shè)備的正常運行,但投資大,效率和功率因數(shù)都很低,造成電力的浪費。
2、采取正確的無功補償方式
(1)電動機(jī)的無功補償一般采用就地補償方式,即在電動機(jī)附近設(shè)置電容器,隨電動機(jī)一起投入運行或退出運行,是一種行之有效的無功補償方法。
①可減小配電線路的導(dǎo)線截面和配電變壓器容量。
②可減少配電變壓器、低壓配電線路的負(fù)荷電流。
③可使補償點無功當(dāng)量最大,降損效果好。
④可減少企業(yè)配電變壓器及配電網(wǎng)功率損耗。
⑤可降低電動機(jī)起動電流。
(2)異步電動機(jī)是感性負(fù)載,無功損耗主要包括兩部分:一部分是建立磁場所需的空載無功功率,約占電動機(jī)額定無功功率的60%~70%,其大小主要與容量有關(guān);另一部分是帶負(fù)荷時在繞組漏抗中消耗的無功功率,它與電動機(jī)負(fù)載電流的平方成正比,負(fù)載率越小,功率因數(shù)越低,損耗也越大。
(3)電動機(jī)就地補償接線方式
①控制式單獨就地補償方式。一般用于降壓起動等特殊要求的電動機(jī),如圖1所示。
圖1電容式控制式就地補償方式
(a)經(jīng)常操作的低壓電容器就地補償
(b)非經(jīng)常操作的低壓電容器就地補償
②直接單獨就地補償方式。將電容器直接接在電動機(jī)端子上或保護(hù)設(shè)備的開端,如圖2所示。
圖2直接單獨就地補償方式
(a)經(jīng)常操作的電容器組
(b)非經(jīng)常操作的電容器組
(c)高壓電容直接單獨就地補償
3、需求管理措施
能源是社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),建立在大量消費能源基礎(chǔ)上的現(xiàn)代社會,需要合理有效地利用資源,開展持續(xù)的節(jié)能活動,支持經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。各種電動機(jī)系統(tǒng)效率不只關(guān)系到企業(yè)的利益,更為重要的是關(guān)系到國家的可持續(xù)發(fā)展。中國人口眾多,因為歷史原因,各種高耗能的設(shè)備并未及時退出使用,中國已經(jīng)是一個高能耗的國家,政府相關(guān)部門應(yīng)制定使用電動機(jī)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對運行中的電動機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場測試,采用節(jié)能評估的方法,淘汰低效高能耗用電設(shè)備。各企事業(yè)單位應(yīng)開展能源監(jiān)察和能源需求管理,對于一些重點和關(guān)鍵的用電設(shè)備進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析,以確定是否需要采用高效節(jié)能的產(chǎn)品來更換或改造現(xiàn)有的用電設(shè)備。
四、結(jié)語
綜上所述,在實際生產(chǎn)中,要積極改善電機(jī)節(jié)能降耗性能,使電機(jī)高效化運行,相較于普通電動機(jī),高效化運行的電機(jī)能夠降低約百分之二十的能量損耗,這對于面臨嚴(yán)重能源短缺的我國有著十分重要的意義。
參考文獻(xiàn):
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[2] 劉岸:《高效率電機(jī)——節(jié)能降耗的關(guān)鍵》,《現(xiàn)代制造》, 2009年25期
傳統(tǒng)電動機(jī)的工作原理較為復(fù)雜,工作效能較低,會導(dǎo)致大量電力能源的浪費,對此,我國開始加強對新型Y型電動機(jī)的研發(fā),最為成功的就是轉(zhuǎn)子異步電動機(jī),這類電動機(jī)徹底改變了傳統(tǒng)電動機(jī)存在的弊端,運行效能較高,節(jié)約能源,啟動速度較快。當(dāng)前我國政府必須要加快對傳統(tǒng)電動機(jī)的替換速度,要加強對轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的推廣。
1.2根據(jù)使用需求選擇電動機(jī)型號
通常我國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)部門都會對轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的運行范圍進(jìn)行明確劃分:轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的運行范圍是與變壓器的實際容量和額定容量比值有關(guān)系的,通常運行經(jīng)濟(jì)區(qū)域是要保證變壓器實際容量與額定容量的比值在70%~100%之間,而一般經(jīng)濟(jì)運行區(qū)域就是變壓器實際容量與額定容量的比值在40%~70%之間,非經(jīng)濟(jì)運行區(qū)域?qū)ψ儔浩鲗嶋H容量與額定容量的比值在40%以下。在選擇電動機(jī)型號時,必須要根據(jù)使用需求進(jìn)行制定,所選擇的電動機(jī)要能滿足正常工作需求,然后還要確保有功功率和視在功率的比值較低,這樣才會減少對電能的浪費。通常在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,電機(jī)變壓器實際容量與額定容量的比值最好保持在60%~100%之間最好。
1.3對老式電機(jī)整體能源節(jié)約的改造方式
當(dāng)前我國老實電動機(jī)外部都有一個散熱裝置,不同型號電動機(jī)的散熱裝置都差不多,這就容易導(dǎo)致能源的浪費,對此,當(dāng)前的主要任務(wù)就是要將電動機(jī)的散熱裝置改造成節(jié)約能源的類型,要根據(jù)不同電動機(jī)的散熱需求進(jìn)行制定,這樣就可以提高電機(jī)的工作效能,減少能源的浪費。其次,要將原來的普通器件替換為導(dǎo)磁槽楔,這樣可以有效提升電動機(jī)的運行效果,減少電力能源的浪費,同時還會降低對內(nèi)部配件的撞擊,延長配件的使用壽命,減少了噪聲。但是這種改進(jìn)也是存在一定缺陷的,那就是導(dǎo)磁槽楔的安裝可能會導(dǎo)致電機(jī)啟動力矩的下降,容易增大電機(jī)的負(fù)載。再次,為了增大電機(jī)線路的橫截面,可以使用阻止電流通過的材料,而對于一些高壓類電機(jī)就要做好絕緣處理,通常都會使用美國生產(chǎn)的M膠帶進(jìn)行絕緣防護(hù),這樣可以減少電力能源的浪費,還可以增大線路的橫截面積,有效降低電機(jī)升溫速度,實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
2電機(jī)減少能源耗費的主要方法
2.1通過改變電機(jī)的工作電源頻率實現(xiàn)節(jié)能降耗
改變電動機(jī)的工作電源頻率,這是一種新型節(jié)能技術(shù),主要是針對電機(jī)的工作需求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié),使電動機(jī)的能效達(dá)到最佳狀態(tài),這已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的技術(shù)。例如,在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最多的就是風(fēng)機(jī)水泵專用變頻器,這種變頻器不會受到季節(jié)、氣候、超負(fù)荷等因素的干擾,能夠根據(jù)電機(jī)生產(chǎn)需求而進(jìn)行調(diào)節(jié),有效減少了能源的浪費,也保障了電動機(jī)工作效率。
2.2有功功率提升方式
由于電路中會產(chǎn)生大量無用能量,處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)下的Y型電動機(jī),會吸收該能量,讓電能出現(xiàn)更多額外損耗,導(dǎo)致降低系統(tǒng)運行效率。上述問題,可通過無用功率補償方法處理與解決,做到有效調(diào)整。采用并聯(lián)的方式在Y型電動機(jī)電能輸出端與電容量連接,有功功率在整體中占到的比例更高,無功功率比例相對下降。滿足基本條件下,降低系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)碾娏?,供電系統(tǒng)產(chǎn)生電能損耗情況減少,真正的達(dá)到電能的節(jié)約。
2.3三相電壓相位差保持一致
