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通过简单分析煤矿供电系统现状所存在的问题并总结归纳造成当前煤矿企业供电系统用电能耗高的原因,有的放矢制定相应的节能降耗技术措施,可以有效降低煤矿企业经营用电成本,实现提升企业经济效益的目的。
一、煤矿企业供电系统现状
管理线损电量和技术线损电量是煤矿企业供电系统中所存在的主要电量。下面进行简单概述:管理线损电量主要指的是煤矿企业在供电系统管理中,特别是在电能数据计量统计等一些环节中,因一些人为性因素,比如统计计算错误、电能计量装置出现漏抄、错抄或者客观性因素,如电能计量装置出现误差等所引起的煤矿企业电能损耗。针对管理损耗,完全可以通过强化相关管理措施,如构建并完善电能计量管理制度、提升企业供电系统管控力度等方式来降低企业用电损耗,节省不必要的成本开支,提高企业的经济效益。技术线损电量主要指的是煤矿企业供电系统电能因设备或者线路出现阻抗情况,使得电能在消耗、分配调度以及传输过程中直接损失在变配电设备以及供电系统线路上的电量。技术线损电量也被称之为空载损耗,亦或者负载损耗。针对煤矿企业供电系统技术线损电量可以通过选择较为先进的系统设备和节能降耗技术有效节能降耗,提升供电系统电能的有效利用率。
二、煤矿供电系统常用节能降耗技术措施
(一)管理措施
在煤矿企业供电系统节能降耗管理中,强化管理手段迫在眉睫。节能降耗管理措施主要从两方面着手:其一,强化煤矿企业生产用电节能降耗管理。煤矿企业生产运营是企业的主要工作,也是企业的基本工作,从生产环节着手节能降耗,采取有效管理手段,强化节约用电理念,能够为企业节省一笔不小的用电开支。可以通过提高企业供电系统的供电功率因数来提升供电有效利用率。采用SVG无功发生器等自动无功补偿以及谐波治理装备或者合理投切供电系统中的无功补偿装置进行技术改正升级以提升供电系统的供电功率因数。同时要做好对煤矿企业供电系统的定期维护检修,及时发展供电系统中出现的故障问题,并及时维修,认真考察监督供电设备的开机率,以免设备长期处于空转运行的状态中,以此提升电能有效利用率。其二,要强化煤矿企业用电计量考核制度。按照供电系统的构造情况,企业机电科人员要统计归纳企业井下以及地面上所有的生产用用电计量设备,同时参考处于作业状态中的机电设备的使用功率以及频率,针对整个企业生产部门制定以月为单位的电耗定额承包管理制度,完善相关奖惩机制,对企业的单耗定额和用电总量限额进行全方位动态双向考核,并定期进行能耗分析,及示发现解决问题,有效提升企业的经济效益。
(二)技术措施
煤矿供电系统节能降耗的技术措施主要分为一下几方面展开论述:其一,合理选择变频调速设备。选择合理的变频调速设备改造升级机电设备的原有控制模式,能够有效提升电机拖动系统运行电能转换效率,解决机电设备控制设备所存在的不足之处,还能够大大节约电能资源,提升设备的使用寿命周期和工作效率,减少因设备维修等的额外投资。对煤矿井下大功率机电设备通过选择变频调速控制系统催风机、泵类等机电设备进行升级改造能够有效提高单机平均节电效率,变频调速控制系统的节能效果显著。且选用变频调速控制系统电机因处于软启动工况中,并不会产生较大的启动冲击电流,能够有效节能降耗。其二,供电系统经济调度方式要合理。结合企业工程建设电力负荷和作业面的大小针对单母线或者双电源的供电电气主接线进行系统运行方式的经济调度。煤矿企业供电系统经济运行的实现可以通过选择单母线分段或者不分段的运行方式,或者选择单台配电变压器运行或者两台配电变压器并列运行。例如完全可根据工程用电负荷大小配一台配电变压器投入运行满足用电需求,而当工程扩建用电负荷增加再投入一台配电变压器并列运行,如此进行灵活规划供电系统,大大增加了供电系统的操作灵活性和供电的可靠性,同时有效降低了能耗。其三,配电变压器的运行要合理。煤矿供电系统的运行电压对配电变压器的损耗影响相当大,处于5%的电压下,配电电压器的线损就会增加15%左右,而若处于10%的电压下,配电电压器的线损就会增加到50%左右。此外,供电系统若处于过电压运行工况,则还会增加配电变压器的空载流量,会大大加快配电变压器的老化绝缘速度,增加系统的无功损耗量,同时还会降低变压器的综合使用寿命。因此,配电变压器的运行要经济合理。其四,供电系统的规划要合理。煤矿企业供电系统规划工作要做到科学、合理。综合考虑企业用电容量、用电分布情况、用电等级以及用电负荷等等因素制定并优化供电系统规划。相关数据也表明,通过负荷优化组合、关停并转以及线路优化布设等方式对煤矿企业矿井和地面上高低压供电系统进行综合规划后,大大降低了煤矿企业供电系统的电能损耗,取得鲜明的优化规划效果。
三、结语
煤矿企业用电负荷随着企业建设容量和规模的不断增加和扩大而呈现持续增长的趋势,因受建设投资资金以及技术水平影响,煤矿企业供电系统存在诸如供电半径远超规定范围、多种电压等级并存以及供用电电压过低等种种不利情况,在此情况下,必须综合企业当前电力负荷增长的切实情况以及供电结构选择较为合理的节能降耗措施,确保煤矿企业供电系统正常、稳定而又经济有效运行。
参考文献:
[1]赵欣欣.煤矿供电系统常用节能降耗技术措施探讨[J].科技与企业,2012,08:149.
