我國生產(chǎn)型企業(yè)綜合節(jié)能改造的應(yīng)用

我國生產(chǎn)型企業(yè)綜合節(jié)能改造的應(yīng)用分析

前言：長(zhǎng)期以來，工業(yè)是能源消耗第一大戶。在中國，僅工業(yè)用電量就占全社會(huì)用電量比重的76%，用電負(fù)荷約14.86萬千瓦時(shí)以上。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，項(xiàng)目開發(fā)的逐步推進(jìn)，用電負(fù)荷的急劇攀升，電力供應(yīng)缺口日益加劇。我國能源以煤發(fā)電為主，占發(fā)電量的80%，二氧化碳、氮氧化物、灰塵顆粒物等環(huán)境污染物的排放量逐年增大，環(huán)境問題日益突出。如何優(yōu)化能源消費(fèi)利用結(jié)構(gòu)，保證經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，成為工業(yè)節(jié)能當(dāng)務(wù)之急，節(jié)能降耗工作期待由此突破。實(shí)際上，80%的生產(chǎn)企業(yè)有很大的節(jié)能潛力，在許多的設(shè)備上采用適合的節(jié)能手段，便可以為企業(yè)帶來明顯的節(jié)能效果，這些設(shè)備包括了企業(yè)使用數(shù)量龐大的水泵、風(fēng)機(jī)電機(jī)系統(tǒng)，中央空調(diào)系統(tǒng)，照明系統(tǒng)等等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在如何降低工業(yè)企業(yè)綜合能耗的研究上取得了可喜的成績(jī)。泰信三環(huán)節(jié)能設(shè)備有限公司結(jié)合一家大型外資生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際用能情況，為企業(yè)量身定制了一套成效顯著的綜合節(jié)能改造方案。節(jié)能需求及診斷節(jié)能需求：該企業(yè)為大型外資生產(chǎn)型企業(yè)，在前幾年中，企業(yè)效益良好，成長(zhǎng)迅速，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大。但是近年來，企業(yè)面臨的壓力逐步增大：一方面能源、原材料價(jià)格的不斷上漲導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升，利潤空間越來越小;另一方面，國家節(jié)能減排政策逐步落實(shí)，企業(yè)被列為重點(diǎn)耗能企業(yè)，如不能采取有效的節(jié)能降耗措施，將面臨停產(chǎn)整頓的困境。因而，采取有效的節(jié)能措施成為降低能耗、節(jié)約成本、提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要舉措。節(jié)能診斷：經(jīng)過一段時(shí)間的數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，廣州泰信三環(huán)節(jié)能設(shè)備有限公司對(duì)該企業(yè)的能耗狀況進(jìn)行了分析和診斷。在該企業(yè)中，能源消耗可分為以下幾個(gè)方面：序號(hào)名稱功率（KW）數(shù)量（臺(tái)）工作時(shí)間（h）01供水水泵4582402水槽循環(huán)泵18.5182403水槽循環(huán)泵3772404冷卻風(fēng)機(jī)22132005冷卻風(fēng)機(jī)3792006排風(fēng)機(jī)11222407排風(fēng)機(jī)151724由上圖可見，該企業(yè)的主要能耗集中在于中央空調(diào)系統(tǒng)和輔助生產(chǎn)用的水泵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)上，這兩部分的能耗占了總體能耗的60%以上。要有效的降低單位產(chǎn)品的能耗，重點(diǎn)需要關(guān)注的就是在能源消耗分布中占主要地位的“水泵風(fēng)機(jī)”和“中央空調(diào)”兩大部分，對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造是降低單位產(chǎn)品能耗、降低產(chǎn)品成本、提高企業(yè)利潤的有效手段。剩余的“照明”、“生產(chǎn)機(jī)械”等能耗部分，可以通過加強(qiáng)用電能耗管理、合理使用等方法，達(dá)到一定效果的能耗控制。此外，輸電線路負(fù)載不平衡、設(shè)備頻繁啟停、供電電壓過高而造成的電力輸送過程中的大量的能耗，產(chǎn)生了不必要的浪費(fèi)，因此整個(gè)電力系統(tǒng)也有一定的節(jié)能空間。1、水泵風(fēng)機(jī)電機(jī)系統(tǒng)水泵、風(fēng)機(jī)電機(jī)屬于平方轉(zhuǎn)矩的負(fù)載類型，而且在使用過程中實(shí)際使用負(fù)載量通常只有設(shè)計(jì)負(fù)載量的70%～80%，通常的電機(jī)控制手段無法將電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行負(fù)載與實(shí)際需要負(fù)載有效的結(jié)合，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，有很大的可節(jié)省空間。