若電機(jī)內(nèi)存在的三相電位差之間不同,則會導(dǎo)致電機(jī)中電子轉(zhuǎn)動方向發(fā)生改變,與磁場運動方向相反,轉(zhuǎn)子運動力受到影響。電機(jī)軸承上產(chǎn)生能效,轉(zhuǎn)子吸收該能量,作為電機(jī)內(nèi)一種無用能被消耗,從而降低電動機(jī)機(jī)械耗能。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時與磁場方向相反,該過程會出現(xiàn)大量額外能量被損耗,電機(jī)耗能增大,并向熱能轉(zhuǎn)換造成電動機(jī)溫度過高。電動機(jī)中的三相電位差通過電路系統(tǒng)三相負(fù)荷功能,達(dá)到統(tǒng)一化,減少由于該因素影響導(dǎo)致電動機(jī)能耗量大。
2.4降低電動機(jī)能耗使用節(jié)能器實現(xiàn)
對比VFD的新型電動機(jī)控制系統(tǒng),電動機(jī)智能節(jié)電系統(tǒng)是目前最新型的節(jié)能產(chǎn)品,電動機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動力矩、轉(zhuǎn)速、輸入量、輸出量等,由開始到結(jié)束狀態(tài)間產(chǎn)生的響應(yīng)均受到影響。符合節(jié)能要求的情況下,無需通過減少電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式實現(xiàn)。該方式的基本原理是,對電機(jī)轉(zhuǎn)動流程中產(chǎn)生的交流電與電壓之間的差值,對電動機(jī)產(chǎn)生的能量供給情況進(jìn)行調(diào)整,讓電動機(jī)的工作狀態(tài)達(dá)到最佳。電動機(jī)通過智能節(jié)電系統(tǒng)對非滿載下的狀態(tài)進(jìn)行檢測,可以在短時間內(nèi)利用整流元件將已調(diào)整的數(shù)據(jù)向電動機(jī)電能發(fā)送,從而平衡電動機(jī)輸出的電壓負(fù)載與機(jī)械能,實現(xiàn)能源節(jié)約的目標(biāo)。系統(tǒng)中包含啟動平滑功能,讓電機(jī)中定子與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生的損耗降低,從而很大程度上降低維護(hù)費用與投入資金,實現(xiàn)能源節(jié)約。電機(jī)負(fù)荷高于百分之六十的,電機(jī)能源節(jié)約效果較差。
2.5定期保養(yǎng)電機(jī)器件
電機(jī)工作狀態(tài)不同,所需的劑不同。一些電動機(jī)轉(zhuǎn)速較快,會導(dǎo)致整個設(shè)備溫度過高,劑在高溫下濃度下降,易被損耗,這時劑需要使用濃度高的;電動機(jī)處于滿負(fù)荷狀態(tài)下工作,選擇劑時粘稠度高、油粘度高;部分電動機(jī)的工作環(huán)境為腐蝕性較大,則選擇劑時需要包含大量抗腐蝕性。選擇劑時,基于各個器件之間摩擦性、性、維護(hù)性等方面完成,讓投入成本降低。電動機(jī)中軸承之間牢靠平滑度較低,導(dǎo)致電動機(jī)各個器件之間產(chǎn)生較大的摩擦力,導(dǎo)致能耗上升。電動機(jī)軸承的選擇,考慮到軸承能量損耗方面,需要使用國內(nèi)性能好的貨值國外廠家進(jìn)口的軸承,適合在高轉(zhuǎn)速的電動機(jī)中使用。電動機(jī)轉(zhuǎn)速慢的情況下,軸承質(zhì)量與性能高,讓各個器件質(zhì)量有保障,同時費用也可以降低。
二、電機(jī)減少耗能的方式方法
(1)通過改變電機(jī)工作電源頻率的節(jié)能方法這是一種相對更為先進(jìn)的節(jié)約能源,減少損耗的技術(shù)。因為它擁有優(yōu)良的調(diào)節(jié)能力,比較穩(wěn)定的工作平穩(wěn)程度,現(xiàn)在已經(jīng)在多個行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備中得到極為廣泛的應(yīng)用,成為了企業(yè)公司進(jìn)行節(jié)約能源,降低損耗與減少使用電量的主要趨勢。風(fēng)機(jī)水泵專用變頻器是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最多的設(shè)備。這類變頻器,可由于季節(jié)更替、氣候變化、超負(fù)荷等等諸多方面的影響,它們?nèi)匀怀L幱诜菨M效能下工作運行,大多數(shù)只能達(dá)到正常功率的一半。(2)降低電壓的節(jié)能方式當(dāng)Y型電動機(jī)未滿載的時候,降低它的電壓,即可以實現(xiàn)節(jié)約能源的成果。因為當(dāng)電機(jī)從滿負(fù)荷變化到非滿負(fù)荷的時候,電動機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速開始減小,但是它的功率并未轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部分不變,那么非滿載情況下的耗能中對轉(zhuǎn)化成為的熱能等其他能量一點都沒有減小。因此電動機(jī)的工作效能就會很低。當(dāng)降低電動機(jī)電源電壓,在勻強磁場中,磁通量就會成比例下降,那么轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的除了機(jī)械能之外的其他能量也會成比例下降。這樣的話轉(zhuǎn)子電流中的額外損耗減少,功效也就提高了,而且伴隨著電源電壓的下降,轉(zhuǎn)子電壓隨之下降,摩擦也會快速下降,使電機(jī)的運行效能有了很大的提高。(3)提高有功功率節(jié)能的方法Y型電動機(jī)在轉(zhuǎn)動的過程當(dāng)中會在電路之中吸收很多的無用能量,因此導(dǎo)致對電能的額外損耗,系統(tǒng)的運行效能就會下降。這類情況可采取無功功率補償?shù)姆绞絹磉M(jìn)行調(diào)整。在Y型電動機(jī)的輸出線端口并上適當(dāng)?shù)碾娙萘縼硖岣哂泄β仕急壤瑴p少無功功率比例。在保證之前條件的前提情況下,使系統(tǒng)的傳輸?shù)碾娏鳒p少,以降低供電程序的電能損耗,實現(xiàn)節(jié)約能源的目的。(4)確保三相電壓相位差相同當(dāng)電機(jī)的三相電壓相位差處于不相等的時候,電機(jī)內(nèi)就會出現(xiàn)與轉(zhuǎn)子運動方向相反的磁場,形成阻礙轉(zhuǎn)子運動的力。從電機(jī)軸承上吸收的部分效能,并且成為在電動機(jī)其他無用的能量消耗掉,導(dǎo)致電動機(jī)的機(jī)械能減少。與此同時,轉(zhuǎn)子運動反方向的磁場還會在轉(zhuǎn)子運動上引起額外的能量損失,使電機(jī)的損耗更大,轉(zhuǎn)換成的熱能會引起電機(jī)發(fā)熱。通過使電路系統(tǒng)三相負(fù)荷,使電動機(jī)的三相電壓相位差相同,避免了電動機(jī)因為這類原因的額外能量損耗。(5)利用電動機(jī)節(jié)能器件降低電能損耗電動機(jī)智能節(jié)電系統(tǒng)是一種完全與VFD的新型電動機(jī)控制系統(tǒng)區(qū)別開的產(chǎn)品,它不僅不影響電動機(jī)的轉(zhuǎn)動速度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的力矩以及輸出量從初始狀態(tài)到最終狀態(tài)的響應(yīng),更不需要降低電動機(jī)的轉(zhuǎn)動速度來達(dá)到節(jié)約能源的目標(biāo),它可以通過監(jiān)測電機(jī)轉(zhuǎn)動過程中交流電流和電壓的相差來進(jìn)行調(diào)整供給電動機(jī)的總體能量,使電動機(jī)一直保持在最優(yōu)效率的工作狀態(tài)。電動機(jī)智能節(jié)電系統(tǒng)在檢測到電動機(jī)處在非滿載不斷變化的時候,通過整流元件能在極短的時間內(nèi)調(diào)整輸送給電動機(jī)電能,致使電機(jī)輸出的機(jī)械能和電器負(fù)載剛剛相等,以此來降低器件各方面的損耗,達(dá)到改善電機(jī)運行的一系列最佳方式,最后達(dá)到節(jié)約電能的目的。它還具備較完整的平滑啟動功能,可降低電機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子間磨損,減少維護(hù)次數(shù)和成本,盡最大可能地節(jié)約能源。但對于負(fù)荷大于60%以上的電動機(jī)節(jié)能效果不明顯。(6)經(jīng)常對電動機(jī)的器件進(jìn)行保養(yǎng)對于不同的工作情況下的電機(jī)需要選擇不同的劑。轉(zhuǎn)動速度較快的電動機(jī),由于溫度上升速度快易使劑變稀而損耗掉,所以應(yīng)選用粘稠度大的劑;通常滿負(fù)荷工作的電動機(jī)應(yīng)優(yōu)先選用油粘度較高、粘稠度較大劑;多數(shù)時候處在有腐蝕性物品環(huán)境中的電動機(jī)應(yīng)優(yōu)先選用含有抗腐蝕劑。在保證、降低器件間的摩擦、良好養(yǎng)護(hù)等等的基礎(chǔ)上再考慮使用價格低廉型的劑,節(jié)省投資等相關(guān)費用。并且由于電機(jī)軸承牢靠平滑質(zhì)量不高,同樣會增加電動機(jī)器件間摩擦增大電能損耗。在高速轉(zhuǎn)動的電動機(jī)上盡量使用外國廠家的軸承或國產(chǎn)性能優(yōu)秀的軸承盡量避免無謂的損耗。在轉(zhuǎn)速較慢的電動機(jī)上盡量使用性能比較好的軸承,不僅能保證器件質(zhì)量,還可降低相關(guān)的投資費用。
