《节能培训讲座》【非常经典，打灯笼都找不到的好资料】

节能培训班讲座 江苏天辰星河节能科技有限公司 马永富 节约能源，降低单位产品能耗，已经成为工业企业降低生产成本、取得赢利的重要手段之一 工业企业面临的形势： 环境保护要求日益提高（能耗增加）； 原料及能源价格不断上涨； 市场竞争日益激烈； 客户对产品质量要求不断提高。 第一部份 企业能源管理工作 1.企业能源管理工作的主要内容： （ 1） 贯彻执行国家的能源方针 、 政策 、 法规和标准 。 （ 2） 制定和组织实施企业能源需求与节能的规划和年度计划 。 （ 3） 对企业能源消费进行统计 、 考核 、 分析和监测 。 （ 4） 组织开展节能宣传 、 教育和培训 。 （ 5） 对能耗设备 、 输能管网进行定期检查和维护 。 （ 6） 广泛收集节能技术 、 节能设备 、 产品等信息和情报 。 （ 7） 开展必要的能量平衡测试 ， 组织节能技术改造 。 （ 8）认真做好奖惩与激励 , 扎实有效地开展能源、资源节约与综合利用工作 。 2.常用的能耗统计分析表示方法和分类 2.1 单项能耗及单项能耗成本分析 （ 1） 总单项能耗 如：煤 、 电 、 油 、 水 。 （ 2） 单位单项能耗 单位产量单项能耗； 单位产值单项能耗 。 2.2. 综合能耗及总能耗成本分析 （ 1） 总综合能耗 （ 2） 单位综合能耗： 单位产量综合能耗 单位产值综合能耗 （ 3） 可比单位综合能耗 3.单位产品综合能耗的计算依据 标准煤：规定其发热量 7000kcal/kg， （ 29 307.6kj/kg） 原煤：规定其发热量 5000kcal/kg ； 折标煤： 0.7143kg标煤 /kg 。 原油：规定其发热量 10000kcal/kg ； 折标煤： 1.4285kg标煤 /kg 。 天然气：规定其发热量 9310kcal/m3 ； 折标煤： 1.33kg标煤 /kg 。 电： 通常规定 1kWh = 0.404 kg标煤 。(若以当量计 ， 规定其发热量 860kcal/kWh ；折标煤： 0.1229kg标煤 /kWh 。 ) 注： 千卡 kcal是属于应废除的计量单位 ， 现在要求采用千焦 kj来表示： 1 kcal = 4.1868 kj 热功率换算如下： (购买空调可用 ) 1kW = 3600kJ/h = 3.6MJ/h = 860kcal/h 4.节能效果分析： T K / L L Zj S T：回收期； K：投资指标； L：投资后所增加的利润额 。 Z：节能量； j ：当时的能源价格； S：节能技改后维护费用和管理费用。 5.管理节能和技术节能 5.1管理节能 科学管理 现代能源科学管理的特点是：定量化 标准化 系统化 制度化 （ 1） 加强计量管理； （ 2） 加强成本核算管理 ； （ 3） 加强设备管理 。 （ 4） 采用现代先进的管理手段 。 现代先进的管理手段 MRP（ 物料需求计划 ） 、 MRP （ 制造资源计划 ） 、 ERP（企业资源计划） 。 现在趋于采用 ERP。但目前成功率比较低。主要的问题是各种行业性质不同， ERP不可能共享。因此，以行业开发、共享相对好一些。 5.2 技术节能 （ 1） 工艺节能 : 采用节能型新工艺 :如合成氨成新工艺免去了锅炉；如钢坯热铸连轧提高了能源效率 。 实现精益化生产 :严格工艺控制 ，使生产过程不出废品 ， 全部达到优质产品标准 。 （ 2） 设备节能 A.推广应用节能型生产设备或节能型的主要能耗部件 。 B. 采用先进的节能技术 、 产品进行局部的技术改造； C.