熱電聯(lián)產(chǎn)工程中電氣節(jié)能設(shè)計(jì)分析

張蕾

摘 要：熱電聯(lián)產(chǎn)是一種不僅僅能滿足工業(yè)用汽，還能滿足民用采暖和熱水供應(yīng)的供熱方式，并能夠有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境工程措施。文章針對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)工程中電氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，分別從電氣主接線，廠用設(shè)備選型和燈具及布燈方案這三個(gè)方面分別做了詳細(xì)的敘述。

關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn)；電氣節(jié)能；研究分析

1 熱電聯(lián)產(chǎn)的特點(diǎn)

熱電聯(lián)產(chǎn)是既產(chǎn)電又產(chǎn)熱的先進(jìn)能源利用形式，相比于小鍋爐、火電廠，其環(huán)境效益和社會(huì)效益非常巨大。

1.1 改善環(huán)境

分散供熱的小鍋爐一般是單臺(tái)容量小、煙囪低、熱效率低、除塵效果差，有的小鍋爐甚至無(wú)正規(guī)的除塵設(shè)備。而熱電廠的鍋爐容量大、熱效率高、煙囪高、除塵效率高。由于熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)省大量燃料，鍋爐容量大，熱效率高，除塵效果好并能高空排放，故能有效地改善環(huán)境，提高空氣質(zhì)量。

1.2 節(jié)約城市用地

工業(yè)企業(yè)中的鍋爐房連同煤場(chǎng)、灰場(chǎng)要占用比較大的面積，對(duì)上海、天津這樣的老工業(yè)城市，有的連擴(kuò)建一臺(tái)鍋爐的地方都很緊張，因而想盡快實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱，為城建建設(shè)節(jié)約了寶貴的土地。

1.3 提高供熱質(zhì)量

分散小鍋爐房由于設(shè)備條件限制和煤質(zhì)變化，不易保證供熱質(zhì)量，壓力和溫度的波動(dòng)會(huì)影響工藝生產(chǎn)。居民采暖的小鍋爐，一般為間斷供熱，供熱時(shí)間短，溫度低，熱電廠集中供熱為連續(xù)運(yùn)行，穩(wěn)定可靠供熱質(zhì)量高，深受用戶歡迎。

2 熱電聯(lián)產(chǎn)電氣節(jié)能措施

2.1 電氣主接線的優(yōu)化

在合理利用有限資源設(shè)計(jì)電氣主接線的同時(shí)，還要始終遵循供電可靠、運(yùn)行靈活、檢修方便等原則。電氣主接線的設(shè)計(jì)一定要簡(jiǎn)潔，減少短路電流，并以物美價(jià)廉作為挑選電器設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。總之，為了運(yùn)行及節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資，不僅要減少設(shè)備投資及占地面積，還要注意降低控制及保護(hù)的復(fù)雜性。

2.2 廠用設(shè)備的選型

依據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)工程中廠用電率的高低，可以衡量熱電聯(lián)產(chǎn)工程的運(yùn)行成本。因此在熱電聯(lián)產(chǎn)工程中的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)合理選擇廠用設(shè)備，降低損耗，從而降低廠用電率。

2.2.1 廠用變壓器的容量及臺(tái)數(shù)的合理化選擇

采用干式電力變壓器不僅能減少?gòu)S用變壓器的設(shè)計(jì)容量及安裝空間，還能降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，因?yàn)槠湄?fù)荷能力較強(qiáng)，且沒(méi)有火災(zāi)、爆炸、污染等這一類的問(wèn)題。為使變壓器的狀態(tài)始終處于節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中，并降低廠用變壓器的電能損耗，合理分配供電區(qū)域和廠用電負(fù)荷，依據(jù)實(shí)際情況選擇合適的廠用變壓器容量，適當(dāng)減少?gòu)S用變壓器臺(tái)數(shù)。

2.2.2 選擇電動(dòng)機(jī)及其控制設(shè)備的原則

電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重要工作之一就是降低電動(dòng)機(jī)的損耗，因?yàn)樵趶S用電系統(tǒng)中采用大量電動(dòng)機(jī)的熱電聯(lián)產(chǎn)工程的耗電量占有很大比例。

（1）合理選擇電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)

由于不同容量的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓也不同，為確保電動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，應(yīng)合理選擇電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)。電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)由電動(dòng)機(jī)的額定功率決定高壓（10kv或6kv）供電的對(duì)象一般是大于等于200kW的電動(dòng)機(jī)，而采用低壓（380V）供電的一般是小于200kW的電動(dòng)機(jī)，為此要合理選擇電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)。

（2）選擇電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)形式和其控制設(shè)備的原則

一般在起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生較大的電流，造成大量的電能消耗，因此，減少電能消耗，需要合理選擇電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)形式及其控制設(shè)備降低起動(dòng)電流?？刹捎靡韵聨追N方式減少電能消耗，如：通過(guò)接觸器改變接線方式，采用星形接法起動(dòng)、為了讓電動(dòng)機(jī)可以再超負(fù)荷的狀態(tài)下正常起動(dòng)，在啟動(dòng)過(guò)程中采用降壓方式來(lái)過(guò)渡到正常工作狀態(tài)，即使用軟起動(dòng)器方式，另外，還可以使用高效的可調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式，這樣在機(jī)組變負(fù)荷的模式下，也可代常規(guī)的定速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模式。