中圖分類號:F407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)28-0094-02
節(jié)約能源是我國始終堅持的一項基本國策,保護(hù)環(huán)境是提高能源利用效率的有效方式。我公司原有4×300MW燃煤機(jī)組,為提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性,已完成綜合升級改造為4×330MW燃煤機(jī)組,按照節(jié)能調(diào)度原則,隨著高參數(shù)、大容量機(jī)組的出現(xiàn),我公司的機(jī)組已完全失去市場競爭力,機(jī)組負(fù)荷率嚴(yán)重偏低,在市場上無法爭取到更多負(fù)荷,只有內(nèi)部挖掘潛力,降低廠用電率。所以,采取相應(yīng)的措施解決火電廠電氣節(jié)能降耗尤為重要。
1 依據(jù)火力發(fā)電廠的實際狀況,采取高效的電動機(jī)
在選擇火力發(fā)電廠電動機(jī)過程中,需要具備的條件包含有兩個:消耗有功功率與消耗無功功率。只有把消耗的有功功率和無功功率進(jìn)行降低,才能有效地降低電動機(jī)所消耗的電量。電動機(jī)節(jié)能的有效方式就是選取高效電動機(jī)代替低效電動機(jī),這是當(dāng)前比較好的降耗方式,優(yōu)質(zhì)的電工硅鋼片構(gòu)成部分主要有:高效電動機(jī)內(nèi)部的定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯,具備有很好的高導(dǎo)磁、消耗功能低。高效的電動機(jī)與低效電動機(jī)相比較,工藝制造技術(shù)比較先進(jìn)。所以,火力發(fā)電廠采用高效電動機(jī)才能達(dá)到降低電耗的目的。
不過,與普通的電動機(jī)來進(jìn)行對比,它需要高出一倍的價格。火力發(fā)電廠應(yīng)根據(jù)自身的實際情況來選擇合理方案。發(fā)電廠在運行中可根據(jù)實際情況,適時調(diào)整輔助機(jī)械,可以采用高效的電動機(jī),實現(xiàn)節(jié)能降耗。
2 減少空載運行變壓器的數(shù)量
火力發(fā)電廠通過減少空載運行變壓器的數(shù)量以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。一般情況下,在火力發(fā)電廠中,通常都會配置有變壓器,變壓器在啟動中,主要由大容量的高壓來實現(xiàn)效能,顯然,就會增加空載的損耗量。在工程設(shè)計范圍內(nèi),如果合理地減少空載運行變壓器的數(shù)量,在一定程度上就可以降低變壓器啟動所消耗的電力資源。除此之外,為了提高節(jié)能效率,鐵心采用多級接縫也能有效降低能耗,這樣可以使每一臺變壓器的負(fù)載損耗有所降低,達(dá)到原有負(fù)載損耗的1/4,從而實現(xiàn)節(jié)能降耗。
3 避免輸電中造成的鐵磁性損耗
為避免輸電中造成的鐵磁性損耗,我們需要從幾個方面著手。例如,減少鋼材料的使用或者避免形成閉合電路、選擇導(dǎo)體金屬等。為避免輸電中造成的鐵磁性損耗,在選擇導(dǎo)體金屬時,可以選用非導(dǎo)磁性材料制造金屬或者選用其他先進(jìn)的材料型號,這樣更有利于降低火力發(fā)電廠資源的損耗。不過,交變磁場中鋼材料使用要減少,根據(jù)實際情況進(jìn)行合理設(shè)計,在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)中,使用導(dǎo)體支持夾板零件或者是單相導(dǎo)體支持鋼時,要避免造成閉合電路;其次,對鋼構(gòu)與母線的位置要進(jìn)行合理的控制,使兩者間不會產(chǎn)生環(huán)流和感應(yīng)電勢;最后,鐵磁性損耗的不斷減少,可以避免閉合電路,輸電才能有效地進(jìn)行。一般在比較特殊的情況下,我們盡量要避免大電流母線附近的鋼構(gòu)件,主要是形成包圍一相或者二相的閉合電路。在特殊的情況下,通常選用閉合電路方法,主要包括有絕緣板隔離磁路和黃銅焊縫。
4 采取合理的節(jié)電策略
火力發(fā)電廠運行中,針對一些操作輔助機(jī)械不需要進(jìn)行調(diào)節(jié)時,應(yīng)要采取相對應(yīng)的節(jié)電策略,從而能夠達(dá)到節(jié)能降耗的要求。節(jié)電措施包括有安裝輕載節(jié)電器,節(jié)能的效果很明顯。這種措施主要針對于低負(fù)載運行和空載運行,能夠有效地降低電動機(jī)端電壓,達(dá)到節(jié)能的要求。但是,重載與輕載兩者在進(jìn)行相互交換過程中,對定子繞組接線方式中可以選用y-裝置,從而實現(xiàn)自動切換;輕載時選用y接線,重載時選用接線。應(yīng)用這些節(jié)電技術(shù),需要增加一些輔助功能,這會增加輔助機(jī)械產(chǎn)生故障的幾率。所以,在選用中,應(yīng)要根據(jù)設(shè)備運行的狀況來進(jìn)行分析,只有機(jī)組安全運行的情況下才可以實施。
5 盡量避免照明損耗
火力發(fā)電廠中,使用照明設(shè)備也會大量地消耗電力能源。所以降低照明損耗成為節(jié)能降耗的首要任務(wù)之一。在選擇照明燈具與照明調(diào)壓器時,可以降低照明的損耗。選擇燈具時,應(yīng)該選擇價格實惠及壽命長的節(jié)能型燈具。但是,在降低照明損耗過程中,要選擇合理的照明調(diào)壓器,才能夠穩(wěn)定電壓,達(dá)到節(jié)能效果。當(dāng)然,照明調(diào)壓器也會降低工作電壓。一般情況下,延長燈具的壽命,次數(shù)更換減少,有助于降低發(fā)電廠的運營
成本。
6 采取有效的措施調(diào)整變頻
目前,300MW機(jī)組應(yīng)采取措施改善轉(zhuǎn)差率調(diào)。常用的方法有兩種,第一種是串級調(diào)速,改變轉(zhuǎn)子回路電阻調(diào)速時,在進(jìn)行調(diào)整電阻中,所消耗的功率量很大,轉(zhuǎn)子回路中可以直接連接到附加電勢;第二種是轉(zhuǎn)子串接,可以調(diào)整變阻器的速度,相對來講這種方法是比較簡單的。
變極調(diào)頻含有的變頻率主要有交-直-交變頻器和交-交變頻器兩種類型,前者是比較常用的,主要是電網(wǎng)中的頻率在進(jìn)行交流電時,可以采用可控或者不可控的方法,把整流器轉(zhuǎn)變成直流器,中間的整流器主要是直流電器的形式。然后,使用逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)變成頻率,這樣就可以調(diào)整交流電的頻率,調(diào)整轉(zhuǎn)速的速度,從而能夠有效地控制電動機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速的目的。
變頻器的工作中,電動機(jī)在進(jìn)行繞組時,進(jìn)行差異性的接法,得到不相同的極對數(shù),差異性的轉(zhuǎn)速可以獲得很好的節(jié)能效果。
7 加強節(jié)能降耗的管理制度
完善的管理制度有利于促進(jìn)火力發(fā)電廠實現(xiàn)節(jié)能降耗,綜上所述,介紹了幾種有關(guān)的節(jié)能降耗方法,都是從設(shè)備選型上實現(xiàn)節(jié)能降耗的。當(dāng)然,在管理制度下規(guī)范運行,同樣能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電廠節(jié)能降耗。以我公司為例,第一,機(jī)組啟動利用廠用汽沖轉(zhuǎn)汽泵,汽泵上水,待機(jī)組啟動正常后再切換至抽汽供汽,電泵作為備用;第二,機(jī)組冷態(tài)、溫態(tài)啟動時,采用單側(cè)風(fēng)機(jī)啟動,并網(wǎng)前再將風(fēng)機(jī)并列運行;第三,根據(jù)不同季節(jié)海水溫度不同,確定了循環(huán)水泵優(yōu)化的運行規(guī)定,根據(jù)凝汽器真空、凝汽器循環(huán)水進(jìn)口與出口溫差,來確定選擇兩機(jī)兩泵或兩機(jī)三泵運行方式;第四,凝結(jié)水泵采用變頻方式,控制凝結(jié)水泵母管壓力在1.5MPa,凝結(jié)水泵電流降低約50%,以上設(shè)備都是6kV大容量電機(jī),節(jié)能效果非常明顯。第五,要提高運行工作人員節(jié)能減排的意識,提高操作規(guī)范的能力,避免設(shè)備故障造成電力損耗。
