摘要：如今全球处于能源相对短缺状态,中国作为能源消耗的大国,需要每年进口大量能源产品,如石油及天然气等。同时,我国又存在能源浪费和利用率低等问题,这说明我国存在着巨大的节能潜力。化工企业作为用能大户,在企业推广电气节能技术,将有利于降低能源消耗。本文提出了电气节能在设计方面应遵循的几项原则,以此为基础,进一步阐述了在化工企业可采用的节能方法,及电气节能技术在生产中的应用问题。
关键词：化工企业；电气；节能技术
化工行业属于高耗能行业，在现阶段的节能减排工作中，已将化工行业作为重点节能工程之一，并要求化工企业应用电气节能技术，降低能源消耗。而电气节能技术，就是通过对化工企业运行中的供、配、用等环节进行科学合理的控制，进行能源的节约。
一、供配电系统节能
（一）选用具有节能功效的供配电设备
1、合理选择供配电电压
降低供配电线路耗损的有效手段就是在满足额定电压需求的前提下合理的增加高压电电压等级。通常情况下供电电网的电压大于或者等于35kV时，运行电压每提高1%，就能有效的降低1.2%的能源损耗。大中型化工企业可以在总降压变电站中使用110kV的电压，从而在提高生产线输送容量的同时有效的降低线损率。由于供电电压等级和线损是成反比的，因此，化工企业可以适当的提高供电电压等级。
2、合理选择变压器
科学、合理地选择配电变压器，是企业节能的重要环节。在变压器选型时，主要考虑变压器容量选择：如果变压器容量过小，会造成过多的铜损；反之，如果变压器容量选择过大，则相应地增加铁损。因此，在选择配电变压器容量时，应根据负荷性质、运行情况综合考虑。根据投资和年运行费用，对负荷进行合理分配，选用容量与实际负荷最接近的变压器，使变压器工作在最佳高效区：当负荷低于30%时，应调整或更换；当负荷超过80%，并经过计算不利于经济运行时，可放大一级容量选择变压器。
变压器的损耗由两部分组成，一是与运行电压有关的变压器铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗，由于实际运行中电压变化不大，这一部分损耗称为不变损耗，又称为铁损；二是与变压器负荷有关的损耗，又称为铜损，这部分损耗随负荷的变化而变化，称为铜损。可变损耗取决于变压器的负荷，而不变损耗取决于变压器铁芯材料的性质，应选择新型低损耗节能型变压器，节能变压器正是从变压器铁芯材料着手，通过减少铁芯损耗而节能的。老企业在进行技改时，应采用新型低损耗节能型变压器，替换老式高能耗变压器，改造后能达到国家相应的能耗标准值。
3、合理选择无功功率补偿装置
无功补偿技术是借助于无功补偿设备提供额外的无功功率来提高电力系统的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善电网电压质量。所以无功功率补偿装置在供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的装置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。现阶段许多化工企业的无功补偿设备满足了集中补偿及分级补偿的要求，然而在分散就地补偿方面还有欠缺和不足。随着社会的不断发展，SVC型无功补偿装置逐渐得到应用，其能有效的满足三相对称或不对称补偿的需求，同时其还包含RC吸收回路因此能有效的将高次谐波滤除。因此，化工企业中要尽量选用节能型无功补偿装置。
无功补偿装置可以在以下三个方面带来经济效益：（1）节省电费开支；（2）提高输变电设备利用率；（3）减少输电线路及变压器损耗。
（二）加强对运行管理节能的重视
对于正在运行的化工企业而言，采取的有效的措施确保供配电系统运行的经济性、合理性是减少能源消耗的有效手段。因此，加强对化工企业运行管理节能的重视就显得非常的重要。化工企业运行管理节能通常要做到以下几点，一是确保系统总体负荷平衡，一旦变压器的三相负荷出现不平衡现象就会对变压器的安全性及经济性产生影响，同时还会导致功率出现损失。因此，一定要定期的对三相负荷进行检查、调整，确保其处于平衡状态。同时要在高压系统中设置无功动态补偿装置，从而为三相电流的平衡提供保障。二是加强对空载损耗的重视，对于暂时不使用的供电回路，要及时的将其电源断开，从而降低线路空载损耗；三是加强对全集成能源管理的重视，随着科技的发展自动化系统逐渐在电网调度中得到广泛的应用，化工企业也要加强对自动化系统应用的重视，使用的损耗低、智能、效率高的变压器、保护装置、开关等设备，利用各级通讯对运行信息进行传递，同时其还具有相应的优化控制软件，从而有效的实现了电能全集成管理，达到节约电能的目的，同时还能有效的增强电机的保护功能。