交流電機(jī)、可以變頻變壓的靜止變頻裝置及其控制電路等構(gòu)成了交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)。交-交變頻和交-直-交變頻是變頻變壓的靜止變頻裝置的兩種類型，其中交-直-交變頻最為常見(jiàn)。變頻器是可將各種不同電網(wǎng)中的頻率交流電轉(zhuǎn)化成直流電的整流器，其使用逆變器將不同電網(wǎng)中頻率轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，最終合理地控制了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻器的價(jià)格雖然高但能夠有效節(jié)約電能，電廠中負(fù)荷變化較大和低負(fù)荷運(yùn)行的電力拖動(dòng)設(shè)備都可采用這一設(shè)備，節(jié)約電能，幾年內(nèi)節(jié)省的電費(fèi)也足夠收回投資設(shè)備的費(fèi)用。因?yàn)榻?直-交變頻類型的靜止變頻裝置可以通過(guò)軟件控制能滿足電機(jī)調(diào)速對(duì)不同負(fù)荷特性的要求，也可以通過(guò)軟起動(dòng)減少對(duì)電網(wǎng)的擾動(dòng)，具有調(diào)速范圍大，高平滑性，高效率，有效節(jié)電，準(zhǔn)確調(diào)速，控制靈活的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還具備防止電機(jī)過(guò)熱、過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓等保護(hù)功能。

2.3 燈具及布燈方案的選擇

電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一就是降低因?yàn)檎彰鳟a(chǎn)生的電能損耗?，F(xiàn)階段廠用電量中照明所消耗的電量占有較大的比例，要節(jié)約廠用電量，就應(yīng)先節(jié)約照明所產(chǎn)生的電能消耗，為此要選擇適合的燈具，采用最合理的照明設(shè)計(jì)方案。

2.3.1 合理選擇燈具

根據(jù)工作場(chǎng)所的不同，選擇不同種類的高效光源。熒光燈或小功率高壓鈉燈等高效光源一般在室內(nèi)場(chǎng)所使用，而金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高光強(qiáng)氣體放電燈一般則在高大空間和室外場(chǎng)所中使用，但是這兩種燈有大量的無(wú)功消耗，因此必須安裝電容器。具有高直射光通率、良好控光性能，較高反射或透射系數(shù)、配光特性穩(wěn)定等特點(diǎn)的高效燈具應(yīng)被優(yōu)先選擇，為獲得更好地效能，燈具的布局可以采用非對(duì)稱光分布，減弱工作區(qū)反射眩光，進(jìn)而改善視覺(jué)條件，也可采用具有變質(zhì)速度較慢特點(diǎn)的玻璃、搪瓷等材料制成的帶有燈罩的燈具，從而降低光能衰減率。熒光燈燈具只有在開(kāi)敞式不低于75%，透明保護(hù)罩不低于65%，磨砂或棱鏡保護(hù)罩不低于55%，格柵不低于60%的情況下可以獲得較高的效能，而高強(qiáng)度氣體放電燈燈具則是在開(kāi)敞式不低于75%，格柵或透光罩不低于60%的狀態(tài)下就可達(dá)到較高的效能。

2.3.2 自然光和人工照明在設(shè)計(jì)照明方案的運(yùn)用

為更好的節(jié)約用電，應(yīng)充分利用自然光，當(dāng)以自然光為主的白天，自然光一旦不足要及時(shí)用人工照明補(bǔ)充。自然光始終隨著時(shí)間不斷變化，因此在照明方案中應(yīng)充分的考慮這一點(diǎn)，采用分組分片的方式管理燈具的開(kāi)與關(guān)。合理控制每個(gè)開(kāi)關(guān)管理燈具的數(shù)量尤為重要，尤其是當(dāng)場(chǎng)所面積過(guò)大的時(shí)候，設(shè)計(jì)照明方案時(shí)必須注重合理劃分區(qū)域，分區(qū)域控制，增強(qiáng)照明分支回路的管理，假如每個(gè)開(kāi)關(guān)管理大量的燈具，不僅不利于管理還會(huì)增加電能的消耗。為避免浪費(fèi)用電現(xiàn)象的出現(xiàn)，防止白天亮燈，可在室外照明系統(tǒng)中采用光電控制器代替照明開(kāi)關(guān)。

3 結(jié)束語(yǔ)

近些年來(lái)，能源短缺、環(huán)境惡化這一系列的問(wèn)題一直困擾著世界各國(guó)，為此節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境已將成為全世界做關(guān)注的熱點(diǎn)話題。而熱電聯(lián)產(chǎn)是一種具有供熱量大、供熱參數(shù)高、供熱范圍廣、節(jié)能量多等優(yōu)勢(shì)的供熱方式，同時(shí)此種供熱方式還能夠有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境。熱電聯(lián)產(chǎn)工程中電氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)更是尤為重要，文章針對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)工程中的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)提出了如下的熱電聯(lián)產(chǎn)電氣節(jié)能措施：首先詳細(xì)敘述了電氣主接線的優(yōu)化；其次探討了廠用設(shè)備的選型，包括合理選擇廠用變壓器的容量及臺(tái)數(shù)及合理選擇電動(dòng)機(jī)及其控制設(shè)備；最后研究并分析了燈具及布燈方案的選擇，提出了合理選擇燈具及自然光和人工照明在設(shè)計(jì)照明方案的運(yùn)用方案等措施。在熱電聯(lián)產(chǎn)工程中的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作中應(yīng)始終堅(jiān)持節(jié)能降耗作為一項(xiàng)重要指導(dǎo)原則，深入探討如何有效節(jié)能降耗，并且積極的實(shí)施各項(xiàng)節(jié)能降耗方案措施，不斷推進(jìn)電氣節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉建強(qiáng)，王巖，高春旭.北方某省熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能減排審計(jì)案例分析[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2011（11）.

[2]李永霞.合理布局降低線路損耗[J].科技資訊，2006（32）.

[3]林映坤.熱電廠電氣節(jié)能設(shè)計(jì)[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2009（16）.