8 結(jié)語
本文通過分析了解火電廠電氣節(jié)能降耗的幾種方法,采取了科學(xué)合理的辦法,推進(jìn)電氣節(jié)能降耗的發(fā)展,實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。根據(jù)火電廠經(jīng)濟(jì)的自身情況來考慮,選擇合理的方案,采取有效的措施,從而能夠推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
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中圖分類號:TQ08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-9082(2017)05-0223-01
一、前言
當(dāng)前化工企業(yè)發(fā)展非常迅速,在我國工業(yè)建設(shè)中占有十分重要的地位,部分行業(yè)為了能夠提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,不斷對化學(xué)工藝進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整,但由于一些商家過于注重經(jīng)濟(jì)效益而忽略對能源與環(huán)境的影響,導(dǎo)致了在化學(xué)生產(chǎn)過程中對能源的巨大消耗和加重了環(huán)境的污染,因此,在化學(xué)生產(chǎn)工藝中我們要對節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行分析,并采取有效的措施來完善化W生產(chǎn)的能耗弊端。
二、化學(xué)工藝中的節(jié)能降耗技術(shù)內(nèi)容
化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中必然需要利用化學(xué)工藝,化學(xué)工藝的選擇和實施需要根據(jù)生產(chǎn)的類型和特點進(jìn)行分析,這個過程中必須要以化工生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)和數(shù)據(jù)為中心進(jìn)行工藝的設(shè)計,其中生產(chǎn)參數(shù)和數(shù)據(jù)是化學(xué)工藝設(shè)計和確定的基礎(chǔ)部分,因而在生產(chǎn)的過程中需要對其中的化學(xué)工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計并使之符合生產(chǎn)的要求,所應(yīng)用化學(xué)工藝需要在滿足產(chǎn)生效率和產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上,對能源的消耗進(jìn)行要求,力求最大限度的降低能源的損耗,在這個過程中要求對工藝流程進(jìn)行有效的控制,另外在進(jìn)行化學(xué)生產(chǎn)的過程中必須要對相關(guān)的計算進(jìn)行嚴(yán)格控制,從而明確生產(chǎn)中所造成的能源消耗[1]?;どa(chǎn)過程中如果想要對能源的消耗進(jìn)行有效的控制必須要從三個方面著手:首先,化工生產(chǎn)的原材料質(zhì)量要達(dá)到生產(chǎn)的要求,材料的配比要確保能夠減少能源的浪費;另外需要從化工生產(chǎn)的設(shè)備方面進(jìn)行控制,采用的生產(chǎn)工藝要與生產(chǎn)的設(shè)備相匹配而且要確保其生產(chǎn)的穩(wěn)定性;最后就是對生產(chǎn)過程中各項參數(shù)的有效控制,其中的每一項參數(shù)必須要在生產(chǎn)的要求之內(nèi)同時加強對能耗方面的控制。
三、當(dāng)前化學(xué)工藝節(jié)能降耗技術(shù)探析
現(xiàn)階段很多化工企業(yè)已經(jīng)意識到生產(chǎn)過程中節(jié)能降耗的重要性,所以在生產(chǎn)過程中很多生產(chǎn)技術(shù)向節(jié)能的方向改善。
1.創(chuàng)新化工生產(chǎn)的技術(shù)工藝
這是在新的時代控制化學(xué)生產(chǎn)能源損耗和浪費的最有效的措施,同時也是國家最提倡的措施,新的科技和工藝不僅能夠幫助化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中提高生產(chǎn)效率同時對能源的消耗也能進(jìn)行有效的控制,防止生產(chǎn)過程中造成不必要的能源浪費。當(dāng)前有很多化工企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)過程中采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝,不但生產(chǎn)的效率比較低使得產(chǎn)品的質(zhì)量無法達(dá)到要求,而且生產(chǎn)的過程中導(dǎo)致了環(huán)境的污染和能源的浪費,所以當(dāng)前只有利用新的科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新生產(chǎn)工藝,使整個生產(chǎn)的過程無論是在工藝水平上還是在生產(chǎn)設(shè)備上都能有新的提升,這樣才能夠提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量,不僅能夠進(jìn)一步提高化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益而且新的化學(xué)工藝能夠大量的減少能源的消耗從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的[3]。
2.生產(chǎn)過程中的動力控制
對于我國現(xiàn)階段的化學(xué)生產(chǎn)過程中來說能源的浪費有很大的一部分都是設(shè)備的動力問題造成的,所以在生產(chǎn)的過程中加強對動力的控制能夠有效的減少能源的損耗和浪費。現(xiàn)在的化工生產(chǎn)過程中通常都是采用改進(jìn)和優(yōu)化供熱系統(tǒng),另外通過變頻節(jié)能調(diào)速減少生產(chǎn)過程中動力系統(tǒng)中能源的損耗。化工生產(chǎn)中供熱系統(tǒng)是重要的組成部分同時也是能耗比較大的一個部分,所以在這個過程中需要對供熱系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,生產(chǎn)的過程中單套裝置的設(shè)計模式已經(jīng)不適合當(dāng)前的化工生產(chǎn),現(xiàn)在需要利用生產(chǎn)中不同部位供熱的特點采用多個裝置聯(lián)合運作從而有效的減少動力系統(tǒng)的能源消耗。另一方面在生產(chǎn)的過程中會產(chǎn)生大量的廢水以及能源的損失,對于廢水來說不僅要做出積極的處理進(jìn)而減小其對環(huán)境造成的污染,同時還要做好回收處理的工作。對于損耗的能源來說也要做好回收和利用從而達(dá)到化工生產(chǎn)的節(jié)能降耗的目的[2]。
3.對化工生產(chǎn)的余熱進(jìn)行回收
化工企業(yè)在利用化學(xué)工藝進(jìn)行生產(chǎn)的過程中難免會產(chǎn)生余熱,而為了能夠有效的控制生產(chǎn)過程中能源的損耗和浪費需要對其中的余熱進(jìn)行回收,如今很多的化工生產(chǎn)過程都會產(chǎn)生余熱而生產(chǎn)的人員對這些并不重視從而導(dǎo)致了能源的浪費,所以現(xiàn)在需要對余熱進(jìn)行回收并將之再次應(yīng)用到生產(chǎn)過程中從而降低能源的浪費,比如生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行高溫加熱的環(huán)節(jié)進(jìn)行余熱的收集并將其應(yīng)用到下一個過程之中,這樣就會讓這些消耗的能源得到充分的利用從而減少能源的浪費,采取這種措施能夠?qū)どa(chǎn)的過程中化學(xué)工藝的節(jié)能降耗有很大的幫助作用。
4.高活性催化劑的應(yīng)用
