淺談工廠技術(shù)改造與節(jié)能降損

應(yīng)驍 金祎 馮超

摘 要：最近幾年，為了推動我國經(jīng)濟由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，國家越來越重視節(jié)能減排。工廠作為耗電量比較大的企業(yè)單位，在節(jié)能減排上具有比較大的潛力，同時，也可以降低工廠的運行成本。本文根據(jù)工廠供電的相關(guān)理論，從整體和系統(tǒng)上對工廠的節(jié)能降損進行分析以及研究。在保證工廠供電安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，來實現(xiàn)節(jié)能降損指標(biāo)，從而提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：工廠電氣；節(jié)能降損；電氣技術(shù)

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國社會的居民用電和工廠用電急劇增加，尤其是工業(yè)用電的增加量尤其突出。面對日益嚴(yán)重的能源短缺，必須對工廠相關(guān)的電氣設(shè)備進行技術(shù)改造，以實現(xiàn)節(jié)能降損的目標(biāo)。為了實現(xiàn)工廠節(jié)能降損的目標(biāo)，首先應(yīng)該對工廠的供電系統(tǒng)進行了解。電能在工廠中要經(jīng)過變壓器、架空線路等輸電裝置，最后到達各個車間的用電設(shè)備。因此，應(yīng)該從變壓器、輸電線路和用電設(shè)備等3個方面對工廠進行分析，從而實現(xiàn)節(jié)能降損的目標(biāo)。

1 供配電系統(tǒng)節(jié)能降損分析

1.1 變壓器的節(jié)能降損分析

工廠供電的變壓器可以分為廠區(qū)主變壓器和車間變壓器。對于較大的工廠，主變壓器的規(guī)格為110kV/35kV，而對于廠區(qū)較小或用電不大的工廠，其主變壓器的規(guī)格為35kV/10kV。而車間變壓器的主要作用是將35kV或者10kV電壓等級的降到380V和220V。因此，主變壓器一定要選擇容量比較大、安全性和運行穩(wěn)定性都比較好的變壓器。

變壓器中的損耗可以有功功率損耗和無功功率損耗，其計算公式為：

其中△P為變壓器的有功損耗，單位為kW，PK為變壓器的短路損耗，Sl、SN分別為變壓器的實際運行容量和額定容量，P0為變壓器的空載損耗；△Q為變壓器的無功功率損耗，UK%、I0%分別為變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)和空載電流百分?jǐn)?shù)。

由①和②式可知，在選擇變壓器時，應(yīng)選擇空載損耗和短路損耗都較低的變壓器，從而降低變壓器的有功功率損耗；選擇短路電壓百分?jǐn)?shù)和空載電流百分?jǐn)?shù)的變壓器，從而降低變壓器的無功功率損耗。對于工廠的主變壓器還可以選擇制造工藝比較先進的高新能變壓器。及時更換舊式變壓器，有些地方仍在使用舊式變壓器，舊式變壓器自身損耗就比較大，為此選擇新型的節(jié)能型變壓器，對節(jié)能降損有一定的幫助作用。

另外，提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，可以達到節(jié)能降損的目的。由于工廠中有大量的電動機等感性設(shè)備，這些感性設(shè)備正常工作時需要大量的無功功率，這就降低了工廠供電的功率因數(shù)，造成了大量的無功功率在電網(wǎng)中流動。為了避免這種情況的出現(xiàn)，應(yīng)在主變壓器處安裝無功功率補償裝置，常用的有同步補償機、靜止無功發(fā)生器等。

1.2 輸電線路的節(jié)能降損分析

由于輸電線路本身具有電阻和電感，輸電線路在傳輸電能的過程當(dāng)中會產(chǎn)生一定的功率損耗。電力線路中的損耗不僅降低了線路的輸電能力，而且還造成了能源的浪費。若是線路參數(shù)選擇不正確，這部分的能源的浪費將會更大。對于工廠的主供電線路，由于線路較長，線路中的電流較大，這部分線路中的功率損耗占線路損耗的絕大部分，而車間中的供電線路由于線路較短、線路的參數(shù)較小，從而這部分的損耗也較低。對于供電線路，其功率損耗的計算公式為：

式中△PZ、△QZ分別為線路的有功功率和無功功率損耗，R、X為線路的電阻和電感，P2、Q2和U2分別為線路末端的有功功率、無功功率和電壓。

有功功率損耗在輸電線路中轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的熱損而散失掉，而無功功率損耗則被導(dǎo)線中的電感消耗掉。由于線路的末端電壓是一定的，工廠中的負(fù)荷也是一定的，即P2、Q2是一定的。因此要想降低輸電線路的損耗，必須降低輸電線路的電阻R和電感X。目前我國輸電線路常用的導(dǎo)線是鋼芯鋁絞線，一般鋼芯鋁絞線的內(nèi)層為一股或者多股的鍍鋅的鋼絞線，外層則是由鋁絞線構(gòu)成。由于鋼芯鋁絞線的造價較低，其在輸電線路中具有廣泛的應(yīng)用，但是由于它的電阻較大，導(dǎo)致它的損耗也比較大。因此，在工廠供電中，若是不接觸腐蝕性的物質(zhì)和不在惡劣環(huán)境下供電，一般不建議使用這種造價低、損耗較大的導(dǎo)線作為輸電線路。

隨著輸電線路制造技術(shù)的發(fā)展，低阻抗的輸電線路也具有許多種。例如，鋁合金芯高導(dǎo)電率鋁絞線、鋼芯高導(dǎo)電率硬鋁導(dǎo)線和中強度鋁合金導(dǎo)線等。考慮到造價成本以及實際應(yīng)用要求，本文推薦使用鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線。該輸電線可以滿足工廠供電的要求，鋼芯高導(dǎo)電率鋁絞線不僅具有造價低的特點，而且它的線路阻抗較小，具有較好的節(jié)能導(dǎo)電效果，從而可以達到節(jié)能降損的目的。

2 用電設(shè)備的節(jié)能損耗分析

對于以電動機為代表的動力設(shè)備是工廠用電的主要方面，也是工廠節(jié)能降損最有潛力的一個方面。在我國，由于技術(shù)的原因，一些電動機的損耗比較嚴(yán)重，再涉及調(diào)速的工業(yè)生產(chǎn)中，由于調(diào)速方法的落后，甚至有些企業(yè)在不用電動機時，讓電動機進行空轉(zhuǎn)，這都浪費了大量的電能。因此，工廠要及時淘汰掉技術(shù)落后、損耗較高的電動機，引進技術(shù)先進、能耗較低的電動機。在目前電動機的諸多調(diào)速方法中，以變頻調(diào)速最為方便調(diào)節(jié)電動機的速度，只需改變供電的頻率就可以改變電動機的速度，另外，變頻調(diào)速也可以實現(xiàn)電能的最大利用，降低電動機的損耗。在選擇變頻器時，要使變頻器的容量與電動機的容量相匹配，一般變頻器的最大輸出電流要大于設(shè)備電機最大電流的10%。

3 結(jié)語

工廠用電的節(jié)能技術(shù)改造具有十分重要的意義，一方面，它可以實現(xiàn)工廠的技術(shù)升級，降低企業(yè)的運行成本；另一方面，這也與我國實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)相一致，對促進我國經(jīng)濟發(fā)展和轉(zhuǎn)型具有重要的意義。在企業(yè)節(jié)能降損的實施過程中，政府也應(yīng)該出臺相應(yīng)的政策來鼓勵企業(yè)來進行相關(guān)的技術(shù)改造。

參考文獻

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