能量系统优化技术节能概念

1、能量系统优化技术节能概念能量系统优化概念：指以能量系统为对象，以科学用能理论为指导，通过一定的策略和方法来处理能量系统的设计、控制及运行（管理）等问题，使获得的结果最佳或最优。能量系统优化通常包括优化设计、优化控制及优化运行（管理）三个层面。能量系统优化是对一个工艺过程物流和能流匹配系统的研究，其目的是全面平衡物料和能源的数量和质量、 热量和热值之间的使用经济关系，选择使用优质能源，最大限度地回收利用余热余压，实现对能源的消费平衡和优化调控。能量系统优化技术概念：最优控制的实现离不开最优化技术，最优化技术是研究和解决最优化问题的一门学科，它研究和解决如何从一切可能的方案中寻找最优的方案。也就是

2、说，最优化技术是研究和解决如何将最优化问题表示为数学模型以及如何根据数学模型尽快求出其最优解这两大问题。一般而言，用最优化方法解决实际工程问题可分为三步进行：根据所提出的最优化问题，建立最优化问题的数学模型，确定变量，列出约束条件和目标函数；对所建立的数学模型进行具体分析和研究，选择合适的最优化方法；根据最优化方法的算法列出程序框图和编写程序，用计算机求出最优解，并对算法的收敛性、通用性、简便性、计算效率及误差等作出评价。节能效果：供热（供冷）系统：通过一套系统来实现供冷和供热需求，一次性投资只是传统制冷制热投资的1/2-2/3 ;运行费用只有传统方式的1/2-2/3 o地源热泵中央空调系统：

3、可以提高了机组能效，节能效果比国家标准高 30% o企业供配电系统：实施经济运行方案、提高企业日负荷率、提高电力（配电）变压器负载系数、提高企业功率因数和企业用电体系功率因数、降低无功经济当量有功损耗、使用电机变载系数、提高企业功率因数和企业用电体系功率因数、降低无功经济当量有功损耗、使用电机变频技术、采用绿色照明光源、提高终端电能使用效率等，节能率可达20-35%先进的工业炉窑生产工艺设计和改造，能使能量损耗降到最低。20-35%(1)合理用能综合诊断摘要：提出开展合理用能诊断，为用能单位号脉，是解决当前一些单位节能工作方向不明，措施不力的有效手段，并对合理用能诊断的原则和特点进行了较为全面

4、的讨论。关键词：合埋用能；诊断；原则；特点衡量一个单位节能工作的水平，不仅要看合理用能的程度、节能工作的有效性、还需要具备扎实的节能基础工作，计量统计能够真实、全面、准确的反应能耗情况，通过具体的节能技术措施和管理措施，提高能源的有效利用率。运用科学的方法和先进的技术手段对用能单位合理 用能作出客观正确地评价，是贯彻节能法、节能中长期专项规划的重要手段和方法。1合理用能诊断及应遵循的原则合理用能诊断是从系统节能观点出发，利用合理用能诊断方法，依据国家有关能源的方针政策和法规，应用现代科学技术及专业节能技术、设备，运行管理知识和经验，通过对现场检查、统计分析、检查测试等进行综合分析后，对供能系统

5、合理用能程度做出合理的判断；并针对供能系统存在的问题和节能潜力，提出合理用能的具体节能措施和建议。对用能单位合理用能诊断的正确与否，节能措施和建议是否有效，取决于诊断者的专业技术水平和用能单位提供基础资 料的系统性、完整性和准确性。开展合理用能综合诊断的基本原则是：客观、真实、高质、高效、实用。尊重科学，不搞一刀切，不搞单一效果、单一指标每一个用能单位的生产性质、生产规模、发展水平及其供能系统、设备状况都有其各自特点，因此，合理用能诊断必须从用能单位的实际情况出发，科学而客观的进行评价，任何用一种模式来评价所有的用能单位极不可取，由此会产生不切实际的诊断结论。动力供应系统由很多环节组成，大量实