當(dāng)前化學(xué)生產(chǎn)的過程中應(yīng)用的化學(xué)工藝使得很多的反應(yīng)不能充分的進(jìn)行從而導(dǎo)致能源的大量消耗和浪費的現(xiàn)象出現(xiàn),而催化劑是加速化學(xué)反應(yīng)的一個重要的方法,很多的化學(xué)反應(yīng)需要催化劑的加入才能夠更加有效的進(jìn)行,而高效催化劑會讓化學(xué)生產(chǎn)過程中生產(chǎn)的效率大幅度的提升[4];另外有些高效催化劑會使一些放映在常溫或者低溫低壓下就可以進(jìn)行,這種就能夠減少生產(chǎn)過程中高溫加壓所造成的能源損耗,所以說高效催化劑的應(yīng)用可以大幅度的提高生產(chǎn)效率同時減少生產(chǎn)過程中的能源損耗進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
5.對生產(chǎn)設(shè)備的性能進(jìn)行提升
化學(xué)生產(chǎn)過程中需要應(yīng)用的設(shè)備是生產(chǎn)過程中最重要的組成部分,只有確保生產(chǎn)能夠穩(wěn)定的運行才能夠讓生產(chǎn)中的能源損耗得到有效的控制,對于化學(xué)生產(chǎn)來說分離和提純的工作是最重要的部分而且也是能源消耗最嚴(yán)重的部分,所以在生產(chǎn)的過程中需要對這部分進(jìn)行控制而最有效的措施就是提升設(shè)備的性能?;どa(chǎn)中如果能夠應(yīng)用熱傳效率較高的設(shè)備就能夠促使生產(chǎn)過程中熱傳效率的提高,這樣就能夠?qū)どa(chǎn)能源的損耗進(jìn)行有效的控制。而當(dāng)前在其中應(yīng)用的很多設(shè)備在應(yīng)用的性能方面都比較低進(jìn)而導(dǎo)致能源浪費,所以現(xiàn)在必須要利用新型的科學(xué)技術(shù)對生產(chǎn)設(shè)備的性能進(jìn)行有效的提升[6]。
6.加強制度的完善和管理
減少化學(xué)工藝中能源的浪費最根本的辦法就是完善管理的制度,在化工企業(yè)中進(jìn)行化工生產(chǎn)必須要嚴(yán)格的按照操作的程序和步驟進(jìn)行生產(chǎn),否則將會給企業(yè)造成巨大的損失甚至導(dǎo)致能源的大量消耗和浪費?;瘜W(xué)工藝中的節(jié)能降耗不僅僅需要在生產(chǎn)技術(shù)上進(jìn)行加強,在人為的管理方面同樣不能放松警惕,有些生產(chǎn)人員對生產(chǎn)的流程和能源的控制不加強注意就導(dǎo)致整個生產(chǎn)過程出現(xiàn)了大量的能源損耗[5]。所以對于管理人員來說對生產(chǎn)過程中的制度進(jìn)行完善非常必要。
四、結(jié)束語
隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,化學(xué)生產(chǎn)中生產(chǎn)工藝和技術(shù)也在不斷的改進(jìn)和完善,其在化工企業(yè)極大的提高了經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益,然而在能源的控制方面還存在一定的問題和缺陷,當(dāng)前急需對化學(xué)生產(chǎn)工藝節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行完善。文中對化工生產(chǎn)中節(jié)能降耗的主要內(nèi)容和應(yīng)對措施進(jìn)行了闡述,這對于未來的化學(xué)生產(chǎn)能源控制有積極的作用。
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一、引言
COD測定是水質(zhì)監(jiān)測分析中一項重要的指標(biāo)之一。COD是化學(xué)含氧量,主要表明水質(zhì)中還原性的物質(zhì)有多少,是環(huán)境監(jiān)測中的必測項目。目前試驗室多采用重鉻酸鉀硫酸回流法,此方法能夠準(zhǔn)確地對水質(zhì)進(jìn)行分析,重現(xiàn)性高,但其分析同樣也存在著一定的缺點,如分析時間長、對于批量測定困難問題,并且會產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染,對于目前在水質(zhì)調(diào)查中大批量樣品的測定以及水質(zhì)在線監(jiān)測適應(yīng)度不夠,需要進(jìn)行改進(jìn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在化工行業(yè)中的能源消耗問題變得十分嚴(yán)峻,國家政府也在積極倡導(dǎo)建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會,通過優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)的方式,實現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)能的提升。對于COD測定方法,其改進(jìn)后也將進(jìn)一步降低能源消耗,同時對環(huán)境起到保護(hù)的作用。
二、標(biāo)準(zhǔn)測定方法的改進(jìn)
首先是消解方法的改進(jìn),標(biāo)準(zhǔn)方法中消解回流需要兩個小時,為了進(jìn)一步縮短時間,提高效率,密封消解法、開管消解法與超聲波消解法等應(yīng)運而生。其次對于氧化劑的選擇,國標(biāo)方法中以重鉻酸鉀為氧化劑,雖然能夠?qū)λ|(zhì)中的絕大多數(shù)有機(jī)物氧化反應(yīng),但對芳香族有機(jī)物氧化能力差。使用硫酸高鈰來進(jìn)行替代。第三主要是對酸體系的研究,通過以硫酸-硫酸銀體系研究,可以有效縮短反應(yīng)時間,但需要大量濃酸、銀鹽來消除氯離子。另外對于代替催化劑的研究、氯離子消除的研究都促進(jìn)了COD測定方法的改進(jìn)。[1]
三、COD測定方法實驗研究
1.COD測定原理
在水質(zhì)樣品 中增加一定量的重鉻酸鉀,并在強酸溶解下使用銀鹽當(dāng)作催化劑,沸騰回流后,以試亞鐵靈為指示劑,使用硫酸亞鐵銨對水中沒有被還原的重鉻酸鉀進(jìn)行滴定,通過對硫酸業(yè)鐵銨的消耗量,可以換算出消耗氧的質(zhì)量濃度。
2.實驗步驟
準(zhǔn)備好實驗所需要的試劑與儀器,試劑主要有硫酸銀、硫酸汞、硫酸、重鉻酸鉀、硫酸亞鐵銨、指示劑與COD標(biāo)準(zhǔn)溶液。儀器主要有加熱裝置、酸式滴定管與回流裝置等。[2]
首先,把20ml的水質(zhì)樣品放置于250ml錐形瓶內(nèi),加入10ml重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液,對回流裝置進(jìn)行安裝,在冷凝管上口滴入20mlH2SO4-AG2SO4溶液,混合均勻后回流約80分鐘,冷卻后將其進(jìn)行稀釋,直到140ml,加入三滴指示劑,當(dāng)采用硫酸亞鐵銨溶液的顏色由綠變成紅褐色時,進(jìn)行空白試驗。
3.實驗結(jié)果
首先進(jìn)行的加熱回流時間的試驗,對不同的廢水樣品采用同樣的條件方法下對COD值進(jìn)行測定,觀察回流40分鐘、60分鐘、80分鐘以及100分鐘等多種時間下的氧化效果。通過實驗結(jié)果可以看出,COD值在700mg/L之下時,其會隨回流時間加長先提高后穩(wěn)定到一定值,而在回流80分鐘與回流100分鐘時,測定的COD值基本相同。如果COD值大于700mg/L,則需要按照國際標(biāo)準(zhǔn)法回流2小時則測量更為準(zhǔn)確。[3]
在試驗過程中,催化劑的加入量不同時,COD值也出現(xiàn)一定的變化趨勢。當(dāng)COD的測定值大于500mg/L時,水體污染嚴(yán)重,催化劑的加入量不夠時,將會使測量結(jié)果偏低,而如果COD測量值低于500mg/L時,水質(zhì)污染并非嚴(yán)重,可以少量加入催化劑。
通過此方法與國際標(biāo)準(zhǔn)法在實驗結(jié)果方面存在著一定的差異,數(shù)量更為準(zhǔn)確。改進(jìn)的分析方法可以大量節(jié)省試劑,同時效率得到明顯的提高。
表一 本實驗方法與國標(biāo)法COD值對比
四、COD測定改進(jìn)進(jìn)展
由于國際標(biāo)準(zhǔn)法對COD測定有著一定的不足,在近年來環(huán)境工作者不斷改進(jìn)測定方法,發(fā)現(xiàn)了相關(guān)系數(shù)法、電化學(xué)法與分光光度法等眾多快速測定法。[4]
相關(guān)系數(shù)法主要是在一定的條件下對水樣中的TOC值進(jìn)行測定,發(fā)現(xiàn)TOC與COD的關(guān)系,從而預(yù)報出系統(tǒng)中的COD值,以縮短測試的時間。催建升在對市政污水進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn),其中的COD與TOC測定值間有著明顯的相關(guān)性,甚至可以利用TOC測定來對COD測定進(jìn)行取代。重慶建筑大學(xué)吉方英通過試驗最終確定出了二者的相關(guān)系數(shù)為2.91。相關(guān)系數(shù)法極大地簡化了測定程序,降低了工作量。通過大量的試驗得出的經(jīng)驗性公式適用范圍可以會存在著一定的局限性。