[2]董娟.论述煤矿供电系统常用节能降耗技术对策[J].科学中国人,2015,29:23.
[3]张蓓佳.煤矿企业节能减排动力机制及体系构建研究[D].中国矿业大学(北京),2013.
[4]高艳凤.煤矿供电及设备的节能与降耗探讨[A].今日财富杂志社.2016年第二届今日财富论坛论文集[C].今日财富杂志社:,2016:1.
希望能给予广大化工企业管理人员一些参考和帮助。
关键词:化工工艺;常见能耗;节能降耗技术;措施
中图分类号:TE08文献标识码: A
前言:社会经济的发展使得民众以及企业对化学产品的需求量越来越大,需求量的增大,进而使得对资源消耗更大。而化工产品的原材料中多种为不可再生资源,因此,在保证化工产品质量的前提下,对其工艺的节能降耗技术的措施的探讨也成为化工企业工作中重要部分,而这对于社会的可持续发展也是有着不可估量的意义。
1、化工工艺中常见的能耗
一直以来,化工企业都是高能耗的产业之一。从现阶段来看,化工企业在生产工艺中常见的能量损耗和浪费主要体现在两个方面,即理论上的最小功和能量损耗。理论上的最小功,通常是为了确保生产的必要速度而造成的推动力以及某些无法消除的能量耗散。而能量损耗则是在实际生产中,由于不合理、不可逆等因素而带来的能量损耗。相对来说,理论上的最小功并不具备节能的潜力,而能量损耗由于是各种人为因素造成的,可以采用某些特定的过程分析及措施研究加以改造和规避,从而达到节能降耗的效果。
2、化工工艺中常见的节能降耗技术措施
2.1节能降耗技术
节能降耗技术是现在的社会企业必须掌握的一种技术,节能降耗是企业的生存之本,树立一种“点点滴滴降成本,分分秒秒增效益”的节能意识,以最好的管理,来实现节能效益的最大化。化学工艺中的节能降耗技术可以从改善化工反应的工艺条件、降低生产全过程的动力能耗、应用阻垢剂进行节能、降低化工生产反应外部压力等方面入手。比如合理计算确定化工生产反应的压力,一方面可以确保化学反应高效稳定的进行;另一方面可以降低输送反应物的电机拖动系统的综合能耗,尤其可以降低气态反应物的压缩功耗,达到降耗的目的。化学工艺中常见的节能降耗技术还有很多,这些技术是需要人们仔细的发现并深入的研究的。其实,无论是在生产还是在生活中,我们都要注意节能降耗,比如,随手关灯、节约用水、节约用电、回收旧电池、以自行车代替私家车等等,企业也可以举办类似的公益活动,让人们充分的感受到节能降耗的重要性,节能降耗并不是一件琐碎而复杂的事情,只要我们日常生活中多多注意,如果人人都能有节能降耗的意识,我们生活的环境就会得到很大的改善,就不会出现这么多的疾病。总之,节能降耗是需要我们每个人做起,从身边做起,从点滴做起,从举手之劳做起。
2.2化学工艺中的节能降耗技术
近些年来,现代化技术的蓬勃发展,使可持续发展战略不断地落实和推广,对于如何在化工工艺中最大限度地减少能量损耗的研究工作,受到了人们越来越多的关注和重视。通过在化工企业中实行节能降耗技术的相关措施,不但符合新时期可持续发展的要求,同时也是化工企业实现资源节约型和技术密集型企业管理的需要。下面,我就向大家简单地介绍一下化学工艺中常见的节能降耗技术。
2.2.1一直以来,化工企业都是高能耗的产业之一。从现阶段来看,化工企业在生产工艺中常见的能量损耗和浪费主要体现在两个方面,即理论上的最小功和能量损耗。理论上的最小功,通常是为了确保生产的必要速度而造成的推动力以及某些无法消除的能量耗散。而能量损耗则是在实际生产中,由于不合理、不可逆等因素而带来的能量损耗。相对来说,理论上的最小能量并不具备节能的潜力,而能量损耗由于是各种人为因素造成的,可以采用某些特定的过程分析及措施研究加以改造和规避,从而达到节能降耗的效果。
2.2.2化工工艺中常见的节能降耗技术,改善化工工艺条件,合理控制生产综合能耗在化工工艺中,可以通过改善化工反应工艺的条件,实现合理控制生产工艺综合能耗,总的来说,改善化学反应工艺条件,可以从以下四个方面来讲:
(1)降低化工生产反应外部压力。降低化工生产反应外部压力可以确保化学反应能够高效而稳定地进行,不仅如此,降低化工生产反应外部压力还可以降低输送化学反应中反应物的电机其拖动系统的综合能耗。
(2)优化系统反应所需热量。这即是指在能够保证化学反应正常的环境条件的前提下,而合理降低以及优化化学反应所需的温度,而降低整个系统所需的热量,从而提高热能的利用效率。
(3)优化化学反应的反应效率。优化化学反应的反应效率能够抑制在其反应中的副反应作用,从而减少化学反应中的能耗及产品分离能耗。
(4)提高化学反应催化剂的综合活性。催化剂在有些化学反应中是十分重要的组成部分,对于化工生产工艺而言,催化剂是节能降耗的关键物质。因此,提高催化剂的活性或使用具有新效果的催化剂不仅能够优化和改善化工工艺生产过程的效率以及环境条件,而对其化工产品的综合生产能耗也能大幅度的降低。除此之外,合理的选择催化剂还能减少化工工艺产品其生产过程中其副产物的产生,这样就能节约化工生产的负荷及能耗。
2.3重视对生产全过程中动力能耗的控制
在化工生产全过程中,动力能耗的现象同样需要引起化工企业的重视。可以通过以下三个方面对动力能耗加以有效控制。包括:
