日本中小企业节能诊断与指导活动

2012-03-29 12:01:31
电力需求侧管理 2012年6期
关键词:空气压缩机排气蒸汽

包 洁

(国家电网公司电力需求侧指导中心,南京 210024)

日本中小企业节能诊断与指导活动

包 洁

(国家电网公司电力需求侧指导中心,南京 210024)

日本节能中心节能指导部组织了“大楼建筑与工厂节能免费会诊”活动,1997年至2010年累计诊断对象8 520个。

活动初期,诊断活动对象主要是针对折算原油用量为150万L以上的大型企业,2010年诊断对象改为折算原油用量为10万~150万L的中小企业。

本文就2010年以中小企业为诊断对象的节能诊断指导活动中,企业需要改进运作的要点作了归纳。

1 节能诊断情况概要

2010年日本全国实施的节能诊断工厂共为487家。本文所介绍的节能提议都是在诊断的同时提交的改进建议与提案。

节能诊断建议提案包括不需要设备投资(即只需要改进运行方式的建议提案)与需要设备投资的建议提案。本文就不需要设备投资、仅改进运行方式的建议提案作一介绍。

工厂内的诊断内容,不仅包括操作相关的设备,同时包括了空调设施、照明、热水供应设备、供水设备等所有耗能设备。

从设备分类看,总诊断对象数的90%是与空气压缩机相关联的建议提案。据反馈信息,空气压缩机的用电量一般约占工厂能耗的20%~25%,改进运行方式有很大的节能空间。

锅炉蒸汽设备及相关设施以及工业炉和其他操作设备的节能改造潜力最大。

空调设备低于空气压缩机占第二。诊断对象主要是针对办公场所的用电设备。提案中照明及相关设备居多。与主业的操作设备相比虽能耗不大,但是本次诊断改进的重点。诊断过程中把洗手间也列于其中。

2 各类设备建议提案的具体内容

2.1 流体设备

工厂或大楼的运行中,空气、蒸汽、燃气、水或各种液体、燃料等的流体传递较多,而这种传送大多就是使用风扇或风机等送风机械和泵来进行。

减小用电功耗既直接又有效的手段就是缩短运行时间,所以应对风扇、风机的运行时间程序重新作审视,如无必要就关停,并且一旦确定关停的设备就要迅速关闭。如果是同一用途而设置多台设备的情况,应探讨是否可以减少设备数量。

另一种有效方式是降低流量(风量)。为控制流量,有的企业采用了变频器,根据所需流量,降低变频器的频率设定值可节省能耗。

2.2 空气压缩机

空气压缩机是流体机械的一种,是指输出压力大于100 kPa的空气压缩机械。这是几乎所有工厂都有使用的一种机械。空气压缩机有多种形式,小型有往复式,中型有螺旋式,大型有涡轮式。

空气压缩机的功耗取决于吸入的压力、输出的压力、吸入的空气量、空气压缩级数、空气隔热系数、传导效率、电动机效率、运行时间等。通过这些关联关系找出空气压缩机的节能方法。

(1)降低输出压力。有许多工厂在购买厂家设备并在安装调试初期运行后就一直保持原运行状态,或为防止设备运行过程中发生不良情况,其设备一直是保持在高于需求压力条件下运行。输出压力与功耗存在比例关系,当输出压下降时则功耗也减少。在作业运行时,分级分段地降低输出压是有效的节能方法,但这方法对于涡轮设备无效。

(2)减小使用量。首先必须减少设施中配管的漏气现象。由于设施在扩建过程中配管的零乱接入而极易在新增管道中发生漏泄的可能性,所以,针对配管系统有无泄漏点要进行全面检查,一旦发现应切实检修。特别应注意软管、接口及阀门等地方。对于送风出口用的喷嘴,应对照使用目的进行清查,尽量缩短送风时间,或使用小口径喷嘴。