采用先进的设备维修方法 ， 降低设备故障停机 ， 克服停机造成的原料与能源损耗 。如应用新型的润滑剂 、 金属粘结剂 、 表面处理技术等等 。 流程型工业设备的组合维修 1.流程型工业的主要特点： 1.1设备最薄弱环节的生产能力就代表整个生产线的生产能力 。 1.2生产线各个组成部份之间的配合 ， 影响总体设备效能的发挥 。 1.3局部停机导致全线停机； 1.4停机的经济损失严重 。 1.5运行中的生产设备无法停机排除小的故障隐患 。 2.流程型工业设备的组合维修模式 2.1设备技术状态的诊断及 “ 批处理 ”相结合模式。 2.2贯彻 “ 机会维修 ” 的模式。 3.贯彻同步维修策略 。 4.采用总成替换策略。 5.切实抓好设备的动态分析管理。 （ 3）采用系统节能的新方法： 即从单机节能走向系统节能。实现“过程综合”与“全能量利用”。 如：热电联产； 燃烧废料的热能工厂； 热能梯级利用； 保持优化运行 。 （ 4）采用先进的生产过程监控系统 离散型工业： NC：数控机床 、 数控中心； DNC：直接数字控制系统 。 流程型工业： DCS： “ 集散 ” 式计算机监控系统； FCS : “现场总路线型 ” 计算机监控系统 。 （ 5）实现集成化制造（ CIMS） CIMS 的目标有四个方面 （ T、 Q、 C、 S） ： T：缩短产品开发周期和生产周期 ， 适应 多品种 、 小批量的生产经营方式； Q：实现最佳的质量控制 （ 产品整体优 质 、 而且不出现部件质量过剩 ） ； C：实现最低成本 ， 争取最佳效益； S：满足客户各种不同的需求 ， 实现产品 个性化 。 第二部分工厂企业的合理用电 一次能源变成电能，传输到工厂企业的10kV中心配电所，只剩下 33%左右 。 一次能源：煤 100% 发电（一般的效率 30 40%； max.45%） 发电厂自用电（ 6 9%） 变电站（效率 96 99%） 输变电网络损耗（ 8%左右）。 1.企业供配电系统的经济运行 各种用电设备的效率大致如下： 电动机： 75% 95%； 调速及传动装置： 80% 95%； 风机： 60% 80%； 水泵、油泵： 50% 80%； 照明： 3% 20%； 1.1 。企业合理用电的基本要求： （ 1） 选择先进的工艺 、 设备 ；强化质量和设备管理 ， 努力实现安全 、 优质 、高产和文明生产 。 实现单位产品最低电耗 。 （ 2） 调整负荷减少配电损耗 ：缩小峰谷差使日负荷曲线尽可能地平滑以减少配电损耗 。 尽可能使变压器处于经济运行的状态 。 （ 3） 合理选择电压 ， 减少变压级次 。 尽量采用高供高量 （ 10kV、 110kV )。 （ 4） 精选变压器的位置 。 变压器尽可能安置于负荷中心点 。 （ 5） 改善功率因数和电压质量 。 （ 6） 降低高次谐波对电网的影响 。 1.2企业用电技术参数的一般要求 ： （ 1）配电损耗指标 : 一次变压的配电损耗不超过传输功率的 3.5%； 两次变压的配电损耗不超过传输功率的 5.5%； 三次变压的配电损耗不超过传输功率的 7%。 （ 2）提高用电负荷的填充系数 p平均 （ 平均负荷与最大负荷之比 ） Pmax 连续生产 0.95； 三班生产 0.85； 两班生产 0.6； 单班生产 0.3 （ 3）对功率因数要求： 0.9 0.95 （ 4）作到变压器安全合理运行。 作好预防性试验、检查和维护；变压器处于经济运行状态，负荷率 0.4 0.7。 （ 5）提高整流效率，抑制谐波分量。 1000kW,其效率 95%； 1000kW,其效率 90%。单相整流容量小于变电容量的 3%；三相整流容量小于变电容量的 8%。 