二、使用节能型用电设备
（一）合理选用电动机
目前，化工行业的竞争非常激烈，但关键还是制造成本的竞争，而电动机电耗占成本30%，因此，做好电动机的降耗增效工作就显得极为重要。所以，我们要从电动机的选型、调速方式、启动装置等方面入手，在每个环节开展细致的工作，同时要大力应用新技术、新成果，促进企业节能降耗。
1、合理选用电动机类型
YE3和YX3系列电动机是新系列产品，是国内目前先进的三相异步电动机。其优点是效率高、节能、启动性能好。而目前国内许多老化工企业仍大量采用Y系列电动机，YE3和YX3系列电动机比Y系列电动机效率提高，因此用YE3和YX3系列电动机取代Y系列电动机势在必行。
2、合理选用电动机电压
200KW及以上的电动机，使用低压供电时，需要变压器和高压断路器，再一台低压断路器（框架式可以接控制按钮），用高压电动机就只要高压断路器，不要变压器和低压断路器，省钱。另外，低压电机的电能损耗比高压供电损耗大。所以，200KW及以上电动机应选用高压供电，200KW以下电动机使用低压（400V）供电。
3、合理选用电动机的额定容量
国家对三相异步电动机3个运行区域作了如下规定：负载率在40%以下为非经济运行区；负载率在40%～70%之间为一般运行区；负载率在70%～100%之间为经济运行区。电动机选型时容量如果电动机容量选得过大，虽然能保证设备的正常运行，但不仅增加了投资，而且它的效率和功率因数也都很低，造成电能的浪费。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以电动机选型时既要能满足化工企业设备运行需要，又要尽可能地提高效率，化工企业一般负载率保持在65%～l00%较为理想。对于负载率小于40%的电动机，其三角形接法可改为星型接法，从而提高其运行效率。
4、合理选用电动机启动和运行形式
大中型电动机如果采用全压直接启动方式，启动电流为电动机额定电流4-7倍，这就要求电力系统有足够大的容量，而实际运行时，电力系统负载率很低，而且用直接启动方式由于启动电流过大，容易烧毁开关、电动机，影响电网其他设备的运行，于是为了尽量减少电动机启动次数而宁愿让电动机空转而不停车，造成大量电能浪费。例如：（1）大中型绕线式异步电动机可采用液体变阻启动器。它是利用两极间的液体电阻，通过机械传动装置使极板的距离逐步接近，直至接触，达到串人转子回路中的电阻无级变小最后为零，实现电动机无冲击的平滑启动。其特点是启动电流小，对电网无冲击，热容量大，可连续启动5～10次，维护方便，使用可靠。（2）低压笼型大中型电动机采用电动机软启动器启动，电动机软启动器是采用大功率晶闸管模块作为主回路的开关元件，通过控制它的导通角以实现软特性的电压爬升。它具有对电网无过大冲击，对机械传动系统震动小，启动转矩平滑稳定等诸多优点。启动电流在2.5～3.5倍额定电流之间可调，启动时间可调。（3）高压笼型电动机采用热变电阻软启动装置能较好地满足启动要求，以实现电动机的平稳启动。根据电动机参数和负载要求的启动转矩，能方便地配置适当的启动电阻值获得最佳的启动参数，即在较小的启动电流下，获得足够大的启动转矩。（4）中、小型绕线电动机采用转子串接电阻或频敏变阻器启动。绕线电动机采用转子串接电阻或频敏变阻器启动时，不仅减小了启动电流，而且增大了启动转矩。
5、电动机的功率因数补偿
（1）笼型电动机通常采用并联电容器就地补偿的方法，就地补偿所需设备少，投资少，运行可靠，维护方便，特别对单机容量较大，运行时间长，距离较远的电动机更为适用。它对减少企业电能损失，提高电压质量意义较大。
