您的位置 首页 百科

企业节能降耗措施(制浆造纸企业供配电系统节能降耗技术措施)

企业节能降耗措施

[摘要] 随着能源问题的日益严峻,节能降耗作为一种降低生产成本的途径越来越受到制浆造纸企业的关注。本文从制浆造纸企业供配电系统特点出发,理论与实际相联系,提出了从配电系统设计和电气设备选型两个方面来降低企业生产电耗,提高企业市场竞争力。
[关键词]  制浆造纸 供配电 节能降耗
0.     前言
近年来,造纸行业发展迅猛,产能飞速上升,原材料和能源价格急剧上涨,行业竞争非常激烈,整个行业利润微薄,同时国家对制浆造纸等重污染企业污染物排放标准要求在提高,企业生产成本提高,生存压力与日俱增,节能降耗、降本增效已成为各个企业突破困境寻求发展的重要课题。严格执行国家有关节能的法律、法规和强制性设计条文规范,在充分满足工艺生产要求的前提下,减少能源消耗,提高能源利用率,选择国家认证机构确认的标准产品,并优先选用高效节能、环保的电气产品和设备,坚决淘汰低效、耗能的过时产品,已成为制浆造纸企业节能降耗的必走之路。        
1.     电压选择与节电
制浆造纸企业为大规模全年连续性生产企业(每天24小时连续生产,每年生产340天),如供电中断将使浆料流失、产品报废,连续生产过程被中断,恢复正常生产秩序需要较长时间,因而每次停电都将使企业蒙受很大经济损失。根据《供配电系统设计规范》GB50052-2009的要求,制浆造纸生产车间用电负荷为二级负荷,要求供电可靠。因为生产负荷装机容量都比较大,单条生产线用电负荷从十多兆瓦至上百兆瓦不等,很多企业都配置有厂区自备发电站(或变电站)并与当地110kV及以上市电联网,由厂区自备发电站(或变电站)给各生产车间供电。中等规模的生产厂区配电电源一般为10kV,较大规模生产厂区生产负荷较大时建议采用35kV,35kV系统较10kV系统相比,具有输电能力强、电能损耗低、电压质量高、节约金属材料、供电安全可靠等优点;
2.    高压深入负荷中心缩短低压配电线路
制浆造纸厂生产用电负荷为二级负荷,由双回线路供电,正常情况下,两回路同时运行且负荷基本均衡,共同承担负荷,可有效减少线路损耗;
厂区自备发电站(或变电站)电源直接送至各生产线工程负荷中心,在车间内设置变压器室和配电室。针对面积较大和长度较长的生产车间,采用多个车间变电所较单个变电所更能节能。例如单台产能较大长度较长的纸机,在纸机传动侧上浆流送系统附近、纸机中间位置和复卷机附近分别设置车间变电所和相应的配电室及传动控制室,可以缩短高、低压供电线路的长度,降低线路电压降,减少线路的电损耗;
3.    提供功率因数与节电
在高压母线上集中设置高压补偿电容器组,在各配电变压器的低压母线集中设置低压自动补偿电容器组。由于制浆造纸企业车间用电设备相对较集中,采用集中无功自动补偿方式,并设置无功补偿控制器,可根据实际运行的负荷情况作自动投切,保证必要的无功补偿量,提高了系统功率因数,可以减少线路损耗,减少变压器的损耗,降低线路及变压器的电压损失。低压配电变压器绕组采用D,yn11型接线方式,有利于抑制高次谐波对电网的影响;在设计中,将谐波含量较高且功率较大的负荷集中设置于一个变压器的低压母线段上配电,选用整流型变压器,或在该母线段装设无源或有源滤波器,可以有效地抑制谐波。
4.      配电变压器的节能
大中型制浆造纸工程35kV电力变压器优先采用SZ11系列油浸式三箱有载调压油浸式电力变压器;变压器空载损耗值和负载损耗值均不应高于GB 24790《电力变压器能效限定值及能效等级》中2级的规定。10kV配电变压器空载损耗值和负载损耗值均不应高于GB 20052《三相配电变压器能效限定值及能效等级》中2级的规定。目前,S13、S14、S15系列变压器已经开始应用于国内供配电工程领域,国家电网也正在推进SH15系列非晶合金高效低耗变压器的应用,这些变压器空载损耗和负载损耗低,投资收回年限短,节能效果显著。
通过负荷计算,合理分配各变压器的配电负荷,使变压器负荷率保持在效率最高点附近,当负荷率较低(低于50%)时采用SH15系列非晶合金变压器节能效果显著,而当负荷率大于50%时,S13、S14、S15系列变压器更具有节能优势;
5.    配电线路的节能设计
变电所位置设置靠近负荷中心,合理选择线路路径,可以缩短配电电缆长度,在节省工程投资的同时降低线路上的电能损耗;提高回路功率因数,也可以有效减少线路热损耗;电力电缆采用载流量和安全性能相对更高的铜芯电缆比铝芯电缆更节能;在高低压电缆线路中,分析各负荷的运行特征,根据其年利用小时数按照经济电流密度合理选择相应的电缆截面,可减少线路损耗,既可实现投资控制也保证了运行成本的节约。
6.    电动机及调速的节能设计
根据系统电压等级和电动机的额定功率要求,通过技术经济比较,合理选择电动机电压;功率大于250kW的电动机采用10kV高压电机,效率上可比同功率等级的低压电动机提高15%左右,高压电机较低的运行电流可更有效地避免线路耗损;低压电动机采用690V和400V两个功率等级,从电动机、配电柜、配电电缆等方面综合考虑,100kW以上低压电机采用690V系统较400V系统的线路节能效果明显。在充分考虑机械配合的情况下,尽可能采用能效相对更高的4极电动机。