(1)推广使用变频节能调速,是电机拖动系统降低电能消耗的有效措施。在变频节能调速的使用过程中,通过采用变频节能动态调速方案,将传统化工企业使用的阀门静态调节方案加以改造和升级,能够为电机拖动系统在输入和输出期间提供长期动态平衡保障,特别是在解决化工企业普遍存在的装置负荷率低的问题上,能够起到有效规避电机拖动系统长时间处在工频运行工况的重要作用,并减少电能资源的浪费现象出现。
(2)优化组合化工供热系统。化工企业应该以节能降耗为理念,从整体上对系统进行优化配置。可以从供热系统的温位热源的功能特征出发,对系统进行优化配置,实现各装置之间的有效联合,从而扩大冷、热能源流的转换范围,最大限度减少和预防“高热低用”等现象的发生。
(3)加大污水回用技术的支持力度。化工企业不但要加强企业人员节约水资源的环保节能意识,同时,还应该积极推广使用污水回用技术,尽可能将水资源的综合损耗降到最低。而且通过回收利用电、热、水等资源的余能,一定程度上也能够帮助化工企业提高节能损耗的成效。此外,通过利用制冷、发电等转换技术,综合利用余压、余热等资源,也是企业大幅度节省化工生产的能源消耗,实现高效节能、低碳环保的有效举措。
2.4采用阻垢剂实现节能降耗
在化工企业的加热锅炉等机电设备使用一段时间后,会出现不同程度上的结垢或是锈蚀,致使这些设备的传热系数受到严重影响,设备的换热效果也达不到理想,从而造成了大量的化工能源的浪费。为此,可以通过采用阻垢剂定期护理反应设备,为化工生产提供节能安全的保障。
2.5提高化学反应催化剂的综合活性
除了阻垢剂之外,化学反应催化剂的推广使用,对于化工工艺的节能损耗同样起到了不容忽视的作用。通过催化剂的合理使用,能够减少在生产过程中产生各类副产物,提高化工原料的综合利用。
2.6重视化工生产管理的加强
在化工工艺的生产过程中,通过建立健全节能生产管理制度和岗位责任制,将责任落实到个人,一方面,能够提高化工企业人员的积极性,提高化工生产的管理水平。另一方面,加强化工企业的生产管理,对于实现节能降耗也起到了重要的促进作用。
3、结束语
从十报告中我们可以看出,现在全社会越来越重视生态文明建设,社会主义和谐社会、科学发展观是我国重要战略任务和重要战略目标,和谐社会要求我们人与人、人与社会、人与自然和谐相处,所以,将节能降耗技术应用到化工工艺中是十分必要且非常重要的。如今,国家当务之急是全面落实节能降耗技术应用到化工工艺中的措施,全面发展并积极应用节能降耗技术,让我们的生态环境更加和谐更加美好。
参考文献:
[1]刘春海.化工工艺中常见的节能降耗技术措施探讨[J].企业导报,2013,04,(02)
关键词:10kV配电变压器 经济调度运行 节能降耗
中图分类号:TM6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0142-01
变压器是电力系统中重要的不同电压等级电能转换的主要电气设备,同时也是一个电力系统中较大的电能消耗大户。目前10kV配电网上运行服役时间超过20年的低效率高能耗的配电变压器容量约占整个配电网系统容量的10%以上,其总容量高达2.4亿kVA,这样每年由于地效率配电变压器产生的电能浪费十分巨大,加上这些配电变压器普遍存在参数较低、损耗较高、缺陷较多、自动化水平较低等问题,大大降低了配电网运行经济可靠性。因此,对导致10kV配电变压器产生较高损耗的原因进行归纳总结后,结合先进的技术装备,降低配电变压器系统损耗,提高配电网电能供应的经济可靠性,对于节约能源、缓解电力供应短缺、促进当地经济发展等方面均具有非常重要的意义。
1 确定变压器间负载经济分配
国内在大量研究专家学者的共同努力下,在配电变压器节能降耗方面已取得了令人满意的成果,其基本措施方法就是在配电网系统中广泛推广使用如S12,S11等高效能低损耗的配电变压器;在实际调度运行过程中,根据系统负荷变化特性,合理正确选用变压器容量、台数、以及调度运行模式;采用动态无功补偿装置等提高配电变压器功率因数等也是配电变压器节能降耗的主要技术措施,从而有效提高配电变压器综合利用效率水平。由于10kV配电变压器在工程实际应用中通常是由几台变压器同时并列运行供电,即在配电网供电系统中配电变压器有功功率和无功功率总损耗为所有变压器损耗的总和。从大量文献资料和实际设计工作经验可知,在供电系统电力负荷总量不变,且变压器运行方式也处于不变条件下,变压器间负载量的分配不同其变压器系统总有功损耗和无功损耗也会有很大差别。因此,在多台变压器并列运行模式下,需要对变压器间的总负载进行经济分配,从而使各变压器均运行在最优工况条件下,使变压器总有功功率损耗和无功功率损耗降到到系统最低值,达到节能降耗的目的。
2 选用自动调压器