電化學(xué)法對COD值進(jìn)行測定使用的試劑更少,操作更為簡單。某專家提出的Ce(SO4)2為氧化劑,利用PH電極與氧化還原電極,直接對電勢進(jìn)行測定,從而完成COD值的測定。[5]另外有專家以兩種完全不同的玻璃電極組成電池,對電勢進(jìn)行直接測定,也對水樣中的COD值進(jìn)行測定。
分光光度法又稱為比色法,它主要是利用強酸性介質(zhì)作用下,把水樣中的還原性物質(zhì)被K2CrO7氧化,水體清潔時,可以通過420nm波長比色測定鉻離子的含量。[6]這種方法的操作相對簡單、快速,在水質(zhì)監(jiān)測方面應(yīng)用較為廣泛。分光光度儀與COD反應(yīng)器聯(lián)合測定地表水與工業(yè)廢水的技術(shù),比國標(biāo)法更好,節(jié)省了大量的回流水,試劑用量少,能夠有效降低二次污染,使用到的化
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學(xué)儀器體積小,便于工作人員攜帶,對于室驗室內(nèi)與現(xiàn)場監(jiān)測均具有良好的適用性。而且采用分光光度法有利于向在線自動監(jiān)測方向上發(fā)展。通過相關(guān)的研究表明,水樣COD濃度值低,其值與對應(yīng)吸光度間的相關(guān)性越好。[7]
連續(xù)流動分析法同樣也是在以重鉻酸鉀酸性環(huán)境下與標(biāo)準(zhǔn)回流法原理類似,以硫酸銀為催化劑,與水質(zhì)樣品中的還原性物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),形成氧化作用。不過連續(xù)流動分析法中的反應(yīng)試劑與水樣是連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)與檢測的,采用均勻的空氣泡把每段的溶液進(jìn)行分隔,在150恒溫加熱后溶液進(jìn)入檢測系統(tǒng),對420nm波長時的透光率,計算出水樣的COD值,流動注射法技術(shù)應(yīng)用于水樣中的COD值測定分析速度快,頻率高,精密度也更高。[8]
五、結(jié)語
我國每年以COD廢液形式向環(huán)境中釋放量高達(dá)數(shù)噸,在廢液中硫酸與硝酸銀的排放量更多,對環(huán)境造成了嚴(yán)重的二次污染?;诠?jié)能降耗的COD測定方法改進(jìn)對綠色環(huán)保有著重要的意義。目前在化工領(lǐng)域內(nèi)雖然沒有一種能夠完全替代重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)回流法的手段,但通過催化劑的使用、時間實驗等,可以進(jìn)行一定程度上的改進(jìn),提高效率的同時,可以有效降低COD測定的污染程度,同時也促進(jìn)了現(xiàn)代COD測定自動化程度的提升。COD測定向著自動化、微量化與儀器分析方向發(fā)展。隨著我國對污染排放控制力度的不斷加大,對節(jié)能意識的不斷增強,水質(zhì)在線自動監(jiān)測技術(shù)將會進(jìn)一步發(fā)展。適應(yīng)性強、性價比高的COD在線監(jiān)測技術(shù)、儀器研究將是未來檢測研究重點,促進(jìn)我國環(huán)保事業(yè)不斷進(jìn)步。
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中圖分類號:TM08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
目前我國火電廠發(fā)電能力和當(dāng)前的用電需求還存在一定的差距,甚至有些地方出現(xiàn)限電現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此對電氣設(shè)施采取節(jié)能措施是非常必要的。
從電氣設(shè)計工藝專業(yè)的角度認(rèn)為,火電廠的節(jié)能降耗中最直接的辦法是節(jié)約燃料,提高鍋爐燃燒效率與熱力循環(huán)效率,降低傳輸熱量損耗。加強引進(jìn)火力發(fā)電的新材料、變頻調(diào)節(jié)技術(shù)的使用,設(shè)計火電廠電氣系統(tǒng)時采取節(jié)能措施,保證節(jié)能效果。
一、降低變壓器的有功損耗
變壓器損耗主要是空載損耗與負(fù)載損耗,變壓器鐵心的材質(zhì)和變壓器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定空載消耗,負(fù)載消耗就主要由線圈的材質(zhì)和導(dǎo)體截面決定。
(一)采用節(jié)能型變壓器
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,變壓器根據(jù)實踐操作不斷改進(jìn)變壓器構(gòu)成,提升變壓器節(jié)能功效。如今變壓器在逐漸更新,以前S7和S9型的變壓器已成為耗能的機(jī)器,而S10—1600/10型的節(jié)能變壓器,空載損耗是1.8kW,負(fù)載是14Kw,是我國先今最佳的節(jié)能型變壓器。
表110kV級配電變壓器的損耗對照表
(二)調(diào)整變壓器運行方式節(jié)約耗能
最大限度的減少空在運行變壓器數(shù)量。在火力發(fā)電廠,大容量高壓啟動備用變壓器也是電廠啟動電源,它的容量和最大的高壓廠用的變壓器相同,雖然具有一定優(yōu)勢,但是空載的消耗也是巨大的。如果將“啟/備”設(shè)計為“冷備用”,即處于備用狀態(tài)時不帶電,這樣便能節(jié)約很多的電能和其他經(jīng)濟(jì)開支。
在保證火電廠用電的可靠性的基礎(chǔ)上,低壓廠用電接線采用暗備用動力中心方式接線,這樣在設(shè)備運行時兩臺互為備用的變壓器可以分擔(dān)負(fù)荷,使每臺變壓器的負(fù)載損耗大幅度降低,節(jié)能效果很好。
二、減少線路上的能量損耗
線路上的電阻會對流過的電流造成有功功率的損耗,用公式說明就是:
P=I2R×10-5
式中:I——線電流(A);R——線路電阻(Ω)。
不能改變線路電流,就只能減小線路電阻降低線路電能損耗。線路電阻的公式是:R=P×L/S,從公式中可以看出降低線路電能損耗應(yīng)該采取的幾個主要措施:
1、電導(dǎo)P越大,電阻越大。在電氣設(shè)計時,宜選取電導(dǎo)率較小的銅作為導(dǎo)體,配電室匯流銅母排和銅芯電力電纜等是比較好的電導(dǎo)材料。
2、火電廠電氣線纜越長L,電阻越大。因此在設(shè)計電氣安裝時,要綜合分析電纜線路安裝位置,縮短從配電室輸送電流到各類輔機(jī)設(shè)備處的電纜長度,從整體上減少電纜線路長度,降低電阻電能損耗。其中,可以選擇離相封閉母線。首先,選擇它是因為它使火電廠主廠房及相關(guān)設(shè)施的線路安裝位置布置緊湊,最大限度的縮短導(dǎo)體長度,減少輸電損耗;其次,因其屏蔽效果好,能夠很好的降低輸電過程中線路的鐵磁性損耗,加之使用封閉母線,不僅可以增加線路運行的可靠性,減少維護(hù)工作力量,還能提升安裝線路的美觀度。
3、線路截面S越大,電阻越小。在選擇導(dǎo)體時,對全年負(fù)荷利用小時數(shù)比較大、母線比較長、傳輸容量比較大的回路,火電廠要依據(jù)經(jīng)濟(jì)電流的密度選擇導(dǎo)截流導(dǎo)體截面積,在減少投資的同時降低線路電阻損耗。
三、減少輸電過程中的鐵磁性損耗
由于受到交變磁場的作用,鋼材料產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗,被稱為鐵磁性損耗。鐵磁性損耗大,造成鋼材料過熱,不但威脅工作人員的安全、設(shè)備安全和電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全,更會使大量的電能浪費。因此在交變磁場中要減少鋼材料的使用,增加屏蔽或者改善鋼材料與截流導(dǎo)體空間關(guān)系,從而減少鐵磁性消耗,節(jié)省電能。
1、導(dǎo)體金具采用最先進(jìn)的型號,采用非導(dǎo)磁性材料制造的金具,從而降低產(chǎn)熱性,增加金具使用期,減少電能損耗和其他經(jīng)濟(jì)開支。
2、嚴(yán)格限制鋼結(jié)構(gòu)的使用,加大鋼結(jié)構(gòu)與電抗器的距離。
四、提高系統(tǒng)功率因數(shù)
圖1異步電動機(jī)效率一功率曲線
其異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式:
鼠籠型異步交流電動機(jī)因其結(jié)構(gòu)原因,在低負(fù)荷的情況下效率很低,效率功率曲線圖見圖1.