該企業(yè)中這樣的現(xiàn)象普遍存在，其工藝中使用的“水槽循環(huán)泵”、“冷卻風(fēng)機(jī)”等設(shè)備的運(yùn)行，均是按設(shè)計(jì)的滿負(fù)載運(yùn)行，即使在工藝沒有需求時(shí)，仍然滿負(fù)載運(yùn)行，造成了能源的不必要的消耗。2、中央空調(diào)系統(tǒng)傳統(tǒng)的定流量中央空調(diào)控制方式由于空調(diào)冷凍水流量、冷卻水流量和冷卻風(fēng)風(fēng)量都是恒定的，無論末端負(fù)荷大小如何變化，空調(diào)輸配系統(tǒng)均在設(shè)計(jì)的額定狀態(tài)下運(yùn)行，輸配系統(tǒng)能耗始終處于設(shè)計(jì)的最大值，能源浪費(fèi)很大。此外，由于供回水溫差變小，蒸發(fā)溫度降低，主機(jī)運(yùn)行效率下降，也會(huì)造成一定電能浪費(fèi)。在該工廠中，由于工藝和環(huán)境的特殊要求，中央空調(diào)系統(tǒng)供冷要求全年365天24小時(shí)不間斷，但是由于企業(yè)所在地區(qū)的氣候條件，除夏季之外，中央空調(diào)的實(shí)際使用負(fù)荷只達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的30%～40%，而每年這樣的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月，造成了極大的浪費(fèi)。3、供電系統(tǒng)企業(yè)中部分用電設(shè)備工作狀態(tài)無規(guī)律性，工作周期為時(shí)停時(shí)開。因此內(nèi)部電網(wǎng)便會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，從而使電流曲線短時(shí)間內(nèi)形成鋸齒狀，促使內(nèi)部電網(wǎng)會(huì)形成一種無功虛高電流。如果數(shù)量較多便會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)一大部分的電能浪費(fèi)。由于實(shí)行10KV專線高壓供電制，形成供電電壓稍高于設(shè)備正常工作電壓，末端設(shè)備基本上維持在390V以上。稍偏高的電壓施加在負(fù)荷率不高的三相電動(dòng)機(jī)上，從造成電機(jī)磁流增大，電機(jī)軸輸出功率稍偏高，造成電能浪費(fèi)。綜合節(jié)能解決方案基于以上節(jié)能診斷，泰信三環(huán)節(jié)能設(shè)備有限公司為該企業(yè)提供了一套量身定制的解決方案，目標(biāo)是為該企業(yè)解決近70%節(jié)能空間的能耗問題。1、水泵風(fēng)機(jī)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造措施在交流異步電動(dòng)機(jī)的諸多調(diào)速方法中，變頻調(diào)速的性能最好，調(diào)速范圍大，穩(wěn)定性好，運(yùn)行效率高。一般開環(huán)控制的電動(dòng)機(jī)由于不能感知外部負(fù)載的變化只能以恒功率的方式運(yùn)行，存在能源浪費(fèi)。而由傳感器感知外部負(fù)荷和速度的變化，然后交計(jì)算機(jī)處理，通過計(jì)算機(jī)控制變頻器來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率輸出，始終以最優(yōu)化的方式來控制電動(dòng)機(jī)的功率輸入的控制方式，實(shí)現(xiàn)泵組和風(fēng)機(jī)組的協(xié)調(diào)工作控制、負(fù)荷變化跟隨控制，從而達(dá)到節(jié)能的目的。這樣的控制手段下，風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)的節(jié)電率一般可達(dá)到20%～60%，并延長(zhǎng)電機(jī)壽命2～4倍以上。在此案例中，工廠的水泵、風(fēng)機(jī)配置如下：序號(hào)名稱型號(hào)控制類型終端數(shù)量01單組水泵控制系系統(tǒng)DJKIV-11-8供水水泵902集中式水泵控制制系統(tǒng)DJKIV-33-8水槽循環(huán)泵2503集中式風(fēng)機(jī)控制制系統(tǒng)DJKIV-33-8冷卻風(fēng)機(jī)2204集中式風(fēng)機(jī)控制制系統(tǒng)DJKIV-55-8排風(fēng)機(jī)39由于使用過程中所有的水泵、風(fēng)機(jī)均采用的是一般的開環(huán)式控制方式，無法與負(fù)載的變化聯(lián)系起來，在運(yùn)行過程中均是以恒水量、恒風(fēng)量的運(yùn)行模式運(yùn)行，造成很大的能源浪費(fèi)。在節(jié)能改造過程中，采用了四套水泵、風(fēng)機(jī)專用節(jié)能控制系統(tǒng)，把相同類型的水泵、風(fēng)機(jī)以組為單位分別控制，得到了令人滿意的節(jié)能效果。節(jié)能改造采用泰信三環(huán)節(jié)能設(shè)備有限公司提供的智能電機(jī)控制系統(tǒng)，設(shè)備如下：主機(jī)一級(jí)冷凍泵二級(jí)冷凍泵冷去泵制冷量（KW）臺(tái)數(shù)功率（KW）臺(tái)數(shù)功率（KW）臺(tái)數(shù)功率（KW）3868411055577529893904——5510551372——30在使用了節(jié)能設(shè)備后，水泵能耗平均下降40%～50%，風(fēng)機(jī)能耗平均下降45%～55%，年節(jié)約電量約為600萬千瓦時(shí)。由于采用了軟啟動(dòng)、諧波抑制等手段，電機(jī)的啟動(dòng)電流、運(yùn)行溫度、噪聲有明顯的降低，延長(zhǎng)了電機(jī)的工作壽命，減小了平時(shí)的維護(hù)維修工作。