众所周知,配电变压器有功损耗与配电网电压的平方成正比,也就是说通过调整配电变压器负载分接头档位、在母线上投切对应补偿电容器等技术手段,从而在保证配电网电压质量水平的基础上,通过适度优化调整配电网运行电压,就可以使配电变压器达到节电降损的目的。从大量实际工作经验来看,当配电变压器运行过程中其过电压水平达到额定电压值5%时,其内部铁损量将会增加到15%;而当配电变压器的过电压水平达到额定电压值的10%运行,其内部铁损量则会急剧增高到额定时的50%以上,且变压器内部空载电流值也会大幅度增加,从而增大了供配电系统中的无功损耗总量。配电变压器在实际运行过程中,通过相应设备控制避免其出现过电压运行工况,一方面可以延长变压器使用寿命,另一方面可以降低变压器内部铁损和激磁损耗,保证其高效稳定运行。因此,选用新型节能配电变压器对提高配电变压器电能转换率具有非常大的工程实际意义。自动调压器是一种可以自动跟踪供配电系统中输入电压值的变化(主要由电力系统中负载波动引起)值而通过内部电压的自动调节,保证整个电压输出稳定。自动调压器实际就是一个恒定输出的三相自耦变压器,它可以在供配电系统电压处于20%波动范围内,利用内部相应控制器对整个电压进行动态调节,保证其输出电压的恒定,从而有效提高供配电系统的供电电能质量水平,保证10kV供配电系统高效稳定的运行,达到节能降耗的目的。
3 无功补偿提高变压器负载功率因数
在配电网系统中有大量感应电动机和其他感应电气设备,这些设备在运行过程中除了消耗配电网有功电能外,还需要一定量的无功功率维持系统电磁平衡。配电网中无功容量的减少,势必会导致整个系统功率因素cosΦ值较低,从而增加了配电变压器的系统能耗,增大了电能损失。采用SVC、SVG等无功补偿装置,可以对配电网系统无功进行实时补偿,从而实现配电网区域无功的动态平衡,使配电网负载电流降低,减少变压器的有功损耗和无功损耗,达到节能降耗的目的。在配电变压器允许电压偏差范围内,选用调压与补偿电容器相结合的无功调节措施方案,可以实现配电变压器峰谷运行工况条件下的逆调压节能运行需求。
4 保持配电变压器运行三相负荷实时平衡
当配电变压器三相负荷处于不平衡状态时,就会造成变压器三相压差过大,从而产生负序电压,导致供配电系统电压发生波动,影响电压质量和供配电系统安全可靠运行。由于变压器某相绕组中负荷电流过大,就会导致该绕组的铜损增大,增大变压器损耗;负荷三相不平衡还会造成变压器内部磁路发生不平衡,从而形成大量的漏磁通,且在流经铜皮、变压器铁心夹件等部件,就会发生发热现象,增大变压器内部杂散损耗。配电变压器三相负荷不平衡是其产生巨大能耗的主要原因,当配电变压器处于三相平衡负荷运行工况条件下,其负载损耗最小;而当变压器处于三相负荷不平衡运行工况下,其总能耗为三相损耗的总和,尤其当变压器运行在最大三相不平衡状态下,其系统损耗就是平衡负荷时损耗的三倍。配电变压器处于三相负荷不平衡运行工况条件下,不仅会增加自身能耗,同时还会增加一次高压侧线路损耗,据大量实际运行经验表明,配电变压器处于最大不平衡运行工况时,其高压线路的电能损耗会增加12.5%。因此,在10kV配电变压器运行工况设计、施工、以及后期运行维护过程中,应该对电力负荷进行充分统计分析,设计出高效经济合理的供配电系统布线方案,并采取先进的技术手段措施,保持变压器运行时其三相负荷长期处于近似平衡工况;变压器选择应尽量选在负荷中心位置。在后期运行维护过程中通过监控系统实时监测供配电系统电压水平,并对不合理运行工况进行及时调整;对于10kV配电网系统中的大容量单相电气设备,应设专用单相变压器,并直接接在供配电系统的高压网络上;同时采取相应无功补偿及消谐装置,提高供配电系统功率因素,保证10kV供配电系统安全稳定、节能经济的高下运行。因此,通过调整配台区的三相负荷使变压器基本处于平衡运行工况,是降低配电变压器运行损耗一个重要技术手段。
5 结语
10kV配电变压器的节能降耗技术措施较多,除了上述几种技术手段外,变压器运行温度等也是影响配电变压器节能经济运行的一个因素,因此,在配电网实际运行维护过程中,必须结合配电变压器的实际运行情况,采取合理有效的技术措施保证配电变压器长期运行在最优工况,有效降低配电变压器运行综合能耗,实现配电变压器节能降耗经济调度运行目标。
参考文献
【关键词】电力;节能;措施
随着我国经济的快速发展,各个行业的电气化水平不断提高,一方面极大的促进了我国经济的繁荣和发展,另一方面又加重了我国电能供应的严峻形势。因此应该做好电能节约工作,通过各种技术措施以及管理措施来提高电能的使用效率,达到节能减排的目的,为我国经济的可持续发展做出贡献。
1降低发电能耗的技术措施
1.1优化调度模式
“调整发电调度规则,实施节能、环保、经济调度。”国家发展和改革委员会等部门已下发有关通知,要求发电调度中优先考虑可再生能源和低能耗机组发电。为此,电力公司尽快研究制定新的调度规划,以节能、环保、经济为标准,确定各类机组的发电次序和时间,优先调度低能耗机组发电,或直接按照能耗标准调度,激励发电企业降低能耗,减少高能耗机组的发电量。一个电网发电侧经济性指标主要取决于所有装机设备等级及状况、平均负荷率两大要素。在前者一定的前提下,提高电网整体经济性的主要手段就是如何提高平均负荷率(包括数值及品质);次要手段是在平均负荷率一定的情况下,如何优化分配各台运行机组之间的负荷。
1.2可再生能源发电
