节能的应用

何先木

摘 要：在冶金工业能源管理、工艺节能、热工理论、炉窑热工、燃烧技术、筑炉材料、回收利用、动力节约、测控技术、环境保护和技术信息等，在其各方面都有节能潜力。本文主要介绍了冶金电力节能技术，变频器、电容补偿器节能原理及应用等。

关键词：变频器；补偿电容；节能

中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）18-0011-01

节能降耗顾名思义是指节约工业生产中使用的能源，同时降低原材料的消耗，简言之就是节约能源、降低消耗，用最少的投入去获取最大的经济效益。

冶金行业是高耗能企业，如：物运厂长距输送皮带机；炼铁厂装料主皮带机，热风炉的助燃风机；中厚板厂大型初轧电机，以及相应通用设备除尘风机及大型泵和遍布的轨道起重机，等等。

1 节能技术及节能措施

冶金企业要想减少电能的损耗，应从几方面入手，一是提高电器设备的效率，二是提高电气系统的功率因数，进而减小无功电流，同时要合理供电，减少线路损耗。

1.1 电力变压器节能

电力变压器是换能效能较高的设备，尽管如此，仍存在空载损耗、负载损耗和热损耗。主要节能措施有：

（1）选用高效能变压器，如选用油浸式变压器S9以上系列高效产品。不少老旧产品，使用不尽合理，因而节电挖潜空间很大。以1600kVA的变压器为例，S9型和S11型的负载损耗均为14.5kW，但空载损耗S9型为2.4kW，S11型为1.64kW即S11型的空载损耗比S9型降低约30%。（2）配电经济运行方式。合理的配电经济运行方式，是发挥管理的能动作用，优化运营，避免浪费的有效措施。

典型的容量相同的两台变压器，而两台短路电压接近相同，其这两台变压器并列运行的方式是，则在一台变压器A单独运行时，在一定条件下投入另外一台变压器B，而成为两台变压器A、B并列运行方式，其变压器综合功率损耗△PZA、△PZAB的计算式分别为：

△PZA=POZA+PKZA （1）

△PZB=POZB+PKZB

△PZAB=POZAB+PKZAB （2）

式中：POZAB=POZA+POZB

PKZAB=PKZA+PKZB

令：△PZA=△PZAB，对式（1）和（2）联合求解，可得出综合功率临界负载功率SLZAB。

SLZAB=2SN （3）

将式（1）和（2）的特性曲线分别绘在图上（略），式（3）的解SLZAB为两条曲线的交点。

即为单台和两台并列运行变压器临界负载功率。由此得出两种情况：

当S

当S=SLZAB时，两台变压器A、B并列运行较经济；

当SLZAB>SN时，变压器满载前一直是变压器A运行较经济，当变压器A满载后再投入变压器B并列运行较经济。

1.2 变频器节能技术

变频器节能主要是在风机、水泵类负载的应用上。为了保证生产的可靠性，各种生产设备系统在设计选型上，动力驱动都留有一定的富余量。当电机未在满载下运行时，除达到动力驱动要求外，富余能力增加了有功功率消耗，造成了电能的浪费。

1.2.1 变频器的节能原理

风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口开度或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入电功率大，且大量的能源消耗在阀板的截流过程中。当使用变频器调速时，如果有富余流量，则通过降低泵轮或风机叶轮转速即可满足生产工艺的要求。

1.2.2 变频器的节能量计算

据统计，全世界的用量中约有60%是通过驱动电动机来消耗的。由于考虑启动、过载、可靠性、系统安全等原因，高效的电动机经常在大马拉小车的低效状态下运行，采用变频器对交流异步电动机进行调速控制，可使电动机与负载相匹配的高效運行状态，这样可节省大量的电能。生产中负载种类繁多，大致分为平方转矩、恒转矩和恒功率等几大机械特性。下面仅对平方转矩类负载进行计算预测。

如果用变频器控制，将风机、泵类的阀门、挡板开到最大，管路内阻尼最小，能量损耗也少。

阀门和挡板节流调节时的功耗：

式中：Pe—额定流量时电机输入功率KW

QN—额定流量

用变频器调速控制时，若流量的调节范围（0.5～1）QN，则节电率为：

1.3 电容器功率因数补偿

电容器功率因数补偿的种类：（1）集中补偿。（2）单独就地补偿。（3）组合就地补偿。

对于容量较大，负荷平衡且运转率高的用电设备的无功功率，宜就地补偿，这种补偿效率最高，但因现场环境影响电容器组故障率也高。补偿基本无功的电容器组宜在配电所内集中补偿。在有工业生产机械自动化自动化程度高的流水线、大容量机组的场所，宜分散补偿。

2 结语

倡导节能环保，用以节约现有能源消耗量，提倡环保型新能源开发，造福社会。冶金企业在电力线路、变压器、电动机及其控制、照明等节能潜力巨大。通过节能减排措施，可以降低能源投入，实现经济持续快速增长。

参考文献

[1]国家电网公司营销部.重点用能行业节能技术[M].中国电力出版社，2013.9.

[2]姚志松，吴军.节电技术应用实践丛书[M].中国电力出版社，2010.3.

[3]程文，卜贤成.低压无功补偿实用技术[M].中国电力出版社，2012.3.