2. 变压器的合理选择与经济运行 2.1.注意选择节能型变压器 目前新型的节能型变压器则有下列不同品种： 油浸式变压器： S10、 S11； 干式环氧树脂真空浇铸变压器 （ 简称 “ 干式变压器 ” ） ： SCB9、 SCB10； （ 不可回收 ） 美国缠绕式干式变压器： SCR9； （ 不可回收 ） 杜邦绝缘干式变压器： SHG（ B） 10 。 早期的节能型变压器，如 S7、 S9等，依然是可用的，并不一定要更新改造。无论如何，变压器更新改造应考虑是否具有经济效益。 2.2单台变压器的最佳负荷率 j 10kV SL7型变压器的经济负荷率 j 容量 (kVA) j 100 0. 555 250 0. 537 315 0. 54 500 0. 549 630 0. 54 800 0. 512 1000 0. 517 1600 0. 53 总之 ， 变压器负荷率在 40% 60%之间 ， 是比较好的选择 。 2.3.多台变压器经济运行 并联运行变压器应满足下列条件： 变压器接线组别相同； 电压变比相同 （ 允许有 0.5%的差值 ） ； 变压器的短路电压要相等 （ 允许有 10%的差值 ） ； 两台并联运行的变压器的容量比一般不宜超过 3:1。 变压器并联运行的节电调度 通常可按理论计算方法计算。 简单的计算方法是：两台容量相等并联运行的变压器，负荷低于额定值的 30%时，改为单台运行；当单台运行超过 70%时，考虑两台并联运行。 实际上，在具体的企业里，往往与生产安排有很大的关系，所以也不必过分强求节能，而忽略了生产调度的要求 。 3. 注意做好电压调节工作 3.1. 全国供用电规则 规定： 用户受端电压变动幅度应不超过额定电压的要求为： 35kV 5%； 10kV 7%； 低压照明 220V( 10% - 5%） ； 电动机端电压三相 380 V ( 10% - 5%） 。 3.2.电压偏移对电器的影响： （ 1） 对照明灯的影响 电压高于额定值 5%， 白炽灯寿命缩短 45%； 电压高于额定值 10%， 白炽灯寿命缩短 70%。 电压降低 10%， 白炽灯照度减少35%， 日光灯则减少 10%， 而且寿命降低 。 水银灯则为 20%。 （ 2） 电压偏移对于电机影响： 三相电压不平衡 ：当不平衡度为 2%时 ， 电动机温升增加 5 ；当不平衡 度达 3.5%时则增加 15 。 启动时电压过低 ， 使启动转矩下降过多 ， 电机启动缓慢 ， 甚至无法启动 。 运行中电压过低 ， 如果负荷不变 ， 最大转矩下降 ， 转速降低 ， 转子电流增大 ， 从而导致定子电流增大 ， 造成电机过热 。 温度超过允许值 ， 缩短电机使用寿命 ， 甚至烧毁电机 。 当电压降低 20%时 ， 电动机的机械转矩减少 36%， 电流增加 20% 25%， 温度上升 12 15 。 此时 ， 一部分电机烧毁 ， 而大部分电机因拖不动负载而停机 。 运行中电压过高 ：由于铁芯磁路进入饱和区 ， 使激磁电流急剧增大 ， 从而导致定子电流增大 ， 造成电机过热 ，温度超过允许值 ， 缩短电机寿命或烧毁 。 3.3用户低电压运行造成供电线路能损增加 当输送功率不变时，电压降对线损的影响如下： 电压降低（ %） 线损增加（ %） 1 2 2 4 3 6.1 4 8.2 5 10.3 10 21 15 32.3 20 44 3.4调压、稳压方法 变压器调档方式 （ 用户自行处理 ） ； 变压器有载无级调压方式 （ 通常由电业公司处理 ） ； 特种装置技术处理 ：浪涌抑制器 、 MOV、稳压器等 、 雪崩型二极管； 其它调压 、 稳压和处理电压波形的技术产品 ： “ 电 力 富 ” (Elector Flow) ； U-KNOW节电器； 磁平衡稳压器；节电王 ；综合节电器 。 