本文主要介紹了工業(yè)企業(yè)中余熱利用、電機節(jié)能、無功補償、連續(xù)正常生產(chǎn)節(jié)能、供 配電系統(tǒng)節(jié)能、電網(wǎng)諧波治理、工藝?yán)鋮s水回用、空調(diào)和照明節(jié)能、建筑節(jié)能等節(jié)能 技術(shù)措施,并給出部分節(jié)能技術(shù)相應(yīng)的節(jié)能效果指標(biāo)供參考。接著引出合同能源管理 市場化節(jié)能機制,以節(jié)能效益節(jié)能服務(wù)公司與客戶共享的方式來完成節(jié)能改造項目。 摘 要:

關(guān)鍵詞:工業(yè)企業(yè);節(jié)能技術(shù);節(jié)能效果

1引言

工業(yè)能源消費量約占全社 會能源消費量的 70%左右,其 中規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源消費 量占全部工業(yè)能源消費量的 70%以上,占全社會能源消費總量 的 50%左右。

根據(jù) 《寧波市節(jié)能 “十二五” 專項規(guī)劃》,預(yù)計“十二五” 末 全 市 年 能 源 消 費 量 將 達 到 5000萬 噸 標(biāo) 準(zhǔn) 煤, 全 市 2015年末萬元 GDP 等價能耗比 2010年 同 比 下 降 18.5%, 預(yù) 計 5年 內(nèi) 形 成 500萬 噸 標(biāo) 準(zhǔn) 煤 的 節(jié) 能 量 [1], 并 確 定 了 寧 波 市 “十二五”末萬元 GDP 等價能 耗控制目標(biāo)為 0.56噸標(biāo)準(zhǔn)煤 (2010價。以工業(yè)企業(yè)節(jié)能 量占全部節(jié)能量的 70%計,即 到 2015年全市工業(yè)企業(yè)節(jié)能 量達 350萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右(以 2010年數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)。

因此,做好工業(yè)企業(yè),尤 其是規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的節(jié)能 技術(shù)改造工作,對實現(xiàn)寧波市 “十二五”節(jié)能降耗目標(biāo)具有 十分重要的意義。

2 工業(yè)企業(yè)節(jié)能潛力評估 方法一般地,企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造潛力評估可通過建立能源計量網(wǎng)絡(luò)體系、行業(yè)能效對標(biāo)體系、 節(jié)能降耗考核體系來進行;

再分別從工藝、設(shè)備、管理制度三個方面具體進行節(jié)能潛力分析,得出節(jié)能改造方案的可行性;最后方案的實施與驗收。

2.1能源計量網(wǎng)絡(luò)體系能源消耗計量作為企業(yè)能耗監(jiān)測體系,在節(jié)能潛力分析及考核體系中具有舉足輕重的

作用,是節(jié)能降耗的一項重要技術(shù)基礎(chǔ)工作。完善的計量網(wǎng)絡(luò)體系,能為生產(chǎn)、生活的各個環(huán)節(jié)提供可靠的能源及水資源等耗能工質(zhì)的消耗數(shù)據(jù),對生產(chǎn)中的能源使用狀況進行準(zhǔn)確的分析,并制定有效的控制措施。

2.2行業(yè)能效對標(biāo)體系

建議引入“行業(yè)對標(biāo)”原則,引導(dǎo)企業(yè)以同行業(yè)先進企業(yè)的指標(biāo)為標(biāo)桿,通過持續(xù)改進逐步達到標(biāo)桿企業(yè)的先進水平。此外,目前寧波市經(jīng)濟和信息化委員會、寧波市統(tǒng)計局、寧波市發(fā)展和改革委員會每年9月定期出版上一年的《寧波市工業(yè)產(chǎn)業(yè)能效》,為企業(yè)建 立自身行業(yè)能效對標(biāo)體系提供 數(shù)據(jù)參考。

2.3節(jié)能降耗考核體系 近年來,能源問題成為全 社會關(guān)注的焦點,節(jié)能降耗指 標(biāo)已具體量化,并納入我國社 會經(jīng)濟發(fā)展的宏觀監(jiān)測體系。 工業(yè)企業(yè)可通過建立員工績效 獎金與節(jié)能降耗效益掛鉤的鼓 勵性質(zhì)考核體系,以充分發(fā)動 企業(yè)員工進行節(jié)能積極性。

