淺析鋼鐵企業(yè)節(jié)能電氣運(yùn)行管理

楊義

摘 要：在鋼鐵企業(yè)當(dāng)中，電能消耗占據(jù)了能源消耗的較大比例。對于鋼鐵企業(yè)而言，節(jié)約電能在降本提效、綠色環(huán)保方面發(fā)揮著重要的效果。因此，本文以某鋼廠為例，根據(jù)企業(yè)正常生產(chǎn)狀況，從改善功率因數(shù)，調(diào)節(jié)運(yùn)行方式來有效的管理節(jié)能電氣運(yùn)行等方面來分析了如何在電氣運(yùn)行管理方面來進(jìn)行節(jié)電工作，進(jìn)而給鋼鐵企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè);節(jié)能電氣;運(yùn)行管理

DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.27.323

在鋼鐵企業(yè)當(dāng)中，生產(chǎn)活動有著大耗電量、高用電量等特點(diǎn)。在鋼鐵生產(chǎn)活動過程當(dāng)中，各種用電設(shè)備除了讓電能根據(jù)一些工作效率變成對應(yīng)光能、熱能以及機(jī)械能之外，還隨著一些功率方面的損耗，另外在企業(yè)的變配電系統(tǒng)當(dāng)中，因為變配電設(shè)備制造的工藝、材料的選取、技能使用方面存在差異。不一樣的變配電設(shè)備功率損耗也不同[1]。最近幾年時間里，因為國家在電氣設(shè)備運(yùn)行效率上要求越來越多。在新建鋼鐵企業(yè)當(dāng)中，明確要求應(yīng)用高效低耗電氣設(shè)備，然而老企業(yè)也不斷進(jìn)行升級更新。運(yùn)行節(jié)點(diǎn)主要為按照使用的變配電設(shè)備功率損耗狀況，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，將變配電系統(tǒng)的各類電氣參數(shù)有效的控制科學(xué)范圍當(dāng)中，進(jìn)而更好的減小企業(yè)在傳輸和分配電能方面的損耗[2]。因此，本文以某鋼廠為例，根據(jù)企業(yè)正常生產(chǎn)狀況，從改善功率因數(shù)，調(diào)節(jié)運(yùn)行方式來有效的管理節(jié)能電氣運(yùn)行等方面來分析了如何在電氣運(yùn)行管理方面來進(jìn)行節(jié)電工作，進(jìn)而給鋼鐵企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 鋼鐵企業(yè)變配電系統(tǒng)的相關(guān)概述

1）主接線。某個鋼鐵企業(yè)的電力系統(tǒng)是通過地區(qū)的電網(wǎng)引入兩回的220kV進(jìn)線到企業(yè)內(nèi)總降壓變電所，通過變壓器降壓之后給各區(qū)域的變電所進(jìn)行供電。各個區(qū)域通過35/10kV的變壓器之后，讓10kV的電源傳遞給各個生產(chǎn)用戶的開關(guān)站。

2）主要的運(yùn)行參數(shù)。（1）煉鐵區(qū)域。1號主變二次側(cè)的符合大約是7000千瓦，功率因數(shù)為0.7。2號主變二次側(cè)的負(fù)荷大約是5000千瓦，功率因數(shù)是0.7，1號和2號的TRT發(fā)電機(jī)組分別在10千伏、二段母線進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電。它們各個出力大約是1萬千瓦，功率因數(shù)大約是0.85。（2）燒結(jié)區(qū)域。1號主變二次的負(fù)荷大約是3000千瓦，功率因數(shù)為0.26。2號的主變二次負(fù)荷大約是2萬千瓦，功率因數(shù)是0.87。預(yù)熱的回收發(fā)電機(jī)組在10千伏一段母線進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電，出力大約是9000千瓦，功率因數(shù)是0.85。（3）焦化區(qū)域。1號主變壓器向著35千伏一側(cè)反向輸出7000千瓦，功率因數(shù)是1.2號的主變壓器二次負(fù)荷大約是7000千瓦，功率因數(shù)是0.76。CDQ發(fā)電機(jī)組在10千伏一段母線進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電，出力大約是15000千瓦，功率因數(shù)是0.85。

我們通過分析三個區(qū)域電氣運(yùn)行參數(shù)可以看到，各個區(qū)域都含有較低的功率因數(shù)以及較低的變壓器負(fù)荷系數(shù)。

功率因數(shù)較低將會出現(xiàn)系統(tǒng)電壓壓降變大，進(jìn)而給用電設(shè)備運(yùn)行條件帶來負(fù)面影響。除此之外，還會減小變配電設(shè)備供電的水平。比如：燒結(jié)區(qū)域變1號的主變壓器盡管僅僅和1萬千瓦的時候一樣。功率因數(shù)偏低將會提升變配電網(wǎng)內(nèi)各個元件功率損耗。變壓器負(fù)荷系統(tǒng)偏低往往會對變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來影響。不管為變壓器較低的負(fù)荷系數(shù)還為較低的功率因數(shù)，都會給電能損失帶來比較大的影響。在企業(yè)日常調(diào)控內(nèi)部電力平衡的時候，需要顧及系統(tǒng)供電安全的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而讓企業(yè)內(nèi)部的電網(wǎng)更加高效、穩(wěn)定以及安全的運(yùn)行[2]。