(3)进入空气压缩机的空气温度对螺旋式、涡轮式空气压缩机的机械性能会产生影响。降低被吸入空气压缩机内的空气温度与湿度,则可以减轻空气压缩机的负荷从而达到节能目的。所以,定期清扫吸入口的过滤网显得十分必要。

(4)在减短运行时间方面,设备不使用即时切除电源是最切实的方法。注意进入作业与结束作业时的空气压缩机电源投入与断开的适宜时间。应在开始作业时先投入其他设备电源,等待需要空气压缩机时再投入空气压缩机电源,结束作业时应与其他设备同时切断电源。

(5)空气压缩机房内空气压缩机的排热方式最好不是直接排放,因为会升高吸入空气温度。如果把排热作为暖风加以利用则是一种节能的好方式。

2.3 锅炉及蒸汽利用设备

近年,越来越多的企业在蒸汽锅炉更新改造时,把原来的水管与炉筒直管式锅炉更换为小型直流型锅炉,并采取多台关联控制的方式,同时在配置上趋于分散安装在蒸汽应用地点的附近。

有关小型锅炉的运行研究课题主要集中在:锅炉的供水管理、燃烧排气的定期测量、锅炉管内水的加水率管理、蒸汽干度管理等。

(1)空气比的管理

为了使锅炉或加热炉内燃料得到完全燃烧,必须要积留更多的空气在炉内,但是,如果因为避免产生黑烟而残留超过所必需的空气量,则排气量也增大,从而引起排气热损耗的增大。

空气比率是指实际燃烧空气用量/理论燃烧空气量。理论燃烧空气量取决于燃料的组成成份,实际燃烧空气量是从排出气体的氧浓度中计算得出。

空气比高是指送入的空气超出实际所需,意味着增大排气损耗。由于实际使用的燃料可以忽略不同的燃料种类差异,所以空气比大体可以基于排气中氧浓度,通过下列简易计算式求取。

空气比=21/(21-排气中的氧浓度(%))

采用多大的空气比适宜,可根据“关于能源的合理化使用法则”中公示的“判断准则”。定时测量燃烧排气中的氧浓度,从中计算出空气比,其值大于基准值时,随时调整空气比显得十分重要。

(2)降低蒸汽压力

蒸汽压力越低,热能的潜在利用率就越高。所以,如果热能需求侧的温度要求存在可降余地,则低蒸汽压力条件下运行,也可以得到同样的热能需要,这也就是减少了蒸汽需求量。如果热能需求侧减少蒸汽的需求量,即减小出力,也相应减少了燃料量。

(3)重新调整锅炉的运行方式

如果锅炉负荷急剧波动,就会使锅炉的压力、水位、燃烧等各系统产生扰动,不仅影响操作运行的稳定,也会降低锅炉的效率。锅炉的作业侧与蒸汽的使用侧必须要有紧密的配合与联系。同样,如果锅炉是复合多缸的,则应有协调运行的方案,优先应用高效的锅炉。

2.4 工业炉

工业炉大多是指企业内部使用的原有炉子。从热源角度可分为燃烧加热炉与电气炉。本次诊断主体对象是前者。

(1)改善空气比率

燃烧炉与锅炉一样存在空气比率的管理问题,适宜的空气比可降低排气损耗,从而减少燃料消耗量。

(2)减少热损耗

对于工业炉,除排气损耗外还有许多其他因素产生热损。比如:炉压增高,炉内气压会从入口部位外泄。如果入口部位外泄热能,则缩小入口部分的开放口径十分重要。如果炉体保温性能差,也会加快炉体表面的散热,所以需要有严密的阻热材料加以保温。

(3)其他

反复操作炉子的升温与降温,很容易加大能耗。最理想的方式是连续平稳运行。同时,炉温也没有必要持续地在高于所需要的温度以上运行。

2.5 空调设备及冷冻冷藏设备

企业空调用途大体可分为:为生产设备或产品的加工与生产保持所要求的温度、湿度、灰尘净度、气体浓度等为目的(工业过程空调),以及为维持房间内的工作人员工作环境而使用的工作空调。