（2）绕线式电动机可采用进相机补偿的方式，进相机补偿分旋转式和静止式两种，由于旋转式进相机结构上的缺陷，目前逐步被静止式进相机所代替。静止式进相机是一种用于提高大中型绕线式异步电动机功率因数的无功功率补偿设备设备，它串接于绕线式电机的转子回路，用于提高电机的功率因数，减小电机启动电流，降低电机和电力系统损耗，节约能源提高企业经济效益。进相后可使绕线式的功率因数提高到0.95以上，降低无功功率60%以上。进相后可使定子电流减少10%以上，节约铜损和铁损20%～30%。它对减少企业电能损失，提高电压质量意义较大。
6、用变频调速取代传统调速
传统调速所采用的晶闸管串级调速、直流调速、电磁滑差调速、液力耦合器调速和异步电动机的变级调速等存在传动效率低、难维护等缺点，而变频调速结构简单，稳定可靠，调速精度高，启动转矩大，调速范围广。采用变频调速在提高机械的传动效率就可节能20%左右。
（三）合理选择照明
照明用电同样是化工企业中消耗电能的主要方式，因此，想要实现电器节能的效果就要加强对照明电器选取的重视，选用高效节能型照明电器，例如用节能灯和LED灯代替办公楼、车间的白炽灯和卤钨灯，从而有效的达到降低能耗从而达到绿色照明的目的。
1、节能灯
节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在1160K温度时，灯丝就开始发射电子（因为在灯丝上涂了一些电子粉），电子碰撞氩原子产生非弹性碰撞，氩原子碰撞后获得了能量又撞击汞原子，汞原子在吸收能量后跃迁产生电离，发出253.7nm 的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，由于荧光灯工作时灯丝的温度在1160K左右，比白炽灯工作的温度2200K-2700K低很多，所以它的寿命也大提高，达到5000小时以上，由于它不存在白炽灯那样的电流热效应，荧光粉的能量转换效率也很高，达到每瓦50流明以上。
在相同条件下，使用节能灯比白炽灯节能70~80%,比卤钨灯节能70%~75%，节能灯的寿命也大大提高，达到5000小时以上。
2、LED灯
LED是用高亮度白色发光二极管发光源，光效高、耗电少，寿命长，易控制，免维护，安全环保，是新一代固体冷光源，比管形节能灯省电，亮度高，投光远，投光性能好，使用电压范围宽，光源通过微电脑内置控制器，可实现LED七种色彩变化，光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗，绿色环保。LED灯的使用寿命50 000小时。
与白炽灯比较，LED的稳定性和长寿命是明显优势：白炽灯的连续工作时间很少超过1000小时，但LED无故障工作50 000小时。在相同条件下，使用节能灯比白炽灯节能90%以上,比卤钨灯节能85%。节能灯的寿命也大大提高，达到5000小时以上。
3、照明控制节能技术
实施照明节能，不能简单理解为提供高效照明器材，还应有正确合理的照明工程设计，包括照明控制设备、照明方式和照明控制系统。通过合理管理，可实现照明控制的自动化，从而节约能源，降低运行费用，具有很大的经济意义和社会效益。
采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源，智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同的时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。节能效果明显，一般可达40%。
三、总结
化工企业电气节能方法还有很多，这里不再一一列举。总之，电能作为现代社会必不可少的能源，对确保社会的正常运行有着至关重要的作用，加强对电能节约的重视已成为现阶段我国的一项重要工作，化工企业作为电能消耗大户，采取有效的措施降低其能源消耗不仅有助于实现节能减排的目标，同时还能降低化工企业自身的运营成本，因此必须要加以重视。
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论文作者:李俊
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
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