6、例充分说明，由于系统问题造成的损失要比单台设备所造成的损失严重几倍甚至几十倍。因此，必须树立系统节能的观点，运用系统分析的方法， 着眼于系统节能效果，不搞单一效果，单一指标，追求供、用能系统的整体最佳效果，是合理用能诊断最为重要的工作原则。科学设置诊断程序，合理配置诊断人员提高合理用能诊断的工作水平和质量，充分利用用能单位现有的能耗统计资料，科学设置诊断程序，合理设置测试工作程序，专家评审组一般不应超过35人。正确处理合理用能诊断与现行有关监测评价方法的关系合理用能诊断是能源平衡、监测评价方法的发展和继续，与企业能量平衡和节能监测既有共性又有质的区别。 在合理用能诊断过程中，能量平衡和节能监测

7、只是一种手段；能量平衡和节能监测的主要手段是监测，依靠具有一定实测经验的专业人员和专业监测机构，而合理用能综合诊断是在节能专家的指导和参与下，在对用能单位各种能源统计资料进行全面分析的基础上，按照系统节能，技术节能，管理节能的要求，综合运用检查、统计、测试手段，并参照有关能耗 指标，从管理、技术和经济各方面进行综合研究、发现问题，分析节能潜力，提出具体的近期节 能措施和远景节能技术改造方案。正确处理用能单位的效益与社会效益的关系节能工作要在满足预定目标前提下，追求最佳的节能效果。 在一般情况下，社会效益和用能单位的效益是一致的，在用能单位效益与社会效益发生矛盾的时候，用能单位效益应服从社会效益

8、和环境效益，绝对不能只顾单位效益而损害社会效益和环境效益。2合理用能诊断的特点2.1重视对供能系统的诊断供能系统具有整体性、系统性、综合性和专业性。用系统分析的方法进行整体诊断，是合理用能综合诊断最基本的方法。每一个供能系统，由能源设备、机械、控制设备、电气、仪表、传输管线和用能设备等各个环节有机地组合起来。动力系统的各个环节，既是互相依存互相联系，又互相影响互相制约，其中任何一个环节发生问题，都将使整个系统的运行效果受到影响。因此,树立系统节能的观点。运用系统分析的方法，着眼于系统的整体运行效果，这是节能工作能向深度发展的关键。在能源管理方面传统做法主要有以下两种倾向值得注意:(1)重供能、

9、轻用能。单纯强调供能保证作用，只注重用能的要求，忽视用能的管理和 指导。如供热不足，就片面地强调扩建锅炉房；供水不足就扩大供水规模。导致能源供应越多， 浪费越大，越是供不应求的恶性循环。(2)重视主要耗能设备，轻系统配套。只注重锅炉设备的更新改造，不重视附属设备和输送系统及用户的管理，有些单位投入巨额资金采用高效锅炉，扩大锅炉的容量， 但其能源综合利用效率却没有明显提高，甚至还有所下降；还有些单位盲日地更新风机、水泵，提高水泵、风机额定效率，而不注意其输送系统配套是否合理，不注意风机、水泵的实际运行效率及用户的使用和管理维护水平，结果是事与愿违；改变风机、水泵的转速，对负荷变化大的供能系统节能

10、效果十分明显，但对负荷恒定的供能系统非但不能节能，相反会造成资金和能源的浪费。重视专家的作用合理用能综合诊断强调有高水平的专家评审组参与和指导，专家评审组参与指导合理用能的诊断和评审。是保证诊断和评价效果的关键。发达国家在重点用能单位和中小企业合理用能的指导方面，十分重视专家评审组的作用，特别注意对节能专家的培养和考核选拔工作。合理用能综合诊断能否达到预期目的，在很大程度上决定于专家评审组水平高低和工作质量。如果在对合理用能综合诊断的过程中，不注意发挥专家的作用，希望通过对动力系统个别环节的测试，以求达到对用能系统合理用能评价的目的是不可能的，这是合理用能综合诊断与其它的检查、监测的重要区别之

11、一。合理用能综合诊断组，应由专业水平高并经过一定培训的供热、供水、供电及 有关的生产工艺专业管理人员组成。参加诊断的专家一般应具备以下条件：(1)要掌握本专业的理论知识，了解本专业发展状况，熟悉国外有关运行管理、节能技 术和设备发展情况；(2) 了解国家的能源形势、能源问题以及相关能源的法律、法规和检测标准；(3)熟悉用能单位生产、用能的特点；(4)明确合理用能综合诊断的目的和意义，掌握能源使用合理的诊断方法，并具有合理用能综合诊断的实践经验。重视规场调查，全面掌握第一手资料合理用能诊断，强调通过对用能系统的现场调查、巡视、全面系统掌握第一手资料并灵活地运用系统运行中的各种信息以及计量统计资料