空调的节能方法可以有:①最小负荷地使用空调;②减小使用动力能源。

(1)设定适宜的温度

减小空调负载最直接最简便的方式是设定适宜的温度。工作人员房间空调推荐设定制冷温度是28℃,暖气的温度是20℃。

(2)减小外空气进入量

工作区域的空调设备运行时,为保证工作环境而需要经常换气,但是,换入的外气量实际就是增加空调外气负载,所以应最小限度地控制外排是节能关键。

(3)减小热负载

放下百叶窗改善室内环境等,阻止外部空气进入空调区域,或通过关灯等减小室内热能的产生以减小热负载。另外,在使用空调季节应积极地把室内热能向外排放。

(4)提高空调设备效率

清扫过滤网及空调机的风扇线圈都是设备管理的基本事项。空调室外机受到阳光直射,所以应配遮阳板,这些都与提高空调效率有直接关系。

(5)冷热水设备相关的节能

空调负荷处于低负载期间,提高冷水出口温度的设定值,则冷冻机的出力就会减少,从而降低能耗。同样,降低冷水发生机的冷却水温,可相应减小动力的能耗。

(6)关停不使用的设备与不需要的功能

关闭没有运行需求的设备和切除不必要的功能是节能的基本方法。例如:除冬季外,机轴箱的加热器都是不使用的,但许多企业的状况是投入电源后就不再切除。所以明确管理标准和加强精细管理是所期望的。

2.6 受电设备

受电设备包括受电盘、配电盘、变压器、配电线等,具有受电电能计量、配电线路降压、改善功率因数等功能。在受电设备相关的建议提案中,多数是如何减少需求、变压器之间的配合运行以及一次侧的切除操作。

(1)减少需求

电能需求的峰值一般是在使用空调高峰的夏季白天。能否适应电能的最大需求,取得负荷的平稳过渡,与提高电力设备的运行效率、稳定电能供应、降低电能成本(电费)、以及能源的有效利用等息息相关。

办公大楼内所收取电费中的基本电费与所签约的用电功率有关。该签约功率是基于最大用电功率需求所定,所以平缓负荷需求与减少电费相关。为控制需求,应对高功率设备避免同时启动,或通过需求监控随时监控电能的使用情况,出现警报情况时关停预定的设备以避开需求高峰。

(2)变压器间的配合运行与一次侧的断开

变压器的二次侧即使不需用电能,但只要变压器与一次侧相连接,就会有能耗,这称为无功衰损。纵观各办公大楼内的电源设备,可以预见未来随发展的需要,设备的增强,将会需要配置更大容量的变压器。

如果现工作条件是低负荷运行,则配置是2台变压器而只需1台即可满足运行时,应就使用1台变压器,而另一台闲置变压器应从一次侧断开,其效果就是节省了能源。

2.7 改进照明设备运行方式

(1)熄灯

基本点做到:不需要照明的地点、不需要照明的时间应不亮灯,特别是午休时间必须做到熄灯。

(2)重新审视亮度

对需要有照明的地方探讨是否可以降低亮度。对不同地点可审定:是否可以间断性亮灯、是否可以降低瓦数等。对于仓库等场所不一定需要整体开灯,可实行局部照明。

2.8 其他电气设备

电能功耗较小设备方面的诊断对象包括:手提电脑、办公自动化(OA)设备、自动售货机。

(1)手提电脑、OA设备具有节电功能的,就必须充分地使用这些功能。

(2)自动售货机因放置位置的朝向等关闭电源会带来不便,但夜间与休息天应关闭电源。日常的照明灯关灯也是节能的一个环节。

Energy⁃saving diagnosis and instruction of Japanese mid⁃small enterprises

BAO Jie
(State Grid Corporation DSM Instruction Center,Nanjing 210024,China)

1009-1831(2012)06-0062-03

F416.61;TK018

E

2012-09-03

孙 晶)

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