工业企业能效评估方法研究

向家虎

宁夏睿信科技咨询有限公司

工业企业能效评估方法研究

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文章通过工业锅炉蒸汽系统效率计算模型改进算法研究，电机系统能效评估建模，高效照明系统能效评估建模，暖通空调系统能效评估建模四方面来研究。

工业企业；节能； 能效评估

在工业企业中，中小型企业数量大，覆盖的行业广，并且由于规模相对较小，所以技术水平和能耗水平参差不齐，更加需要节能降耗，提高能源的利用效率，以提高企业自身的竞争力。企业通过能效评估， 可以全面了解生产的整体用能状况，主要能耗问题及节能潜力， 最终达到降低能耗， 提高经济效益。

一、工业锅炉蒸汽系统效率计算模型改进算法研究

一般燃煤锅炉反平衡效率计算都需要进行燃料的元素分析， 因为燃料元素的组成直接影响着理论空气量和理论烟气量的数值， 所以在得到燃料元素接收基百分比后， 再测出烟气出口过量空气系数、排烟温度和冷空气温度以及接收基低位发热量， 就可以算出排烟热损失q2。但是， 在进行锅炉现场测试能效评估时， 一般不对燃料做元素分析， 因此， 我们提出了一种燃煤锅炉反平衡效率计算的改进算法，即根据燃料接收基低位发热量推算出该燃料的理论空气量和理论烟气量， 从而计算出燃煤锅炉的q2损失。

二、电机系统能效评估建模

1、 根据负载优化电机功率节能计算方法

功率大小不同的电机在其额定负载下运行时其效率也不相同。大多数电机的效率峰值在额定负载75%左右取得， 当外界负载低于额定负载的40%时，其效率将明显下降。因此， 应该根据实际负荷的大小来确定电机的功率， 使电机运行在其额定负载的75%左右。采用更小、更高效的电机可以减少能量的浪费， 但却没有固定的法则去判断哪些电机需要更换。一般来说， 那些总工作在40%额定负荷以下的电机是非常有必要进行置换的， 如果负荷处于额定负荷的50%～100%之间， 则要进一步根据实际情况来判断是否需要更换电机， 因为大功率的高效电机在50% 额定负荷以上时， 其效率曲线随外界负荷的变化非常平缓。在确定是否要降低电机功率的时候一定要充分考虑到电机的长期运行负荷以及最大负荷。一般来说， 大的电机效率要比小的电机高一点。在优化电机功率节能计算模型中， 输入某种类型电机的数量、目前电机的功率及平均负载系数、年运行总小时数、电机带有负载的时间占运行总时间的比重、优化后电机的功率及其负载系数， 模型将自动计算出目前电机效率和优化后电机效率， 再根据效率的提高计算出年节约用电量。

2、 交流变频调速改造与节能

变频调速技术具有使普通异步电动机实现无级调速、启动电流小、启动平滑、减少机械的冲击力保护机械设备、节电效果显著等优点， 是一种较为成熟的电机系统节能技术， 也是国家“十一五”十大重点节能工程之一。水泵、风机和暖通空调中的电机， 其在大部分工作时间内的效率为50～80%， 采用变频技术可以对电机实行无级调速， 从而降低功耗， 使用电单耗平均下降6～7%。与标准驱动的电动机能量消耗的相比， 经过变频调速改造的设备( 安装变频率驱动器)其耗能情况并不完全遵守相似性原理。

3、空气压缩机的节能方法及其计算

在需要使用压力较低的压缩空气时， 采用小型螺杆式压缩机不仅能更好的满足外界对气体品质的要求， 还可以节省能源和费用。如果目前正在使用的螺杆式压缩机的功率对当前状况来说太大了， 即运行时出现“大马拉小车”的现象， 为满足外界对气体品质的要求， 就要通过关小进气阀或者使部分排气阀始终保持全开等办法来实现， 此时， 消耗的功率是满载时的40%～85%， 且其中的大部分功率是用于克服节流损失或加热压缩空气。如果采用小功率的压缩机， 使其在绝大多数的时间里处于满载状态， 就能够节省大量的电能。

三、高效照明系统能效评估建模

照明用电是工厂企业最为基本的电力需求， 照明质量的好坏对生产安全、劳动生产率、产品质量和劳动卫生都有直接关系。目前， 照明用电占全国用电量的12%左右。采用高效节能灯替代普通白炽灯可节电60～80%， 节电潜力巨大， 常用的高效节能灯包括荧光灯、紧凑型荧光灯、LED( 半导体) 灯、卤素灯、高压卤素灯、钠灯等。这些高效节能灯与普通白炽灯和日光灯、汞灯相比， 具有高发光效率、高寿命、高显色性等优点， 但是其昂贵的价格也是影响高效照明设备推广应用的主要障碍， 在高效照明系统的节能效果计算模型中我们结合了高效照明系统的价格因素， 只要输入经过改造前后的照明设备的功率、数目、年运行时间、照明设备的总用电量等参数就可以直接计算出了经过改造后每年的节省的能源开支， 能源开支的节省由运行费用的节省， 变压器容量费用的节省和用电量的节省三个部分组。

四、暖通空调系统能效评估建模

目前， 暖通空调的能耗占总能耗的20% 左右。暖通空调系统(HVAC) 的主要作用就是增加或者移除环境的热量、控制环境湿度、同时除去空气杂质，给在区域内工作和生活的人员提供一个舒适的环境。在不影响工作人员舒适性的前提下， 如果条件许可， 通过程序控制等方法优化空调系统的工作状态可以使其能耗大幅减少。空调系统优化运行可以通过在区域内有人员负荷时运行程序控制的温控器、定时器或者通过手动调节控制器中温度设定值以及合二为一的方法使空调的运行状态达到最优，这些程序控制器可以在供暖季节无人员负荷时段可调低供热温度， 同时在夏季无人员负荷时段关闭空调系统。一般来说， 程序控制器在早上都会用两个小时的对整个工作区域进行预热/ 预冷， 其节能效果的具体计算模型， 只要输入少量的必须参数就能直接计算出其节省的电能。

通过能效评估， 可以帮助企业和政府更好的了解整体用能状况、主要能耗问题以及节能潜力， 为今后持续开展节能降耗工作积累了大量宝贵的经验和方法。企业也可以根据能效评估的结果， 结合实际情况， 为以后有序地开展和推进节能降耗工作奠定基础， 以被评估的企业为点， 以企业所在的行业为线， 以点线带面推进工业企业的节能降耗工作， 并通过宣传对全社会节能起到积极的推动作用。

[1]王维新.钢铁工业能耗现状和节能潜力分析[J].中国钢铁业，2011(4)：19-22.

[2]范从振.锅炉原理，中国电力出版社， 2004.