12、，研究供能系统的整体功能和效果。这是合理用能诊断综合评价的另一个明显特点。这样可以简化监测和平衡测试的工作量，同时也简化了合理用能诊断综合评价的工作量，使诊断工作更具有针对性和有效性，提高工作水平和效率， 减少用能单位的负担。重视能源计量、统计工作能源计量工作是用能单位实现科学管理的一项重要技术基础，也是能源统计分析工作的基础。如果没有合理配置准确的计量器具或者没有按规定进行检测和进行数据统计，就不可能为生产和生活的各个环节提供可靠的用能数据。能源计量、统计工作的质量， 对合理用能诊断工作尤其重要，完整准确的能源消耗资料，对于合理用能诊断评价工作来说是其它监测资料所无法替代的。因为：一是只有各

13、种动力系统的实际运行参数和计量数据，才能真实、全面地反映能源利用的状况；二是对各种动力系统和部门耗能，运行参数的记录数据进行统计分析，是发现问题，探索用能单位的规律， 衡量合理用能程度，分析其节能的潜力的重要依据。具有指导意义的评价标准对合理用能系统进行诊断，应有一个诊断评价标准。评价标准是从经济技术和社会效益的角度上进行诊断和评价的重要参考依据，提出评价标准的宗旨是：(1)从整体观点出发，为实现工厂和企业的能源合理使用，而对用能单位提出的指导性的标准；(2)用能单位可从评价标准中，提出各项改造容的依据，在技术、经济允许的围，为实 现能源最大限度的合理使用做出努力。在对合理用能进行综合诊断时，

14、既要考虑国外同行业合理用能的水平，也要充分考虑用能单位的具体条件。因此，评价标准始终应该是一个指导性的指标，对所有用能单位来说是一个能逐渐达到的合理化指标。可以参照国家的有关规定，依据行业、用能单位的具体特点和专业系 统节能技术发展水平提，分期分批地制定评价标准。把合理用能诊断与日常节能管理工作有机结合起来把合理用能综合诊断工作和用能单位日常节能管理有机的结合起来，相互促进和补充，防止相互脱节。只有这样合理用能综合诊断才会更具生命力，才能更好地为用能单位节能工作服务。主要应从以下两个方面解决这个问题。(1)在合理用能综合诊断过程中，尽量利用单位日常节能管理的计量、统计数据。一方面可以减少用能单

15、位的负担，提高诊断的工作效率，同时也可以充分发挥用能单位能源计量统计工 作的作用，发现计量统计工作中的问题，提高计量统计工作的有效性，促进计量统计工作的落实和发展。(2)合理用能综合诊断成果，可以直接用于节能管理，指导节能工作。如用能单位历年综 合统计表，其数据完全来自用能单位的节能统计，可为合理用能诊断提供重要分析依据，为用能单位制定节能计划，开展日常节能活动提供依据。(2)供暖系统节能诊断与应用搞要：本文简要介绍供暖系统诊断的基本方法和特点，并通过供暖工程诊断实例作进一步说明。该供暖工程采用了本文诊断方法，供暖质量明显提高，燃料和电力消耗分别降低20麻口 40%关键词：供暖诊断；工程实例；

16、提高质量；降低能耗前言供暖单位建筑面积能耗高，能源浪费大，供暖质量低，用户冷热不均，有的用户昼夜开窗户，而有的长期达不到设计的最低温度，这是长期困扰供暖行业发展的普遍性问题。一方面造成大量的资源、人力、运力和资金的浪费并导致大气环境的严重污染；另一方面，供暖部门与用户之间经常发生矛盾，使供暖部门信誉降低，经济受损。诸多实例证明， 对供暖系统进行综合诊断，是供暖系统改造成功与否的关键。 依据诊断对供暖系统实施有效的改造， 不仅可以提高供暖 质量，而且降低能耗 30%-40%所需改造投资，在一个采暖期，甚至更短的时间就可收回供暖系统综合诊断方法供暖系统综合诊断流程合理用能诊断主要工作容包括：供能系