在我国,新能源与可再生能源是指除常规能源和大型水力发电之外的风能、太阳能、小水电、海洋能、地热能、氢能和生物质能等。可再生能源的开发利用是实现“节能、降耗、环保、增效”的重要手段。根据我国能源发展的有关规划,“十一五”期间,我国将大力发展风电,适当发展太阳能光伏发电和分布式供能系统。风能和太阳能等可再生能源大规模开发利用时,必须解决可再生能源发电的并网以及可再生能源电源与电网之间的影响问题。一方面,电网公司除了要优先收购风电外,还应承担电网建设和传递电力的义务,需要大量的资金投入,因此政府的政策支持十分重要;另一方面,由于风电和太阳能电源的功率间歇性和随机性特点,大规模接入地区电网后,将对地区电网的结构设计、运行调度方式、无功补偿措施以及电能质量造成越来越明显的影响,电网公司必须采取妥善的技术和管理措施。
2降低综合线损技术措施
输配电线路降低损耗可以通过几种途径:一是减少导线长度。在设计及施工中,低压柜出线回路及配电箱出线回路尽量走直线,不走或少走回头线。变配电所尽可能靠近负荷中心。对于较长的线路,在满足载流量热稳定、保护配合及电压降要求的前提下,加大一级导线截面。尽管增加了线路费用,但节约了电能,因而也减少了年运行费用。此外,在高层建筑中,变配电室应靠近电气竖井,以减少主干线的长度。对于面积大的高层建筑物,应将电气竖井尽可能设在建筑物中部,以减少水平电缆的敷设长度。另外可以将负荷进行归类。除对计费有要求的负荷及消防负荷外,普通负荷改由一条主干电缆供电,这样既便于消防切除非消防电源,又可在非空调季节使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减少线路的损耗。
3用电侧管理技术
开展电力需求侧管理能带来直接经济效益和良好的社会效益,有效的技术手段是实施需求侧管理的基础,研究掌握好能效技术、负荷管理技术,采用先进技术来提高终端用电效率,对实现电力需求侧管理的目标起到保障作用。
3.1改变用户用电方式
主要指负荷整形管理技术,包括削峰、填谷和移峰填谷三种。根据电力系统的负荷特性,以某种方式将用户的电力需求从电网的高峰负荷期削减、转移或增加电网负荷低谷期的用电,以达到改变电力需求在时序上的分布,减少日或季节性的电网峰荷,提高系统运行的可靠性和经济性,还能减少新增装机容量、节省电力建设投资,降低预期的供电成本。主要在终端用户中采用蓄冷蓄热技术、能源替代运行技术和改变作业程序、调整轮休制度。
3.2提高终端用电效率
主要有选用高效用电设备、实行节电运行、采用能源替代、实现余能余热回收和应用高效节电材料、作业合理调度、改变消费行为等。推广高效节能电冰箱、空调器、电视机、洗衣机、电脑等家用及办公电器,降低待机能耗,实施能效标准和标识,规范节能产品市场。引导企业采用无功补偿、智能控制技术、变频调速和高效变压器、电动机等节电控制技术和产品,有利于电网削峰填谷、优化电网运行方式、改善用能结构、降低环境污染,提高终端电能利用率。
4楼宇及变配电站建筑节能
虽然办公楼和变配电站的建筑能耗一般占电力公司总能耗的比重不大,但是全社会的商业用电中,楼寓的空调和照明用电占了很大份额。因此电网企业作为能源供给企业,应做出节能表率,树立电力的良好形象,通过示范效应促进社会节能。
4.1围护结构节能技术
围护结构节能技术指通过改善建筑物围护结构的热工性能,达到夏季隔绝室外热量进入室内,冬季防止室内热量泄出室外,使建筑物室内温度尽可能接近舒适温度,以减少通过辅助设备(如采暖、制冷设备)达到合理舒适室温的负荷,最终达到节能目的。建筑物的围护结构节能技术分为墙体节能技术、窗户节能技术、屋面节能技术、遮阳系统、生态绿化等。
4.2电气设备节能
(1)电气布置及接线优化。从电气设备布置而言,尽量将需要散热的设备放在通风良好的场所,以最大限度地减少机械通风,降低建筑物内的能耗;将变压器室等产生大量热量的设备房间与需要配置空调的设备房间的隔墙采取隔热措施。
(2)选用环保节能型设备。变压器是主要的耗能设备,降低变压器的损耗是变电站节能的关键;尽量利用自然采光,特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光;所有的照明光源全部采用发光二极管;选用配置有变频器的风机及空调设备,即采用智能化产品,可根据环境状况自动启动和自动关闭,即仅在设备运行或事故处理的时候才启动,以达到节约用电的目的;使用温湿度控制器,在环境温度和湿度未满足运行要求时,再自动投入开关柜的加热器。
4.3照明节能
利用自然采光。尽量利用自然采光,特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光。
选用高效、节能的电光源。光源的节能主要取决于它的发光效率。照明光源的选择,除根据使用场所的需求外,还应根据电光源的显色指数、使用寿命、调光性能、点燃特性等综合考虑。原则是根据不同需求情况积极选用新一代的节能光源,如用电子节能灯替换白炽灯,用高压钠灯、金卤灯替换高压汞灯。
采用高效、光通维持率高的灯具。灯具是对光源发出的光进行再分配的装置。衡量灯具的节能指标是光输出比(LOR)(灯具效率)。选用优质高效、光通维持率高的灯具对照明节能具有重要的意义。
参考文献:
[1]李启浪.配电网的节能途径[J].大众用电.2008(02).