3常用節(jié)能措施及效果評 價

3.1余熱利用

在 節(jié) 能 領(lǐng) 域 中, 各 行 業(yè) 的余熱總資源占其燃料消耗總 量 的 17-67%, 而 可 回 收 利 用 的余熱資源約為余熱總資源的 60%,它包括高溫廢氣、冷卻 介質(zhì)、廢氣廢水、高溫產(chǎn)品和 爐渣、化學(xué)反應(yīng)、可燃廢氣廢 液和廢料等余熱 [2]。

一 般 來 說 最 好 的 余 熱 回 收方式是將余熱資源進行綜合 利用。根據(jù)余熱的品質(zhì),即按 照余熱資源溫度高低進行梯級 利 用。 高 溫 余 熱(溫 度 高 于 500℃的余熱資源用于生產(chǎn)

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工藝或余熱發(fā)電 ; 中溫余熱 (溫 度在 200-500℃的余熱資源 可以采用氨水吸收制冷設(shè)備來 制取 -30℃ -5℃的冷量,用于 空調(diào)或工業(yè);低溫余熱(溫度 低于 200℃的煙氣及低于 100℃ 的液體用來制熱或利用吸收 式熱泵來提高熱量的數(shù)量或溫 度供生產(chǎn)和生活使用。其中, 溴化鋰吸收式熱泵余熱回收技 術(shù)以其高效節(jié)能和顯著的經(jīng)濟 效益尤為引人注目。典型余熱 回收節(jié)能案例:熱電廠循環(huán)冷 卻水余熱回收項目。

空 壓 機 余 熱 回 收 節(jié) 能 技 術(shù):在大多數(shù)生產(chǎn)型企業(yè)中, 壓縮空氣的能源消耗占全部電 力消耗的 10-35%。根據(jù)空氣壓 縮原理,螺桿空壓機的 70-85%電能轉(zhuǎn)化為廢熱而未被充分利 用。據(jù)有關(guān)調(diào)查研究資料顯示, 空壓機功率越大,可回收的余 熱 資 源 就 越 多, 回 報 率 越 可 觀。余熱回收熱水(熱能應(yīng) 用領(lǐng)域有:生活熱水、生產(chǎn)工 藝用熱水、室內(nèi)供暖、室內(nèi)制 冷等 [2]。某余熱回收機型Ⅰ:水溫由 20℃升到 60℃,空壓 機功率 22kW 到 257kW,產(chǎn)熱水 量 0.44-5.20t/h;機型Ⅱ:水 溫由 50℃升到 60℃,空壓機 功率 22kW 到 257kW,產(chǎn)熱水量 1.32-15.6t/h。

3.2電機節(jié)能

目 前 寧 波 全 市 電 機 年 耗 電 量 約 占 全 社 會 用 電 總 量 的 60%,且使用的電機大部分是 普通電機,能效標(biāo)準(zhǔn)在 3級或 3級以下,能效水平平均比高 效電機低 3-5%。據(jù)測算,如果 將全市普通電機全部更換為高

效電機,每年可節(jié)電 10億千瓦時。“十二五”期間,應(yīng)大力推廣高效電機,應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)、伺服電機等,加快低

效風(fēng)機、水泵、空壓機節(jié)能改造。

(1高效電機:是指通用標(biāo)準(zhǔn)型電動機具有高效率的電機,高效電機從設(shè)計、材料和工藝上采取措施,例如采用

合理的定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)、風(fēng)扇參數(shù)和正弦繞組等措施,降低損耗,效率可提高 2-8%,平均提高 4%。

(2變頻調(diào)速節(jié)能:通過改變電源頻率調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速的連續(xù)平滑調(diào)速方法,主要用于同步電動機和鼠籠型異步電動機。主要功能部件為變頻器,通常有多功能通用型變頻器、多功能專用型變頻器等。