17、统基本情况调查、现场检查、检查监测、统计分析、综合 TOC o 1-5 h z 诊断评价和具体节能措施。供暖系统合理用能综合诊断工作流程，如图1。图1 综合诊断工作流程供暖系统基本情况调查供暖系统诊断，需要对以下基本情况进行调查：（1）供暖系统的任务、规模、建筑布局，用户特点、气候条件与发展情况；（2）主要耗能设备（锅炉房、换热站、水泵、风机和水处理设备）规格、型号、数量、运行参数、维护管理、运行水平及运行参数和有关监测资料；（3）输送管网结构、特点、维护管理、运行水平和有关监测资料；（4）供暖系统存在的主要问题；（5）燃料、电力和水的消耗数量，耗能仪表配备率，运行原始记录、统计资料等；（6）

18、供暖系统补水量。（7）通过基本情况调查，对供暖系统的组成结构、规模、耗能种类、数量、运行管理和维修水平等进行调查分析，以求对供暖系统有二个全面的客观地了解。现场调研通过现场调研，核实主要设备状况稠系统运行参数，必须依据记录和现场实际情况进行反复核实和计算。数据，就是通过一定的测试手段，以定量的形式反映研究对象的某些特性、特征或参数的值，这些数值是我们认识、研究分析问题的依据。必须认真对待每一个关键数据，要由表及里，去伪存真，反复核实。重视现场检查，全面掌握第二手资料。强调通过对供暖的现场检查巡视，全面系统掌握第一手资料，并灵活地运用系统运行中的各种信息以及计量统计资料，研究供暖系统的整体功能和

19、效果， 这是供热系统综合诊断的一个明显的特点测算分析在基本情况调查、 现场调研的基础之上，对各种记录和测试资料进行系统整理，分析比较。依据统计或测试数据，运用有关知识对能耗标准和节能经验，对供暖系统主要参数进行测算、分析如：锅炉运行效率；单位建筑面积消耗燃料指标（ qr）;单位建筑面积平均循环水量（qsh）；单位建筑面积平均耗电指标；供回水的温差（At）;供暖系统循环系统水压 （图2;循环水泵与系统 Q-H曲线（图3）。图2供暖系统水压图3图250R-62 型水泵 Q-H曲线图对于在运行中的供暖系统，上述数据是唾手可得的。然而，正是这些活生生的数据，都可能说明很多问题，可以减少很多复杂的计算和

20、测试工作，为诊断提供正确的依据，为改造治理提出方向。按照诊断对象的具体条件和诊断的要求，对不同的诊断对象可以采用不同的诊断方法和工作流程。不同的用能单位用能的情况相差悬殊，即便是同一个用能单位在不同的发展阶段其节能工作的特点也会有明显地不同，因此设想用同一种模式或办法，对所有的用能单位合理用能的程度；进行诊断是不现实的，也是不科学地。我们只能依据前面所提出供暖系统合理用能综合诊断工作流程根据用能单位的具体特点和条件，区别情况，因地制宜，对具体问题进行具体分析。在达到合理用能诊断的目的前提下，尽量简化诊断的工作程序，保证诊断质量，提高工作的效率，减少用能单位的负担。总之要坚持高质、高效、适用的原

21、则，如果通过基本情况调查、现场检查和对统计资料的综合分析，可以做出诊断结论时就应及时做出结论，不必继续进行检查测试；如果通过正平衡能够满足诊断的要求，就不必进行反平衡测试。供暖系统诊断结论供暖系统诊断的出发点和最终点就是要促进供暖系统实现最优化。供暖系统优化就是要实现供暖质量高、消耗少，成本低等多种目标。为了使供热系统具有最优的功能，诊断必须将这些目标综合起来考虑，搞一个既能低成本、低消耗、又能提高质量的切实可行措施。供暖系统诊断结论，应包括供暖系统的基本情况，存在的主要问题及其原因并提出实现供暖系统优化的治理措施。3供暖系统诊所实例某集团基地，位于省市，平均海拔396.7m,按全国建筑热工设