【关键词】节能降耗;天然气集输;措施
引言
能耗问题在工业生产中受到的重视逐渐加强。考虑到各国政府对环境保护的要求越来越严格,而且降低能耗能够为企业带来巨大的经济回报,因此节能降耗有着越来越多的现实意义[1]。
天然气集输系统是由气田集输管网、气体净化与加工装置、输气管线以及各种站场组成的一个统一的水动力系统。其中,天然气井口、增压站、处理厂构成了主要的能耗单元[2]。具体的能耗包括:井口节流带来的压力损失、对天然气进行加热带来的能量损失、对天然气进行增压带来的动力损失、处理厂中各种处理工艺中能量损失、物流流经各管道阀门、设备时的水力损失以及由于泄露造成的漏失。
气田集输系统的节能降耗是一项系统性工程,应针对产生能耗的各个环节,从节能管理、节能技术改造等方面同时进行研究[3]。本文主要从节能技术改造方面,对单井站节流、增压设备、加热炉以及部分处理工艺提出节能降耗措施。
1. 单井站节能措施
天然气在井口需要进行节流降压,并且加热以防止水合物生成。而新井和老井由于压力不同,因此其节能措施不同[2]。
(1)新气田的单井站
通常新井的井口压力较高,节流压差较大,形成水合物的风险较大。为了避1免生成水合物,通常需要在井口设置加热炉。此时能耗的具体表现形式为用于消耗的天然气量。除了合理设置加热炉加热温度能降低能耗外,还可以通过井下节流技术来有效这一过程的能量消耗。该技术是将节流器安装在油管中的某一位置,其节流压差可以根据生产井的具体情况进行调节。经井下节流的天然气,其压力等级已经满足地面集输的需要,因此地面不需再设置节流装置。而利用地热对天然气进行加热,节流后的天然气温度高于所处压力下的水合物形成温度,地面的加热装置亦可取消。
(2)老气田的单井站
老气田气井的压力降低,井口节流压差较小,气体温降较小。此时可以取消加热装置,而改用加注抑制剂的方式来防止天然气水合物的形成。当气田开采进入中后期后,压力进一步减小,需要进行增压开采。此时集输系统中的压力能耗成为主要方面,原先的水套式加热炉、调节阀等成为了主要的地面阻力元件。为了减小压力能耗,就需要对这些阻力元件适时拆除。
2. 增压设备节能降耗措施
目前,世界上在天然气气田增压设备采用的原动机有电动机、燃气发动机和燃气轮机。而燃气轮机在原动机中所占的比重越来越大。以电驱动的增压机,其能耗为驱动压缩机的电动机的电力消耗;以燃气驱动的增压机,其能耗为驱动增压机的燃气发动机的天然气消耗。
2.1 电动机驱动
对于使用电动机驱动的增压机组,可以考虑根据生产情况加装变频器来减小电力的消耗。
改变电动机频率f即可改变电动机的转速N[4]。而由泵的相似性可知:泵的排量Q与电动机转速N的一次方成正比,出口压力H与电动机转速N的二次方成正比,功率P与电动机转速N的三次方成正比。即:
在实际生产过程中,当流量发生变化时,为了使增压设备的功率保持在较高水平,即可以通过变频器,按比例调节电动机转速来节约电能。
实际上,利用变频技术调节电动机转速达到而节能降耗的做法已经成功应用于油气田生产的各个环节。靖边气田第一采气厂采用变频技术调节MDEA及TEA循环泵的排量,在节约电能的同时减少了溶液循环损耗和加热炉的能耗[5]。
对于已经进入开发中后期的油田,产量减小,外输增压设备经常出现“大马拉小车”的现象。这种情况下,结合自动控制技术,可利用缓冲罐的液位信号实现外输泵的实时变频控制,保证泵的高效运行,节约大量电能。
变频技术还可以用来调节加热炉风机的进气量,控制好加热炉的空燃比,改善其运行参数,从而提高燃料利用效率[6]。
2.2 燃气发动机驱动
可以通过下面途径降低燃气发动机能耗[7]:
(1)通过调节空燃比降低燃气发动机能耗。
(2)通过调节混合气体的均匀性降低发动机能耗。
(3)当压缩机负荷降低时,气缸内残余气量相对增加,致使燃料和氧气接触的几率减小。此时可以通过提高混合气体浓度来加快燃烧。
(4)通过调节冷却系统温度来降低发动机能耗。适当提高发动机冷却液温度可以减少能耗。
由于燃气发动机具有以下几方面缺点[8]:
(1)结构复杂,内部运动和易损部件多;
(2)外型尺寸和整体重量大;
(3)运转过程中有振动,而且噪声大;
(4)机器维护、保养、零件更换频繁。
因此,燃气发动机在天然气长输管道的压缩机站中应用并不多。
2.3 燃气轮机驱动