變頻控制器通過比對測量信號與設(shè)定信號,調(diào)節(jié)電機到相應(yīng)轉(zhuǎn)速,使其始終處于平穩(wěn)負載狀態(tài),并減少額外不必要的能量浪費和損失。因此,對于經(jīng)常變載荷工作狀態(tài)的風(fēng)機、水泵、空壓機等,采用變頻調(diào)速節(jié)能效果尤為顯著。

(3伺服電機節(jié)能:以

海天注塑機的伺服節(jié)能系統(tǒng)為代表,將傳統(tǒng)注塑機采用的定量泵改為變量泵,通過配置旋轉(zhuǎn)編碼器和壓力傳感器,時刻對流量和壓力進行反饋,及時通過改變伺服電機的轉(zhuǎn)速和扭矩對流量壓力做出相應(yīng)調(diào)整。

節(jié)能率與傳統(tǒng)液壓型注塑機相比,可達 20-80%,并在節(jié)水、精密、靈敏性和穩(wěn)定性等方面 也有明顯的提升 [2]。

3.3無功補償技術(shù)

無 功 補 償 是 指 借 助 于 無 功補償設(shè)備提供必要的無功功 率,以提高企業(yè)用電系統(tǒng)的功 率因數(shù),降低能耗,改善電網(wǎng) 電壓質(zhì)量。兩種補償方式及補 償效益如下 [3]:

(1中低壓電網(wǎng)無功補 償:為了有效地降低線損,必 須做到無功功率在哪里發(fā)生, 就應(yīng)在哪里補償,所以中低壓 配電網(wǎng)應(yīng)以“分散補償”為主。 而“集中補償”主要是補償主 變壓器本身的無功損耗,以及 減少變電所以上輸電線路的無 功電力,從而降低供電網(wǎng)絡(luò)的 無功損耗。

(2異步電動機無功補 償:異步電動機所耗用的無功 功率是由其空載時的無功功率 和一定負載下無功功率增加值 兩部分所組成。因此,要改善 異步電動機的功率因數(shù)就要防 止電動機的空載運行并盡可能 提高負載率。異步電動機無功 補償以提高功率因數(shù)為目的, 主 要 采 取 單 負 荷 就 地 補 償 方 式。功率因數(shù)從 0.70-0.85提 高到 0.95時,有 功 損耗 將 降 低 20-45%。

(3無功補償效益:具 有節(jié)省企業(yè)電費開支、提高設(shè) 備利用率、降低用電系統(tǒng)有功 損耗、改善電壓質(zhì)量、提高變 壓器理論容量等優(yōu)點。

3.4連續(xù)正常生產(chǎn)節(jié)能 對于采用熔煉爐或加熱爐 的,如鑄造、銅材(銅棒、銅37線等、鋼材(圓鋼、鋼管等 等的生產(chǎn)企業(yè),保持相當(dāng)一段 時間內(nèi)的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn),能大 幅度減少由于爐子多次重啟、 生產(chǎn)中斷調(diào)整等造成的多余能 源損耗。

合理優(yōu)化的工藝路線是保 證企業(yè)連續(xù)正常生產(chǎn)的前提。 此外, 連續(xù)正常生產(chǎn)還表現(xiàn)為:前道工序的完成與后道工序的 銜接性,合理的工藝能保證前 道工序節(jié)拍在前的基礎(chǔ)上,盡 量縮短前后道工序之間的等待 時間,這樣一方面能提高生產(chǎn) 效率,另一方面有時還能利用 前道工序產(chǎn)生的廢熱等,如某 鋼管廠圓鋼熱穿孔后馬上“做 頭”,實現(xiàn)液壓打頭機節(jié)電。 3.5合理供配電節(jié)能 (1合理選擇變壓器:變壓器節(jié)能的實質(zhì)是降低其有 功功率損耗,提高其運行效率。 應(yīng)根據(jù) GB20052-2006《三相配 電變壓器能效限定值及節(jié)能評 價值》標(biāo)準(zhǔn)中的節(jié)能評價值選 取節(jié)能型低損耗的變壓器。目 前節(jié)能型變壓器已有 S11-M、 S13、非晶合金等干式或油浸 式變壓器。