4. 稳态负荷的功率因数自动调节 4.1. 全国用电规则 关于用电力率（ 即功率因数 ） 的规定 ： 用户用电力率低于 0.7时 ， 不予供电； 新建及扩建的电力用户 ， 其力率一律不低于 0.9； （ 企业用电力率最好保持在 0.9 0.95。 用电力率过高 ， 投资太大也不好 ） 4.2功率因数补偿原则 对较大的电动机最好采用就地无功补偿 （ 如 30kW以上的电动机 ） 。 较小的电动机的无功功率， 则采用集中补偿，并由功率因数自动控制器控制。 无功补偿矢量图 补偿容量的计算 参见补偿矢量图： S2 = P2 Q2 cos=P/S tg=Q / P QC P（ tg1 tg2） （ kvar） 其它方法：查表法；图形求取法 。 l 电动机无功就地补偿容量的计算 电动机就地补偿容量的计算可以根据下式计算： QC 1.732 UeI0 Ue：电动机的额定线电压 （ kV） I0：电动机空载电流 （ A） 注：中小型电机可放宽 15% 25%。 无功就地补偿装置的接线方式： 电动机无功就地补偿的经济效益 降低总电流，减少线路损耗和变压器损耗； 可以提高变压器和输电线路的利用率； 可以提高线路末端的电压； 与集中补偿相比，投资减少一半以上。 典型的实例，如：空压机站、远程水泵。 使用无功补偿电容应注意以下三点： 干式电力电容器过电压能力差 10 %。 集中补偿电容与高次谐波可能产生并联谐振 ， 从而放大了谐波电流 ， 对电网产生影响 。 因此 ， 要严格控制电网的高次谐波含量 。 就地补偿电容应当避免自激 。 对频繁启动的电机 ，升降机电机不要安装就地补偿电容器 。 第三部分 用电设备的节电技术 1.绕线式异步电机同步化运行与节电措施 1.1同步化改造 绕线式异步电机是感性负荷 ， 定子中呈现滞后的功率因数 。 在转子串电阻起动以后 ， 转速平稳时 （ 接近同步转速 ） ， 将转子通入直流电流 ， 使它变成与定子同极数的电磁铁 。 由磁极吸力将转子牵入同步电动机运转机理工作 ， 此措施叫做同步化运行 。 同步化运行的结果相当于对电源提供了大部分必要的无功功率 。 1.2采用 “ HP系列静止式进相器 ” 对于大功率三相绕线式异步电动机的节电，还可以采用特殊的无功功率补偿装置。如，“ HP系列静止式进相器 ”。采用交交变频技术将 380V、 50Hz的交流电压转换成与转子频率相同，相位滞后转子电流 90 的补偿电压，随着补偿电压的逐步升高，电机定子电流逐渐降低，定子侧的无功功率逐步下降，达到功率因数上升的目的。这种装置适用于高、低压绕线式电动机。 HP系列静止式进相器 主要功能： 电动机的功率因数可提高到 0.95以上 ，无功功率减少 60%以上； 降低定子电流达 10% 20%， 线路损耗及电机铜损下降 20% 30%； 电机温升明显降低 ， 过载能力增强 ，使用寿命延长； 装置具有过流 、 过载 、 超温等保护功能 ， 自动检测故障并报警 。 2. 电动机的经济运行 2.1.容量超过 250kW， 不要求调速的稳定负荷 ， 可倾向于选择同步电机 。 2.2.容量大于 220kW的电机 ， 尽可能选择高压电机 。 目前西门子公司等推出了 690V电压源型变频调速三相异步电动机 ， 电机容量： 250 1000（ max.1910） kW。 国内 ， 如湘潭电机厂有生产 6kV、 10kV电压等级电机 。 6kV级中型容量