燃气轮机因其变速范围大、安全可靠、自动化程度高、技术先进、装置轻巧、建设周期短、维修方便等优点,在油气田中的应用越来越广泛[8]。尤其是在天然气长输管道中,由于燃气轮机可以直接采用所输天然气作为燃料,而不需要进行处理和增压,既方便快捷又成本低。近年来在我国大型天然气长输管道中依靠燃气轮机进行增压越来越多。
对于燃气轮机的改进和降低能耗的方法,主要是通过逐步提高其热效率来实现的。采用燃气轮机回热循环、联合循环、复合循环(及带有中间冷却和热量回收)、蒸汽循环等工艺均可以提高燃气轮机的热效率。同时,提高循环参数(温度和压力)、应用以陶瓷为基础的新型材料、完善燃气轮机的冷却系统以及提高尾气余热利用等都是提高燃气轮机热效率的有效方法[1]。
3. 加热炉节能降耗措施
油气田用的加热炉主要消耗的是热能,其来源主要为气田自身所产的天然气。采用各种有效的方法提高加热炉的加热效率,可以降低加热炉能耗。对于提高加热炉效率,可以通过以下几种途径:
(1)合理控制空气量[9]。
提高加热炉的主要途径是控制合理的空气量,保证加热炉内燃料能够完全燃烧,减少燃料损失。实验证明,最佳燃烧区域的过剩空气系数范围为1.2~1.3,过大或过小都会影响加热炉热效率。
(2)开展加热炉的清防垢工作[10]。
加热炉中的污垢,既有由于水质问题引起的无机垢,还有因设备腐蚀产生的硫化物,同时也会存在油垢。污垢的存在不仅会降低加热炉的效率,增加能耗,更严重时可能导致设备局部过热,引发安全问题。因此,加注防垢剂、安装除垢器、定时除垢,可以减轻加热炉结垢情况,提高加热炉炉效。
(3)进行真空加热炉更新改造。
真空加热炉利用真空相变换热技术提高换热效率。所谓真空相变换热,是指通过利用热媒在汽、液相变过程中放出的潜热进行换热。真空相变加热炉热效率高,节能效果明显。
(4)应用热管对老式加热炉进行改造。
热管是一种新型的高效传热元件。热管具有传热速度快、效率高的特性,可快速将高温烟气的热量传至水中,降低烟气温度,提高加热炉效率。
(5)进行负压蒸汽换热技术改造。
对于水套式加热炉,可以将作为传热介质的水换为气化潜热为水的2~3倍的传热合成剂。改造后的水套式加热炉实际变成了以新型传热合成剂为热媒的负压蒸汽换热器,其换热原理与相变换热相同。因此将大幅度提高了加热炉效率,节能效果明显。
(6)采用带有自控系统的高效节能燃烧器
高效节能燃烧器具有自动检测和控制功能,能够实时检测加热炉的炉膛温度、进/出口温度,以此调节燃料和空气的混合比例,保证燃料的充分燃烧,较大程度地提高了加热炉的效率。
除此之外,定期烟道清灰、烟管清焦,保持烟管干净,搞好炉体保温工作,减少不必要的热损失等,均是减少加热炉能耗的有效措施。
4. 天然气处理系统的节能降耗措施
天然气处理净化过程中的能量损失主要包含以下5个方面[11]:
(1)流体的流动阻力造成的能量损失;
(2)天然气节流膨胀造成的能量损失;
(3)热交换过程中温差造成的能量损失;
(4)非平衡的两相物流在设备中混合以及接触传质过程中造成的能量损失;
(5)因设备泄漏或者外排气体携带而造成的漏失。
4.1 脱水系统节能措施
对于常用的TEG脱水工艺,经过长期使用及反复实践,认为采取以下途径可以提高脱水效果,减小TEG消耗,降低脱水能耗。
(1)严格控制工艺温度及压力[12~14]。
(2)改善进入吸收塔的湿天然气分离状态。
(3)吸收塔内部设置补雾器。
(4)加注消泡剂。
(5)增强贫富甘醇换热[2]。
对于采用分子筛脱水的装置来说,可以通过再生气换热技术降低能耗。
分子筛脱水工艺包括分子筛脱水、吸附塔再生和吸附塔冷却三个阶段。一般情况下,吸附塔再生采用加热后的高温天然气反吹再生塔,吸附分子筛中的饱和水。吸附了水的再生气需要冷却之后进入下一步骤。为了降低再生气加热炉以及冷却器的负荷,可以将高温再生气同未加热的再生气进行换热,以这种方式回收高温再生气中的热量。
4.2 轻烃回收装置节能措施
轻烃回收是指采用特定的工艺分离和回收天然气液烃中的乙烷、丙烷、丁烷、丙烷/丁烷混合物、天然汽油和凝析液等组分的过程。轻烃回收过程中可采用下列方法节能降耗[15]:
(1)天然气增压单元使用循环水冷却器两用换热技术
天然气进入轻烃回收装置前,在压缩的过程中温度升高。所谓循环水两用换热,是指充分利用天然气压缩后温度的升高,在夏季循环冷却水用于降低天然气温度,而冬季吸收了热量的循环水可用于为生产或伴热管线提供热源。