鼠籠型異步交流電動機(jī)是火電廠系統(tǒng)中主要用電設(shè)備,它結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、易于維護(hù)、價格便宜,對拖動電力具有重要的意義。但它必須用系統(tǒng)中引入超前的無功抵消其運行是產(chǎn)生的滯后無功,而超前的無功功率要從系統(tǒng)經(jīng)高、低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備,在傳輸線路上自然會產(chǎn)生有功損耗,浪費電能。為達(dá)到電氣設(shè)計節(jié)能的效果,就要提高系統(tǒng)的功率因數(shù),使用電容補償系統(tǒng),由電容器產(chǎn)生的超前無功與前者相互抵消,就是Q=QL-QC。由此可見,要減少無功的耗能需求量,就采用無功補償提高系統(tǒng)功率因數(shù)。
五、風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載的變頻節(jié)能技術(shù)
(一)火電廠風(fēng)機(jī)、水泵類的設(shè)計現(xiàn)狀
依據(jù)我國現(xiàn)行的火電設(shè)計規(guī)程,風(fēng)機(jī)、水泵都是按照額定的功率運行,風(fēng)機(jī)選用的電動機(jī)型號沒有完全匹配,在作業(yè)時冗余量大,但其的調(diào)節(jié)方式不夠先進(jìn),沒有形成閉環(huán)控制,不能達(dá)到省電節(jié)能的目的;水泵流量通常為最大流量,壓力調(diào)控方式僅僅是控制閥門開度大小和電機(jī)啟停的手段。電氣的控制手段落后不能有效的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,更不能發(fā)揮軟啟動的作用,導(dǎo)致對機(jī)械的沖擊力大、系統(tǒng)運行時間短、震動噪聲干擾大、功率因素低、電能浪費大。
(二)風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載的變頻調(diào)速的節(jié)能意義
為了充分利用風(fēng)機(jī)水泵運行負(fù)荷,使用變頻器有效的控制風(fēng)機(jī)、水泵類的負(fù)載是火力發(fā)電廠電氣設(shè)計最佳節(jié)能方法。它使用變頻器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)軟件可直接調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,讓它保證水壓和風(fēng)壓的恒定,達(dá)到系統(tǒng)要求的壓力。通過控制電機(jī)運行的額定轉(zhuǎn)速,降低機(jī)械損耗、電機(jī)銅、鐵損的影響,必能大大的提高節(jié)能效率。使用變頻調(diào)速,能夠施行閉環(huán)恒壓控制,進(jìn)一步降低電能消耗。對于大功率的電動機(jī),采用變頻器對其進(jìn)行軟停、軟啟,避免電流沖擊對電氣設(shè)備的影響,降低電動機(jī)不必要的損害,最終較少了對電網(wǎng)容量的要求和無功損耗。
六、照明部分的節(jié)能
根據(jù)火力發(fā)電廠不同的工作場地實際情況,安裝不同類型的高效光源,從而降低電能浪費,節(jié)約電能資源。室內(nèi)工作照明:高低壓配電室、機(jī)爐電控制室、化驗室等,應(yīng)該采用熒光燈和小功率高壓鈉等高效光源,比如U型管節(jié)能熒光燈,已經(jīng)達(dá)到《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中照明功率密度的限值要求。高大空間和室外工作的照明及道路照明:對汽機(jī)間和鍋爐間的照明應(yīng)該使用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈之類的高光強氣體放電燈,這些電燈采用的鎮(zhèn)流器都是低耗能的,十分節(jié)能。
七、結(jié)語
火電廠要充分發(fā)展電氣部分的節(jié)能潛能,在電氣設(shè)計時全方面考慮有利于電氣系統(tǒng)節(jié)能的各種可行的技術(shù)措施。節(jié)能變壓器、變頻驅(qū)動、節(jié)能照明技術(shù)是電氣設(shè)計首要考慮的基本因素,其次優(yōu)化電氣接線方案的設(shè)計、優(yōu)化導(dǎo)體選擇和優(yōu)化安裝時保證電氣節(jié)能的重要設(shè)計層面,火電廠電氣設(shè)計人員要在堅持電氣系統(tǒng)安全可靠的運行的同時,全面進(jìn)行節(jié)能設(shè)計,從而降低火電廠的電能損耗,提高火電廠的供電力和經(jīng)濟(jì)效益。
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中圖分類號:TE256+.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 水泥余熱發(fā)電廠電氣概述
1.1 供電的要求
對電源的要求:以項目的供電電源為220kV變電所的供電110kV單塔雙回路架空進(jìn)廠區(qū)的總降廠區(qū)中高電壓等級為10kV主變?nèi)萘繛?5000kVA。保安電源主要是由工廠自設(shè)柴油發(fā)電機(jī)來解決。
1.2 對配電系統(tǒng)的要求
一般的原料磨配電站都是單母線分段結(jié)線的結(jié)構(gòu),在這其中,兩路的電源都是來自總降壓站的,在正常情況下兩路電源是同時供電的,并且母聯(lián)柜是斷開的,如果有一路電源發(fā)生了故障,母聯(lián)柜就會自動合上,變換成另一路電源來給整個配電站進(jìn)行供電,發(fā)電廠窯頭的配電站是由單母線不分段結(jié)線結(jié)構(gòu)構(gòu)成的,這兩路電源也同樣是引自總降壓站,如果有一路正常工作,那么另一路就其備用電源的作用,石灰石破碎配電站一般是單母線不分段的結(jié)線結(jié)構(gòu),一路電源來自總降壓站的。
2 目前水泥行業(yè)已經(jīng)推廣應(yīng)用的幾種純低溫余熱發(fā)電技術(shù)
以蒸汽參數(shù)來分,基本上有兩類:一類為0.789~2.27MPa-270~350℃的低壓低溫系統(tǒng),一類為1.67~3.63MPa-350~445℃的次中壓中溫系統(tǒng)。
0.699~1.37MPa-260~350℃的低壓低溫系統(tǒng)
2.1 熱力系統(tǒng)模式
對于0.699~1.37MPa-260~350℃的低壓低溫系統(tǒng)來說,這種熱力系統(tǒng)的構(gòu)成大體上可以分為三種模式:第一種是復(fù)合閃蒸補汽純余熱發(fā)電模式;第二種是單壓不補汽式的純余熱發(fā)電模式;第三種是多壓補汽式純余熱發(fā)電模式。
2.2 熱力系統(tǒng)的技術(shù)要點
第一,發(fā)電系統(tǒng)的主蒸汽參數(shù)是:溫度為260到350℃,壓力為0.699到1.47MPa。第二,是利用PC窯的窯尾預(yù)熱器排出的低于三百六十度的廢氣來設(shè)置一臺窯尾預(yù)熱器余熱鍋爐(簡稱SP鍋爐),還利用PC窯的窯頭熟料冷卻機(jī)排出的低于六百度的廢氣設(shè)置一臺熟料冷卻機(jī)廢氣余熱鍋爐;并把這兩個鍋爐設(shè)置為一臺蒸汽輪機(jī)。這兩種技術(shù)沒有太大的區(qū)別,它們有共同的特點,其共同的特點是:都利用了在窯頭熟料冷卻機(jī)中增設(shè)的抽廢氣口,也都利用了冷卻機(jī)尾部廢氣出口低于四百度的廢氣和窯尾預(yù)熱器排出的廢氣余熱,兩者最重要的共同特點是都采用了壓力為溫度為260到350℃、0.699到1.47MPa的低壓低溫主蒸汽。
3 提高型水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)
3.1 上述熱力循環(huán)系統(tǒng)、廢氣取熱方式和循環(huán)參數(shù)的主要特點
3.1.1 改變原有抽取窯頭熟料冷卻機(jī)的廢氣方式,也就是在靠冷卻機(jī)進(jìn)料端布置一個可以出去四百度左右的廢氣抽廢口,另外,還要必須在冷卻機(jī)的中間部位安裝一個可以抽取二百八十度左右的抽廢氣口。并根據(jù)廢氣的溫度利用AQC爐生產(chǎn)1.7~3.92Mpa次中壓或中壓飽和溫度至450℃的過熱蒸汽也可同時生產(chǎn)0.2~0.6Mpa飽和溫度至190℃的低壓低溫蒸汽、95~300℃熱水。
3.1.2 在窯尾利用預(yù)熱器系統(tǒng)的時,可以非常有效的排出二百四十度到四百度的廢氣,并且還可以用C2級旋風(fēng)筒內(nèi)筒至C1級旋風(fēng)筒入口的四百五十度到七百度的廢氣水泥生產(chǎn)通過的三十五到五十度的廢氣熱量。
3.2 上述的提高型水泥窯純中低溫余熱發(fā)電技術(shù)可以取得的效果是前述的兩個特點。在不影響水泥熟料熱耗的情況下,水泥窯的生產(chǎn)條件是:第二,余熱可同時生產(chǎn)次中壓或者是中壓飽和的溫度至五百五十度左右的過熱蒸汽、0.2到0.6Mpa的飽和溫度至二百度低壓低溫蒸汽、九十度到三百度的熱水;第一,提高型熱力循環(huán)系統(tǒng)能夠運用中壓中溫或者是次中壓中溫參數(shù),來提高了熱力循環(huán)系統(tǒng)的工作效率;第四,本技術(shù)最大限度的利用了水泥窯不同位置的廢氣溫度余熱,并根據(jù)廢氣的余熱溫度分布實現(xiàn)了熱量階梯利用;第四,前面所說的三個因素,提高型水泥窯純中低溫余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)、廢氣取熱方式和循環(huán)參數(shù),造成了水泥窯廢氣余熱按其質(zhì)量充分地轉(zhuǎn)換為電能,所以,提高型水泥窯純中低溫余熱發(fā)電技術(shù)比傳統(tǒng)的余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)電效率高出了很多,進(jìn)而造成了提高型低溫余熱發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展。