(2科學(xué)設(shè)計供配電系 統(tǒng)及線路:首先,根據(jù)負荷容 量及分布、供電距離、用電設(shè) 備特點等因素,合理設(shè)計供配 電系統(tǒng)和選擇供電電壓,可達 到節(jié)能目的。供配電系統(tǒng)應(yīng)盡 量簡單可靠,同一電壓供電系 統(tǒng)變配電級數(shù)不宜多于兩級。 其次,按經(jīng)濟電流密度合理選 擇導(dǎo)線截面,一般按年綜合運 行費用最小原則確定單位面積 經(jīng)濟電流密度。最后,選用電導(dǎo)率較小的材質(zhì)做導(dǎo)線,在負荷較大的一類、二類建筑中采用銅導(dǎo)線,在三類或負荷量較

小的建筑中可采用鋁芯導(dǎo)線;

減小導(dǎo)線長度;增大線纜截面。

從而減少供電線路上的損耗。

此外,配電房應(yīng)設(shè)置在企業(yè)最大負荷設(shè)備或車間附近,減少線損帶來的電能浪費;項目的供配電系統(tǒng)進行合理的三相電源負載的平均分配,盡量使三相用電功率接近平衡,避免三相不平衡帶來的使中性線上產(chǎn)生過電流,使導(dǎo)線溫度升高,造成絕緣損壞。

(3提高功率因數(shù):一

是減少供用電設(shè)備無功消耗,提高自然功率因數(shù)。限制電動機和電焊機的空載運轉(zhuǎn);條件允許時采用功率因數(shù)較高的等容量同步電動機代替異步電動機,也可采用異步電機同步化運行;熒光燈選用高次諧波系數(shù)低于 15%的電子鎮(zhèn)流器,可使自然功率因數(shù)提高。二是用靜電電容器進行無功補償,原則為高、低壓電容器補償相結(jié)合。

3.6諧波治理節(jié)能

項目電子設(shè)備較多,如變頻器、設(shè)備自動控制器、計算機、照明燈具的電子鎮(zhèn)流器等,使用時都將產(chǎn)生諧波,有降低系統(tǒng)功率因數(shù)、引起無功補償電容器過載或系統(tǒng)諧振、引起繼電保護設(shè)施的誤動作和電能測量儀表誤差等危害。諧波的治理主要有無源濾波和有源濾波兩種。使用 LC 無源電力濾波器進行諧波補償是目前治理 諧波的主要方法,但治理效果 不理想,并可能導(dǎo)致系統(tǒng)震蕩 和諧波放大等新問題。使用有 源電力濾波器新技術(shù)進行諧波 補償, 治理效果好, 節(jié)能、 節(jié)材, 是諧波治理技術(shù)的最新發(fā)展方 向,有著廣闊的發(fā)展前景。 中 頻 爐 電 源 和 高 頻 感 應(yīng) 爐電源是數(shù)量最大的諧波源之 一。其中 6脈沖的中頻爐,其 電 流 波 形 含 有 5、7、11、13等 6k±1次 奇 次 諧 波;12脈 沖換流中頻爐,主要特征諧波 11、13、23、25次 等(12k±1次奇次諧波?？刹扇〖友b靜 止無功補償裝置、增加換流裝 置的相數(shù)或脈沖數(shù)、裝設(shè)諧振 濾波器、整流變壓器設(shè)低檔電 壓抽頭等方法,同時結(jié)合自身 生產(chǎn)的特點合理選擇防范措施 和辦法,將諧波對電網(wǎng)產(chǎn)生的 影響降到最低程度。

3.7工藝?yán)鋮s水回用 我國是嚴(yán)重缺水的國家, 人 均水資源擁有量只有 2200m 3, 僅為世界平均水平的 1/4?；?工、石油、冶金、電力等行業(yè) 是工業(yè)用水大戶,在這些行業(yè) 的生產(chǎn)用水中冷卻水的用量占 90%以上,其循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 的補充水量又占整個工程項目 一次用水(新鮮水量的 60-70%,因此循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié) 水、節(jié)能的潛力很大。