在满足生产机械性能要求的前提下,优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机,优先选用交流笼型异步电动机,重载启动的机械选用加大功率的笼型异步电动机或者绕线型异步电动机;根据负载特性和运行要求,合理选择电动机功率,使电动机长期运行时的负载功率接近电动机的额定功率,避免长期处于轻载运行状况,提高电动机效率和功率因数;制浆造纸工程选用高效节能的电动机,高压电动机须满足GB30254《高压三相笼型异步电动机能效限定值及能效等级》中2级能效等级要求,低压电动机须满足GB18613《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中2级能效等级要求;
 异步电动机采用调压节能措施时,经综合功率损耗、节约功率计算及启动转矩、过载能力的校验,在满足机械负载要求的条件下,使调压的电动机工作在经济运行范围内。对机械负载经常变化又有调速要求的电气传动系统,根据系统特点和条件,进行安全、技术、经济、运行维护等综合经济分析比较,确定其调速运行的方案。大容量交流异步电动机采用恒频变压软启动器启动,改善启动特性。在电动机空载或轻载时还可根据功率因数的大小,控制晶闸管的导通角,提高功率因数,达到节电效果。当电动机处于“大马拉小车”状态且电动机的绕组接线条件允许时,将电动机定子绕组由“Δ”改为“Υ”形接法;风机、水泵类负载,当负荷波动较大时,低速下的负载转矩较小,选用普通功能型控制通用变频器调速,可大幅度降低运行过程中的能量消耗,提高了设备的运行效率,具有很好的节能效果;
7.    照明节能措施
照明系统的设计需根据GB50034《建筑照明设计标准》要求,满足不同场所的照度标准、照明均匀度、统一炫光值、照明功率密度值、能效指标等相关标准值的综合要求;根据不同的场合使用合适的照明光源,在满足照明质量的前提下,尽可能选择高光效光源;在满足眩光限制和配光要求的条件下,选用效率高的开启式直接照明灯具,一般要求室内照明灯具的效率不低于70%,并要求灯具的反射罩具有较高的反射比。在满足灯具最低允许安装高度及美观要求的前提下,尽可能降低灯具的安装高度,以节约电能。选择电子镇流器或节能型电感镇流器,镇流器自身功耗不大于光源标称功率的15%,谐波含量不大于20%,荧光灯功率因数不小于0.9,高强气体放电灯功率因数不低于0.85,镇流器符合该产品的国家能效标准要求,目前选用高效率的LED灯具是照明节能的重要举措;照明配电设计时,采用电阻率较小的铜芯电缆,合理规划照明线路,减少线缆长度,适当加大线缆的截面积,以降低线路损耗;尽可能是三相照明负荷平衡;室内照明尽可能利用自然光,根据实际要求合理布置及利用照明灯具。车间内各场根据使用的特点采用分区控制,适当增加照明开关点。室外道路照明采用时间控制或光控系统。
8.    结束语
生产车间配电系统是为生产工艺服务的,因此,依靠提供工艺水平和工艺流程,能更合理有效地节能。节能需转向全过程每个环节、每个部位、每个细小的潜在改进机会的挖掘和积累,生产企业要对生产过程各个设备运行情况进行跟踪分析,梳理工艺流程各个阶段,系统地挖掘节能空间。从全局出发考虑单元之间和系统的优化,不能出现在某些地方节能导致其它地方能效的提高,要将水、电、汽耗综合起来考虑,将过剩的低温热加以回收利用,将其作为能量大系统优化匹配的重要段。在节能改造过程中,严格的技术经济评价非常重要。
我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境代价,只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展,才能实现经济又好又快发展。就企业内部现状来说,节能减排、增效降耗,也是目前一项重要的任务,在生产、建设、流通、消费各领域节约资源,提高资源利用效率,减少损失浪费,以尽可能少的资源消耗,创造尽可能大的经济和社会效益,从而实现可持续发展。
我国造纸业现状及面临的环境压力,针对造纸业高耗能的问题,本文从制浆造纸厂供配电系统电压选择、变电所设置、配电线路的设计和变压器的选择、电动机及其控制方式的选择、照明节能等方面提出了一些节能降耗的思路和举措,旨在为今后新建和改建项目的节能降耗提供借鉴和参考,为企业带来良好的经济效益,提高市场竞争力。
参考文献:
中国航空规划设计研究总院有限公司  工业与民用配电设计手册(第四版):1534~1541。
[2] 李威灵我国造纸工业的能耗状况和节能降耗措施中国造纸, 2011年第30卷第3期 61~64
[3]危志斌张瑞杰制浆造纸企业节能降耗减污增效措施中国造纸, 2013年第32卷第3期 65~70
                        
作者简介
李友红  女,1982年生,高级工程师,硕士,研究方向为电力电子与电力传动。
E-mail:[email protected]
 

企业节能降耗措施相关文章

为您推荐

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注

返回顶部