(2)进料与塔底产品换热节能技术
以脱丁烷塔为例。为了减小脱丁烷塔的重沸器的负荷,可以在进料处增加一个换热器,使进料与塔底产品进行换热,利用稳定轻烃的热量加热进料。大港油田实际生产表明,此举可以将脱丁烷塔的进料提高约20℃,塔底产物降低约10℃。
4.3 低温SCOT工艺进行尾气处理
天然气处理厂的尾气只有经过尾气回收后才能达到相应环保标准外排。SCOT法或者类似的加氢还原方法是应用较为普遍的方法。而低温SCOT工艺,使用低温催化剂,将克劳斯装置后的尾气经再热器预热后进入加氢反应器还原,而后经急冷却塔冷却,进入吸收塔脱硫,其最大特点在于省去了加氢段前的预热设备[16]。
低温SCOT工艺具有以下节能降耗特点:
(1)由于使用低温催化剂,降低了加氢反应器的入口温度(与传统工艺相比大约可降低60℃),采用再热器取代了价格昂贵的在线燃烧炉和锅炉,因而在降低成本、节约能耗的同时,简化了处理工艺流程;
(2)低温SCOT工艺的采用可节约装置投资费用约7%,操作费用约20%,使整个尾气处理工艺的总操作费用降低14%左右。
5. 总结
5.1气田集输系统的节能降耗工作是一项系统性工程,应针对产生能耗的各个环节,从节能管理、节能技术改造等方面同时进行研究。
5.2对于井口节流来说,不同的压力等级对应不同的节能方法。对于节流压差大的新井,可采用井下节流装置;对于压差小的老井,需要适时拆除部分阻力元件。
5.3气田增压设备采用的原动机有电动机、燃气发动机和燃气轮机。利用变频技术可以大幅度提高电动机增压设备功率。燃气轮机由于其卓越的性能在长输天然气管道增压设备中所占比重越来越大。
5.4对于降低加热炉的能耗,提高其燃烧效率,可以通过调节空气量、加强清防垢以及进行设备改造等方面实现。
5.5天然气处理系统既是实现天然气价值的单元,也是集输过程中的能耗大户。在运行过程中,既采用新技术,又要合理控制温度、压力等工艺参数,还要注意充分利用换热器,加大热量的回收利用,达到节能降耗的目的。
参考文献:
[1]闫光灿, 刘建民. 气田节能降耗技术[J]. 天然气与石油, 2001, 19(2): 58-64.
[2]张德元, 熊钢, 戴忠, 等. 气田内部集输系统能耗及节能技术[J]. 天然气技术, 2010, 4(3).
[3]范家僖. 气田集输系统节能措施及潜力分析[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2011, 11: 101.
[4]雷巧英. 变频器在长庆气田净化装置上的应用与节电效果分析[J]. 石油石化节能, 2008, 19(6): 34-36.
[5]马思平, 魏萍, 柳洁, 等. 变频节能技术在靖边气田的应用分析[J]. 节能, 2009, 12: 015.
[6]袁海洋. 变频技术在油田生产中的应用[J]. 油气田地面工程, 2003, 22(1): 27-27.
[7]张勇. 往复式天然气压缩机节能降耗浅析[J]. 通用机械, 2009, 8: 33-36.
[8]徐铁军. 天然气管道压缩机组及其在国内的应用与发展[J]. 油气储运, 2011, 30(5): 321-326.
[9]苗华春. 浅论油气集输泵站的节能降耗措施[J]. 内蒙古石油化工, 2012 (12): 67-68.
[10]陈夕洲. 油田加热炉节能技术应用[J]. 油气田地面工程, 2008, 27(4): 12-13.
[11]张凤波, 卢仁文, 王博, 等. 天然气处理装置节能降耗研究[J]. 油气田环境保护, 2012, 22(4): 1-3.
[12]袁宗明, 王勇, 贺三, 等. 三甘醇脱水的计算机模拟分析[J]. 天然气与石油, 2012, 30(3): 21-26.
[13]诸林. 天然气加工工程[M]. 北京:石油工业出版社,2008. 163-166.
[14]郝蕴. 三甘醇脱水工艺探讨[J]. 中国海上油气(工程),2001,13(6):22-29.
[15]王玮. 轻烃回收装置节能技术综述[J]. 天然气技术, 2009, 3(5): 55-58.
[16]李法璋, 胡鸿, 李洋. 节能降耗的低温SCOT工艺[J]. 天然气工业, 2009, 29(3): 98-100.