我們應(yīng)杜絕直流式冷卻水 系統(tǒng),并積極采用敞開式或密 閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。通過一 定的計算分析,當(dāng)從直流式冷 卻改為循環(huán)式冷卻后,在大幅地節(jié)約用水(如 N=1.5時節(jié) 水率達 94.8%任務(wù)完成后, 隨著濃縮倍數(shù) N 的進一步提高 如 從 N=1.5提 高 到 N=2.0, 以 至 N=5,還會有一個較為可觀 的節(jié)水效果(能達到 97.8%的 節(jié)水率 [4]。

目 前 節(jié) 水 節(jié) 能 措 施 主 要 有:提高循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù) (按照規(guī)范應(yīng) N ≥ 5、采用在 線監(jiān)測全自動加藥系統(tǒng)、循環(huán) 水旁濾采用節(jié)水型過濾器等 [3]。 此外文章中還提到:提高生產(chǎn) 工藝換熱設(shè)備冷卻水的供回水 溫差,因為對于生產(chǎn)裝置一定 的熱負荷,提高循環(huán)冷卻水的 溫差可以減少循環(huán)冷卻水的用 量;冷卻塔設(shè)計采用的節(jié)能措 施,在保證設(shè)計冷卻水出水溫 度的條件下,用出水溫度調(diào)節(jié) 和控制冷卻塔風(fēng)機的運行以實 現(xiàn)節(jié)能目的;補水系統(tǒng)的節(jié)能 措施,采用單獨的低壓給水系 統(tǒng),降低補水的能耗;系統(tǒng)廢 水的回收等節(jié)水節(jié)能措施 [5]。 3.8空調(diào)和照明節(jié)能 (1車間空調(diào)和辦公空 調(diào)節(jié)能:車間空調(diào)通常是某些 生產(chǎn)工藝有無塵度、溫度、濕 度要求,而集中配置的空氣凈 化處理空調(diào)機組。根據(jù)車間面 積及高度,按照工藝溫濕度及 無塵等級要求,選用所需熱量 或 冷 量 及 風(fēng) 量 匹 配 的 空 調(diào) 機 組,對于機組節(jié)能具有重要意 義。

此外還有,①減少空調(diào)冷 熱負荷如改善保溫隔熱性能; ② 利 用 自 然 冷 源 如 冷 卻 塔 供 冷、低溫室外空氣供冷、利用 全熱交換器回收冷熱量如全熱交換新風(fēng)換氣機,同時具有換新風(fēng)、過濾空氣、能量回收、

空氣能利用的功能;③提高冷熱源效率,如降低冷卻水溫度、提高冷凍水溫度、定期檢修冷機和更新為高效冷機等;④減少空調(diào)輸配系統(tǒng)能耗,如減少水泵電耗(包括水泵揚程選取、冷卻水系統(tǒng)形式、減少閥門過濾器阻力、冷凍水系統(tǒng)設(shè)計、水泵變頻改造等、減少風(fēng)機電耗(正常啟停、定期清洗過濾器、風(fēng)機變頻改造、定期檢修等。

辦公空調(diào)(家用空調(diào)應(yīng)優(yōu)先采用能效等級(EER為一級的節(jié)能型空調(diào),如空氣能熱泵調(diào)、地源熱泵空調(diào)等。

同樣,“冷熱量供需平衡”也是房間空調(diào)器節(jié)能的關(guān)鍵,此外房間的保溫隔熱性能也是節(jié)能重點,隔熱保溫措施將在建筑節(jié)能章節(jié)作具體闡述。

(2照明節(jié)能:在條件

允許下應(yīng)優(yōu)先選用 LED 等節(jié)能效果顯著的燈具。目前適用于廠房或車間的綠色節(jié)能燈具主要產(chǎn)品為高壓鈉燈、無極燈、金屬鹵化物燈等;辦公室節(jié)能燈具主要有 LED 節(jié)能燈、節(jié)能日光燈(T5、普通節(jié)能燈(U型或螺旋型、柵格燈盤等。