22、计分区图，该地区属寒冷地区偏南地带，计算采暖天数为100天，计算采暖期室外平均温度0.9 C,采暖设计温度-5C,采暖度日数1710 （C.d）。日照时间长，冬季日照百分率为43/气温变化快，变化帽度大，是该地区的气候重要特点之一。不仅昼夜温差大，而且日与日间，月与月之间气温的温差也十分明显，特别是秋-冬和冬-春季交替之际， 气温变化无常。极端最低气温-20C,最冷月平均最低气温-5C,日照时间长，冬季日照百分率为43%供暖系统的基本情况现有采暖建筑120栋，建筑面积约为：39万m ,（含宾馆、商店），多为民用住宅，大部分为六层及以下楼房，墙体为370mm砖墙，单层玻璃窗，建筑，布局合理，朝向

23、南，楼房间距较大，采光好。热源：供暖系统有锅炉房一座，设4台燃气高温热水锅炉，型号为DZL14.0-1.25/130/70- An；锅炉设备配套齐全，设备状况良好；水循环系统有3台循环水泵，型号为 250R-62 , 3台运行，1台备用；管网：为分区供暖方式，由锅炉房分水缸引出4条管线，分别供基地（1、2、3区）、新3区、新4区（节能建筑）。管网为支状异程式，管道敷设在暖气地保温沟里，保温层完好，最大 供暖半径1500m等。计算分析在基本情况调查、 现场研究的基础之上，对各种记录和测试资料进行系统整理，可以获得:锅炉运行效率81%,锅炉系统运行正常；单位建筑面积消耗燃料指标(qr)30.2kg

24、/m，引#，明显偏高；单位建筑面积平均循环水量(qsh)2.4 kg/ m,水量偏低，可能加剧水力失调现象；单位建筑面积平均耗电指标3.4kW/ m明显偏高；供暖系统诊断意见供暖系统设备及其备置，居国先进行列供暖系统的锅炉枫组主、辅机配套先进，完整、齐全，鼓风机、引风机、补水泵均采用变频调速装置，上煤除灰、消烟除尘及其在线监测仪表配置较为齐全。设备管理维护比较到位，设备运行?维护、保养好、工作规场整洁有序，供热管网布局比较合理，管道保温层完好，应居国先进水平。供暖系统存在的主要问题该供暖系统存在的主要问题是：供暖质量低，用户冷热不均，供暖单位建筑面积能耗高，能源浪费大。(1)供暖系统冷热不均1

25、998年投入运行以来，各小区住户暖气冷热不均，一直困扰着供热管理部门，大部分住户室温21-25C以上，尤其是节能建筑， 多数住户长期开窗户散热，但名勺6%勺少数用户室温却低于16C,低温用户大部分在供暖系统末端和低层，反映强烈，虽然供热部门经常派人下去处理，效果不明显。(2)供暖系统循环水量不足经现场测试，供暖系统总循环水量为的936 m/h ,每平方米建筑面积平均水量2.4kg。运行经验证明，每平方米建筑面积平均水量3kg以上，有利于消除水力失调现象，运行效果较好(3)供暖系统水力阻力大，电量消耗高从供暖系统水压图中，可以看出：从水泵到锅炉前这段管线的水力损失为 0.3Mpa,占循环水泵的实

26、际扬程 0.57Mpa的52.6%。这就是说，循环水泵电机所 做的功大部分被浪费掉了。其原因是：1循环水泵选型不合理。由于水泵的额定扬程过高，为防止电机过载，而采取限流关闸运行方式，水泵出水管控制阀的开度仅为全部开启的10%.2水泵出口管道直径过小，水泵出口平均流速达到4.4m/s,控制阀和单向阀的流速可达10-15m/s,因此导致局部阻力剧增。(4)供水温度偏高采暖煤耗高该供暖系统最高供水温度达 90c以上，回水温度达70c以上。根据统计资料显示， 该供暖 系统供水温度高于国平均水平 20-25C以上。是单位供暖面积耗标煤高达 30.2kg ,远远高于国家 规定的能耗指标的主要原因。(5)供