4 提高型水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用情況
水泥窯純低溫余熱發(fā)電工程普遍采用的是提高型水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù),其有如下兩類情況:
4.1 采用提高型不補汽式的純中低溫余熱發(fā)電技術(shù),在浙江省湖州市興寶龍建材有限公司的1900t/d新型干法水泥生產(chǎn)線上建設(shè)了裝機(jī)容量為4.0MW的純低溫余熱電站,該電站是實驗性項目,現(xiàn)在已進(jìn)入設(shè)備安裝階段。
4.2 其它余熱發(fā)電工程:河南省杜山集團(tuán)有限公司2600t/d新型干法窯5.5MW、濟(jì)源昌樂水泥有限公司2600t/d新型干法窯6.3MW、上海創(chuàng)新水泥有限公司2600t/d新型干法窯5.5MW、河南洛陽水泥有限公司2600t/d新型干法窯6.5MW、安徽山水水泥有限公司1900t/d+3000t/d新型干法窯6.5MW純低溫余熱電站采用的提高型多壓補汽式純中低溫余熱發(fā)電技術(shù),前述工程將分別于2010年陸續(xù)投入生產(chǎn)運行。目前在做設(shè)計的其它水泥生產(chǎn)企業(yè)3300t/d級、4000t/d級新型干法窯純低溫余熱電站同樣采用的純余熱發(fā)電技術(shù),當(dāng)浙江省湖州興寶龍建材有限公司6.0MW實驗型余熱電站投入生產(chǎn)運行并積累相應(yīng)經(jīng)驗后,將著力推廣余熱發(fā)電技術(shù)。
結(jié)語
電廠是一次能源消耗大戶,一次能源是不可再生的資源,節(jié)約是國家的基本國策,節(jié)能降耗是國家的長遠(yuǎn)方針。節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境,是我國長期的重大方針,也是全世界所關(guān)注的重要課題,水泥低溫余熱發(fā)電節(jié)能降耗方法不僅為國家提供了電能還有效的節(jié)約了國家資源。
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一、指導(dǎo)思想和原則
(一)指導(dǎo)思想:
深入貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀,以《中華人民共和國節(jié)約能源法》和《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》為依據(jù),以提高公共機(jī)構(gòu)能源利用率為核心,以建設(shè)節(jié)約型機(jī)關(guān)為目標(biāo),加強組織領(lǐng)導(dǎo),健全工作網(wǎng)絡(luò),突出宣傳教育,改善全市人防系統(tǒng)公共用能現(xiàn)狀,促進(jìn)我辦節(jié)能工作的發(fā)展,為建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會作出貢獻(xiàn)。
(二)基本原則:
堅持不影響機(jī)關(guān)工作效率和不降低人防辦系統(tǒng)干部職工工作生活保障水平的原則;堅持技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能相結(jié)合的原則;堅持實事求是,標(biāo)本兼治的原則;堅持突出重點,分類指導(dǎo),全面推進(jìn)的原則;堅持領(lǐng)導(dǎo)干部帶頭,全體干部職工共同參與的原則。
二、節(jié)能目標(biāo)和指標(biāo)
(一)節(jié)能目標(biāo):
2009年,節(jié)能降耗要實現(xiàn)以下主要目標(biāo):一是開展全市人防系統(tǒng)節(jié)能降耗的宣傳和培訓(xùn),樹立干部職工的節(jié)能意識,培養(yǎng)良好的節(jié)能習(xí)慣。二是健全節(jié)能降耗組織管理體制,完善辦系統(tǒng)節(jié)能降耗協(xié)調(diào)機(jī)制。三是建立節(jié)能監(jiān)督檢查制度,加強對公共用能的監(jiān)管,促進(jìn)公共節(jié)能工作的良性發(fā)展。四是推進(jìn)低成本、無成本節(jié)能管理措施,提高能源利用效率,切實降低能源消耗。五是大力執(zhí)行政府的節(jié)能采購。六是加強新建人防所有項目的節(jié)能管理?,F(xiàn)有人防設(shè)施的進(jìn)行節(jié)能改造。七是調(diào)整節(jié)能工作機(jī)構(gòu),充實經(jīng)費和人員。保障節(jié)能降耗工作的正常運轉(zhuǎn)。八是制定全年工作方案。建立能源消耗定額標(biāo)準(zhǔn)。明確節(jié)能指標(biāo)。
(二)節(jié)能指標(biāo):
至20*年末,全市人防系統(tǒng)能源消耗以20*年為基數(shù),總體能耗達(dá)到降耗20%的要求,所有辦屬單位和機(jī)關(guān)處室,在20*年基礎(chǔ)上單位面積節(jié)電率、節(jié)水率分別達(dá)到20%。公務(wù)用車實現(xiàn)節(jié)油5%。
三、實施辦法
(一)完善能源統(tǒng)計工作:
1、進(jìn)行分戶、分項計量改造、辦公場所要根據(jù)實際情況和能耗分項計量要求,安裝分項電表和分項水表,集中辦公的區(qū)域要實現(xiàn)一戶一表,確保用能數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確完整。
2、開展能源消耗統(tǒng)計表格規(guī)范填寫,按市節(jié)能辦要求統(tǒng)一采集能源消耗情況,并對能耗高的單位和處室進(jìn)行能源消耗自查,對能耗高且未見調(diào)整降耗的單位開展專項檢查。
3、按市節(jié)能辦節(jié)能考核考評辦法,建立按月檢查抽查各單位節(jié)能措施落實情況,按季整理收報能源數(shù)據(jù),按年統(tǒng)計比較能耗情況,把節(jié)能工作作為年終目標(biāo)管理考評的一項重要內(nèi)容。促進(jìn)全辦系統(tǒng)節(jié)能工作的深入開展。
(二)積極推廣節(jié)能實用方法:
1、節(jié)水、節(jié)電方面:針對高耗能的設(shè)備進(jìn)行逐步淘汰制,逐步淘汰高能耗的空調(diào)、計算機(jī)、打印機(jī)等用電設(shè)備,大力提倡節(jié)約用水,積極實行節(jié)能改造,提高能效水平,大力推廣“綠色照明”,廣泛推行節(jié)能燈具,公共辦公區(qū)域的電控設(shè)備更換使用感光聲控延時開關(guān),安裝熱水器定時裝置,更換節(jié)水龍頭和紅外感應(yīng)沖水閥等。
2、公車節(jié)能:加強公車配置管理,健全公車使用管理制度,提高公車使用率,對車輛采購、檢修、報廢、能耗狀況等進(jìn)行動態(tài)跟蹤管理,堅持公車用車的“三定”管理,加強車輛用油管理,實行單車油耗統(tǒng)計和費用支出核算。并按月張貼公布。
3、辦公用品方面:一是認(rèn)真落實并嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)能產(chǎn)品政府采購制度,從源頭上控制辦公能源消耗。大力推進(jìn)無紙化辦公和公文雙面用紙,充分發(fā)揮電子政務(wù)優(yōu)勢。非涉秘文件盡量通過網(wǎng)絡(luò)傳送,能傳閱的文件、電報盡量傳閱,減少復(fù)印數(shù)量,減少紙質(zhì)公文印制數(shù)量,準(zhǔn)確計算發(fā)文數(shù)量,嚴(yán)格按發(fā)文數(shù)量印制文件,注意復(fù)印用紙的再利用,文稿修改盡量在電子媒介上完成,減少紙張消耗。二是嚴(yán)格控制電話費用,打電話要求長話短說,杜絕撥打信息臺,公話私用等現(xiàn)象。三是嚴(yán)格控制辦公用品的管理和發(fā)放,提倡使用鋼筆,減少一次性用筆等辦公用品的消耗。
四、保障措施
(一)健全節(jié)能領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu):
成立由黨組書記、主任鞠錦璋為組長的節(jié)能工作領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)推進(jìn)、指導(dǎo)、協(xié)調(diào)、監(jiān)督全辦系統(tǒng)的公共節(jié)能工作,領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)辦公室,辦公室設(shè)在機(jī)關(guān)秘書處,負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)小組日常工作事務(wù)。
(二)構(gòu)建節(jié)能工作網(wǎng)絡(luò):
在市辦節(jié)能工作領(lǐng)導(dǎo)小組指導(dǎo)下,辦屬各單位要迅速開展公共節(jié)能工作,并分別根據(jù)實際情況,設(shè)立相應(yīng)管理機(jī)構(gòu),加強節(jié)能工作的組織領(lǐng)導(dǎo),建立工作臺帳,明確工作專干,確立工作目標(biāo)和指標(biāo)。
(三)建立健全各類節(jié)能制度:
建立能耗統(tǒng)計和報告制度,一是按市節(jié)能辦要求,進(jìn)一步完善能耗統(tǒng)計和管理制度,建立統(tǒng)計臺帳,落實專干按規(guī)定要求如實記錄能耗計量原始數(shù)據(jù),并及時做好各項能耗報告工作。二是切實做好能耗的報表工作,落實數(shù)據(jù)的匯總與分析工作,為市級公共機(jī)構(gòu)節(jié)能政策和目標(biāo)的制度提供依據(jù)。