摘要：随着经济的快速发展，全球面临的能源短缺、环境恶化的局面越来越严重，国家在节能减排和环境保护方面承受的压力也越来越大。节约能源、降低损耗、保护环境成为社会各界的共识。而在热电联产工程电气设计中，积极采取节能措施，对进一步缓解能源短缺、降低运行成本无疑具有重要的现实意义和巨大的经济价值。
关键词：热电联产；电气节能；研究分析
引言
热电联产模式具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。热电厂的建设是城市治理大气污染和提高能源利用率的重要措施，是提高人民生活质量的公益性基础设施。国家发改委［2004］864号文《关于燃煤电站项目规划和建设有关要求的通知》中规定在热负荷比较集中，或热负荷发展潜力较大的大中型城市，应根据电力和城市热力规划等因素，争取采用单机容量30万kW以上的环保、高效发电机组，建设大型发电供热两用电站。
1 热电联产的特点
1.1 改善环境
分散供热的小锅炉一般是单台容量小、烟囱低、热效率低、除尘效果差，有的小锅炉甚至无正规的除尘设备。而热电厂的锅炉容量大、热效率高、烟囱高、除尘效率高。由于热电联产节省大量燃料，锅炉容量大，热效率高，除尘效果好并能高空排放，故能有效地改善环境，提高空气质量。
1.2 节约城市用地
工业企业中的锅炉房连同煤场、灰场要占用比较大的面积，对上海、天津这样的老工业城市，有的连扩建一台锅炉的地方都很紧张，因而想尽快实现热电联产集中供热，为城建建设节约了宝贵的土地。
1.3 提高供热质量
分散小锅炉房由于设备条件限制和煤质变化，不易保证供热质量，压力和温度的波动会影响工艺生产。居民采暖的小锅炉，一般为间断供热，供热时间短，温度低，热电厂集中供热为连续运行，稳定可靠供热质量高，深受用户欢迎。
2 热电联产工程中电气节能设计要点
2.1 灯具及布灯方案的选择
2.1.1 合理选择灯具
根据工作场所的不同，选择不同种类的高效光源。荧光灯或小功率高压钠灯等高效光源一般在室内场所使用，而金属卤化物灯、高压钠灯等高光强气体放电灯一般则在高大空间和室外场所中使用，但是这两种灯有大量的无功消耗，因此必须安装电容器。具有高直射光通率、良好控光性能，较高反射或透射系数、配光特性稳定等特点的高效灯具应被优先选择，为获得更好地效能，灯具的布局可以采用非对称光分布，减弱工作区反射眩光，进而改善视觉条件，也可采用具有变质速度较慢特点的玻璃、搪瓷等材料制成的带有灯罩的灯具，从而降低光能衰减率。荧光灯灯具只有在开敞式不低于75％，透明保护罩不低于65％，磨砂或棱镜保护罩不低于55％，格栅不低于60％的情况下可以获得较高的效能，而高强度气体放电灯灯具则是在开敞式不低于75％，格栅或透光罩不低于60％的状态下就可达到较高的效能。
2.1.2 自然光和人工照明
在设计照明方案的运用为更好的节约用电，应充分利用自然光，当以自然光为主的白天，自然光一旦不足要及时用人工照明补充。自然光始终随着时间不断变化，因此在照明方案中应充分的考虑这一点，采用分组分片的方式管理灯具的开与关。合理控制每个开关管理灯具的数量尤为重要，尤其是当场所面积过大的时候，设计照明方案时必须注重合理划分区域，分区域控制，增强照明分支回路的管理，假如每个开关管理大量的灯具，不仅不利于管理还会增加电能的消耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为避免浪费用电现象的出现，防止白天亮灯，可在室外照明系统中采用光电控制器代替照明开关。
2.2 合理选用电动机及其控制设备
2.2.1 要合理选择电动机的电压等级
电动机的电压等级主要由电动机的额定功率决定，不同容量的电动机应采用不同的运行电压以保证电动机的经济运行：一般来说，大于等于200kW的电动机采用高压（10kV或6kV）供电，小于200kW的电动机采用低压（380V）供电。
2.2.2 合理选择电动机的起动形式及其控制设备
电动机起动的时候由于起动电流大，起动过程需要消耗大量的电能，因此应采取措施降低起动电流以减少起动损耗。对于定子绕组正常运行时为三角形接线的鼠笼式电动机，可以通过接触器改变接线方式，采用星形接法起动，从而降低起动电流，减少起动损耗。另外，可考虑采用软起动器，能够保证电动机在负载要求的起动特性下平滑起动，逐步提高起动过程中的电压来实现降压启动并顺利过渡到正常运行状态，既能降低起动损耗，又能降低对电网的冲击。而在机组变负荷运行方式下，主要辅机可采用高效可调速驱动系统取代常规的定速驱动系统，以减少大量的节流损耗。交流电机变频调速系统由交流电机、可以变频变压的静止变频装置及其控制电路等组成。静止变频装置可以分为交—交变频和交—直—交变频两大类，其中交—直—交变频应用较广。交—直—交变频器是先把电网频率的交流电用可控或不可控的整流器变为直流电,经过中间直流电路，再用逆变器变换为频率可调的交流电,从而控制电动机的转速。这种变频器调速范围大，一般为0～100%同步速，平滑性好，效率高，节电效果明显（平均节电可达20%～60%)，调速精确，控制方式灵活,通过软件控制能适应各种负荷特性的电机调速要求,也可以实现软起动,从而降低电机起动对电网的扰动，同时具备电机过热、过流、过载、过压、欠压、缺相、接地等保护功能,可以确保电机运行更加安全可靠。尽管变频器价格较高,但节能效果明显,一般几年内节约的电能费用就可以收回设备投资，对于电厂中负荷变化较大的电力拖动设备,或者经常处于低负荷运行的电力拖动设备,均应采用变频调速装置,以节约电能。
2.3 管网节能降耗
为减少热损失，要求所有供热管道及设备附件均应作保温处理，保温后的表面温度小于50℃，每公里热损失控制在0.5℃以内，热损失控制在5%以内，以提高供热质量，降低供热成本，以节约热能。供热系统与末端用户全部采用间接连接方式，以便降低热网补水率，提高热网输送热效率。按《城镇供热系统安全运行规程》要求，该设计方案一级管网改造后，失水率控制在1%以内;二级管网改造后，失水率控制在2%以内。设计采用直埋供热管道以满足热水管道散热损失控制在每公里小于0.1℃。换热站采用控制系统，设置气候补偿器、流量、压力平衡设备、流量表。
2.4 水泵节能降耗
通过配置高效循环泵、切削循环泵叶轮，对供热循环系统局部改造并对循环泵原有的运行方式进行调整等措施，可以显著降低循环泵流量，供热效果也能明显提高，并对热源的生产运行效果产生积极影响，煤、电的消耗下降，取得明显的节能经济效益。
3 结束语
本文从电气主接线、厂用电气设备的选型和照明方案的优化等方面介绍了热电联产工程中电气节能设计的几种措施，作为电气设计人员，应将节能降耗作为电气设计工作中的一项重要指导原则，积极的采取各项节能措施，不断推进电气节能技术的发展。
参考文献
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[3]林映坤.热电厂电气节能设计[J].企业科技与发展，2009(16).
论文作者:杜向宁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/13
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