2 改善功率因數(shù)的節(jié)能電氣運(yùn)行管理方法

在鋼鐵企業(yè)當(dāng)中，存在比較多的感性負(fù)荷。所以，這將造成較低的自然功率因素。在控制功率因素上，因為供電部門給企業(yè)功率因素存在一定考核機(jī)制，進(jìn)而企業(yè)往往對供電部門計量關(guān)口的功率因數(shù)是不是達(dá)標(biāo)進(jìn)行關(guān)注，并且容易對鋼鐵企業(yè)部分變配電系統(tǒng)當(dāng)中由于較低的功率因數(shù)而帶來電能損耗提升問題進(jìn)行忽視。除此之外，一些已經(jīng)安裝的就地補(bǔ)償裝置也缺乏有效的維護(hù)管理，不能投入進(jìn)行運(yùn)行?，F(xiàn)階段，鋼鐵企業(yè)內(nèi)部需要應(yīng)用并聯(lián)的電容器補(bǔ)償裝置，對發(fā)電機(jī)的無功輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)等手段來提升功率因數(shù)[4]。

變配電設(shè)備運(yùn)行的損耗和功率因數(shù)存在一定的關(guān)系。在鋼鐵企業(yè)變配電系統(tǒng)內(nèi)主要體現(xiàn)在了輸電線路的損耗以及變壓器銅損方面。

2.1 提升功率因數(shù)，減小線路的損耗

當(dāng)輸電線路的輸送功率和系統(tǒng)電壓固定的時候，功率因數(shù)越低將會越增加線路的損耗。

在理論上盡管能夠提升功率因數(shù)能夠減小輸電線路的損耗，但是按照鋼鐵企業(yè)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，各個其余性變電所大體上都和負(fù)荷中心相貼近。通常情況下，輸電電纜長度較短，并且鋼鐵制造企業(yè)輸電線路多數(shù)應(yīng)用了電力電纜的手段，其存在比較低的線路電阻。在正常運(yùn)行過程中存在比較低的損耗。因此，不能僅僅在減小線路損耗方面來提升功率因數(shù)，還需要將減小線路損耗和減小變壓器銅損相互結(jié)合來進(jìn)行節(jié)電投資。

2.2 提升功率因數(shù)，減小變壓器的銅損

變壓器的運(yùn)行損耗主要是通過銅損和鐵損所構(gòu)成。它受到了材料選擇、絕緣結(jié)構(gòu)和變壓器制造工藝方面的影響。鐵損也就是變壓器的空載損耗，其是固定損耗。它和變壓器的負(fù)荷沒有關(guān)系。然而，銅損是可變的損耗，其值和負(fù)荷電流平方成正比關(guān)系。在變壓器負(fù)荷固定的基礎(chǔ)上，提升功率因數(shù)能夠減小二次側(cè)的負(fù)荷電流，進(jìn)而降低銅損。

3 調(diào)節(jié)運(yùn)行方式來有效的管理節(jié)能電氣運(yùn)行

在此次對鋼鐵企業(yè)的節(jié)能電氣運(yùn)行管理研究過程當(dāng)中，因為焦化區(qū)域、煉鐵、燒結(jié)等方面都安裝了自備的發(fā)電機(jī)組。所以，在正常運(yùn)行的時候，區(qū)域主變壓器負(fù)荷系數(shù)比較低，一些變壓器常長時間進(jìn)行輕載運(yùn)行。除此之外，功率因數(shù)的提升在減小變壓器和輸電線路運(yùn)行損耗的時候，也大大提升了變壓器帶負(fù)荷的能力。在變壓器負(fù)荷固定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的減小了變壓器負(fù)荷系數(shù)，變壓器仍然不為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式。所以，對于負(fù)荷系數(shù)低的變壓器需要及時根據(jù)系統(tǒng)結(jié)線對負(fù)荷重新進(jìn)行分配，對空載以及輕載變壓器進(jìn)行停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

鋼鐵企業(yè)在實(shí)際運(yùn)行的時候，因為用電負(fù)荷存在不同的等級，其對供電電源基本要求也不同。焦化車間以及煉鐵車間等一類的負(fù)荷，正常的工作電源需要存在兩路，并且可以相互進(jìn)行備用。所以，在生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)節(jié)和停運(yùn)空載變壓器的時候，需要整體進(jìn)行考慮，針對性的制定解決策略。停運(yùn)的變壓器需要定期進(jìn)行檢查以及試驗，進(jìn)而保證百分之百的可開動率。當(dāng)供電區(qū)域出現(xiàn)故障或者處理緊急缺陷的時候，需要及時進(jìn)行投入運(yùn)行。

4 結(jié)束語

在企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營過程當(dāng)中，運(yùn)行節(jié)電設(shè)備改造以及工藝改善等節(jié)點(diǎn)效果往往被人們所忽視。但是，不管如何優(yōu)化電氣設(shè)計和應(yīng)用性能優(yōu)良的電氣設(shè)備，在缺乏規(guī)范化和高效化電氣運(yùn)行管理的過程中，都會帶來電能浪費(fèi)。所以，企業(yè)電氣運(yùn)行需要根據(jù)企業(yè)自身用電狀況，及時的對電氣運(yùn)行有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，提升企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)當(dāng)中各個電壓等級之下的功率因數(shù)，對負(fù)荷分配進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)實(shí)際狀況推出空載的變壓器以及輕載的變壓器，進(jìn)而讓企業(yè)的內(nèi)部電網(wǎng)內(nèi)各種電器元件時刻位于比較經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中，提升企業(yè)較高的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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