2、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造措施工廠采用泰信三環(huán)節(jié)能設(shè)備有限公司提供的數(shù)字化中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)，對(duì)原有的中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，經(jīng)過一年的運(yùn)行證明，取得了明顯的節(jié)能效果，中央空調(diào)系統(tǒng)年節(jié)約電量約240萬千瓦時(shí)。經(jīng)過分析論證后，由于其中央空調(diào)系統(tǒng)分為環(huán)境和工藝兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)，在實(shí)施節(jié)能改造的時(shí)候，為兩套系統(tǒng)配置獨(dú)立的控制系統(tǒng)來分別控制環(huán)境和工藝的中央空調(diào)供冷。具體配置如下：序號(hào)名稱主控型號(hào)終端設(shè)備型號(hào)數(shù)量（臺(tái)）備注01泰信三環(huán)式節(jié)能能控制系統(tǒng)統(tǒng)DJKⅢ-2--5GN-11042備控一臺(tái)GN-932GN-754GN-551102泰信三環(huán)式節(jié)能能控制系統(tǒng)統(tǒng)DJKⅢ-1--3GN-932GN-371備控一臺(tái)GN-301備控一臺(tái)在節(jié)能改造之后，兩套中央空調(diào)系統(tǒng)均達(dá)到了很明顯的節(jié)能效果，其中工藝用的中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能率達(dá)到15%～22%，年節(jié)約電量約155萬千瓦時(shí)，環(huán)境用的中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能率高達(dá)22%～26%，年節(jié)約電量約85萬千瓦時(shí)。3、電力系統(tǒng)綜合節(jié)能改造措施在進(jìn)行電力系統(tǒng)節(jié)能改造工作時(shí)，安裝了3臺(tái)綜合節(jié)電裝置，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)整體節(jié)電運(yùn)行。綜合節(jié)電裝置分別安裝放置于低壓配電室，與輸出母排或低壓進(jìn)線柜進(jìn)行母排或電纜聯(lián)結(jié)。具體配置如下：變壓器名稱節(jié)電裝置容量（KW）型號(hào)節(jié)電率安裝數(shù)量（臺(tái)）一配1#1250EZS-12550-388012%1一配2#1600EZS-16000-38808%1一配3#1600EZS-16000-388010%1二配1#2000EZS-20000-38809%1二配2#2000EZS-20000-38809%1安裝節(jié)能裝置后，有效的降低了由于輸電線路負(fù)載不平衡、設(shè)備頻繁啟停、供電電壓過高而造成的電力輸送過程中的能耗，達(dá)到了年整體節(jié)電率9%～10%的節(jié)能效果，年節(jié)約電量約為380萬千瓦時(shí)。在實(shí)現(xiàn)整體節(jié)電運(yùn)行的同時(shí)，該系統(tǒng)還提高了供電網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，延長(zhǎng)了生產(chǎn)設(shè)備、辦公設(shè)備、照明器具等用電設(shè)備的使用壽命。4、其他措施建立完善的能源管理制度。再好的節(jié)能措施也必須要人來維持，工廠本身也要制定用電用水管理規(guī)章制度，建立節(jié)能獎(jiǎng)勵(lì)制度和浪費(fèi)能源處罰制度，如照明系統(tǒng)的能源節(jié)約，應(yīng)該做到人走燈滅，隨手關(guān)燈。另外，制定標(biāo)準(zhǔn)只是手段，最終的目的是要通過加強(qiáng)監(jiān)管，嚴(yán)格實(shí)施節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，使標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定得到落實(shí)。綜合節(jié)能節(jié)能效益分析泰信三環(huán)為本案例的企業(yè)在中央空調(diào)系統(tǒng)、水泵風(fēng)機(jī)電機(jī)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等環(huán)節(jié)上分別進(jìn)行了節(jié)能改造，不僅為該企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，而且為社會(huì)帶來良好的環(huán)境效益。項(xiàng)目名稱經(jīng)濟(jì)效益環(huán)境效益某企業(yè)節(jié)電（萬度）節(jié)約開支（萬元）節(jié)煤（噸）減少二氧化碳排排放（噸）減少二氧化硫排排放（噸）減少粉塵排放（噸噸）1年1，220793.004，88012，2003663，3185年6，1003，965.0024，40061，0001，83016，59210年12，2007，930.0048，800122，00003，66033，134結(jié)束語由于資源、環(huán)境、勞動(dòng)力價(jià)格