此外,除一些特殊場合用于警示或其他需要采用白熾燈具外,一律禁止選用白熾燈作為照明燈具。

3.9建筑節(jié)能

目前,我國建筑能耗約占全社會總能耗的 27%。到 2020年, 全 國 將 新 增 建 筑 面 積 約 200億平方米,建筑能耗占全 社會總能耗的比例將更高。由 此可見,建筑節(jié)能已成為時代 的呼喚。

建筑節(jié)能,具體指在建筑 物的規(guī)劃、設(shè)計、新建(改建、 擴建、改造和使用過程中, 執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),采用節(jié)能型的 技術(shù)、工藝、設(shè)備、材料和產(chǎn) 品,提高保溫隔熱性能和采暖 供熱、空調(diào)制冷制熱系統(tǒng)效率, 加強建筑物用能系統(tǒng)的運行管 理,利用可再生能源,在保證 室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,減 少供熱、空調(diào)制冷制熱、照明、 熱水供應(yīng)的能耗。舉例 [6]: (1遮陽節(jié)能窗簾:采 用玻璃纖維為骨架,包覆改性 PVC,表面輔以真空鍍鋁層, 阻隔太陽輻射熱達 83%,有效 降低室內(nèi)溫度達 10℃。

(2Low-E 中 空 隔 熱 低 輻射玻璃:由兩層或多層平板 Low-E 玻璃通過灌注了干燥劑 的鋁框用丁基和聚硫膠粘結(jié)而 成, 隔熱性能好 (導(dǎo)熱系數(shù)小 , 比普通單層玻璃節(jié)能 60-75%。 (3新型節(jié)能型墻體材 料:蒸壓加汽混凝土切塊產(chǎn)品, 以優(yōu)質(zhì)的江(河砂為硅質(zhì)材 料,以石灰、水泥為鈣質(zhì)材料。 具有輕質(zhì)、 高強、 無毒、 無污染、 保溫隔音等優(yōu)點。

(4大金 4F 隔熱防腐涂 料:應(yīng)用高耐候性的 4F 型氟 碳樹脂和高反射率的特殊顏料 來抵御太陽光對涂料的破壞和 熱能侵入。與普通涂料相比, 屋頂外表面溫差最大可達 15-20℃,另具有超長耐候性(使 用壽命 15-20年、良好的耐 沾污性、美觀裝飾性等。

4合同能源管理機制 合同能源管理機制是國家 大力支持的一種新型市場化節(jié) 能機制。其實質(zhì)就是以減少的 能源費用來支付節(jié)能項目全部 成本的節(jié)能方式。

由專業(yè)的節(jié)能服務(wù)公司來 負責(zé)企業(yè)用戶節(jié)能項目的能源 診斷、評估、方案設(shè)計、設(shè)備 采購、投資融資、安裝調(diào)試、 運 行 管 理 的 一 條 龍 綜 合 性 服 務(wù),企業(yè)零投資即可實現(xiàn)用未 來的節(jié)能效益進行設(shè)備升級, 從而降低生產(chǎn)運行成本的節(jié)能 模式。同時,節(jié)能服務(wù)公司通 過與用戶按照合同約定比例分 享節(jié)能效益,維持公司的正常 運作。用戶企業(yè)實現(xiàn)資金技術(shù) 零風(fēng)險,合同服務(wù)期滿后節(jié)能 效 益 和 項 目 所 有 權(quán) 歸 用 戶 所 有,雙方均可獲得政府節(jié)能獎 勵。

5結(jié)語

本 文 主 要 介 紹 了 在 工 業(yè) 企業(yè)中常見的幾類節(jié)能技術(shù)措 施,并對部分節(jié)能效果進行了 評價。最后,引出“合同能源” 這一國家大力扶持的新型市場 化節(jié)能機制,鼓勵企業(yè)積極進 行節(jié)能改造,降低生產(chǎn)成本, 提高企業(yè)效益。

節(jié)水、節(jié)能是我國社會經(jīng) 濟持續(xù)發(fā)展的基本國策,而目 前節(jié)水和節(jié)能最關(guān)鍵的不是技 術(shù),而是人們的意識。如果我 們能夠注重設(shè)計細節(jié),每做一 步設(shè)計都能從節(jié)水、節(jié)能的角 度考慮,必會達到理想的效果。

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