27、暖系统水力失调现象严重供暖系统循环水量偏低，且没有采取有效的水力平衡措施，导致各建筑物之间供水量分配 不合理，是造成用户采暖冷热不均和供水温度偏高的重要原因。靠近热源的用户进出水压差大， 获得的水量多，室温度必然高，而远离热源的用户进出水压差小，获得的水量少，室温度自然低。为照顾低温用户，往往采取提高系统供水温度，增加供热量的办法解决。这样做，必将造成高温用户室温更高，数量增加。产生上述现象的主要原因是系统没有采取有效的水刀平衡措施。综上所述，该供暖系统存在的主要问题，集中在循环水系统上，具体表现在：1供暖系统水力夫调。系统没有采取有效的水力平衡措施，导致各建筑物之间供水量分配不 均，造成用户

28、之间冷热不均，为改善部分低温用户，提高供水温度，因而造成热能的大量浪费。2循环水泵选型不合理。富裕扬程大，水泵出口阀门开度小出水量少，导致系统水量不足和 水泵耗电量增加，造成大量浪费。优化供暖系统供暖系统优化就是要实现供暖质量高、消耗少，成本低等多种目标。为了使供热系统具有最优的功能，诊断必须将这些目标综合起来考虑，搞一个既能低成本、低消耗、又能提高质量的切实可行措施。供暖系统是由锅炉、热网和用户三个重要环节组成的有机整体，是一个很复杂的系统。核心问题是在满足用户要求的前提下，使热量得到充分有效地利用。热水供暖系统的关键是“热水”，锅炉进出的工质是水，锅炉产生的热量通过水的循环源源不断地输送给

29、用户，进行热交换后，再把低温水输送回锅炉进行加热。因此 ？热水温度、热水量、水力平衡和系统调节，是决定热水采暖系统供暖质量，经济效果的关键。其主要措施有以下四项。采用先进可靠的调控手段，消除供暖系统水力失调民用建筑节能设计标准对系统达到水力平衡应采取的措施，确保各建筑物水量符合设计要求。自力式流量（或压差）控制阀是目前国外先进可靠的调控手段，是集测量、执行、控制于一体的目动调节控制设备，可使供暖系统的每栋建筑物都能获得所需要的水量，能有效地克服用户冷热不均现象，如图5所示。图5集中采暖系统改造方案示意图车削水泵叶轮按循环水量1200m /h,水泵扬程Hy=0.341m,将原有250R-62型水

30、泵叶轮车削 9%功率下降25%, 两台并联运行，l台工作备用。图6250-62水泵（叶轮车削 9%） Q-H曲线图3.4.3增大水泵出水管道直径3.4.3增大水泵出水管道直径将现有水泵出水管道直径由DN200mm曾力口至ij DN300mia 2.0 x In（额定电流），滤波电抗器线性度R 1.75 Xln ,电抗系数为5.5%（3次谐波分量很小或不存在）或12.5%（3次谐波分量比例较大或为主要谐波分量）。（2）组合滤波器。针对谐波情况复杂，各次谐波均有显现的配电系统，采用组合系数的无源滤波器。在补偿功率因数的同时，抑制三次谐波，吸收五次谐波，降低谐波水平。其主要技术指标为：滤波电容器过电

31、流能力I 2.0 x In（额定电流），滤波电抗器线性度R 1.75 x In ,电抗系数为 5.5%十 12.5%。（3）有源滤波器。在重要负荷处，根据用电设备对谐波污染的敏感程度，为达到最佳的滤波效果，配置动态有源滤波器，充分消除谐波。5、技术特点(1)系统全面节电。ELCT工矿企业动力系统整体节电技术针对供用电系统、可调速和不可调速电机进行节电改造，能够降低电动机有功消耗，同时能取消大量无功电能，不存在奇次谐波，不影响其它电器设备运行。能使包括电源(变压器、自备发电设备)、输电线路、启动设备及电动机在的供用电系统中的每一组成部分都能节电。(2 )不耗能型节电。ELCT工矿企业动力系统整体

32、节电技术是一种新型的不耗能节电技术。很多种节电技术就是因为节电器自身的耗电数量大，致使其节电效果受到限制。只有当节电器的耗电量趋近于零或等于零时，实际节省的电量才是最大。现在我们研究的节电技术， 自身耗电已小于5X 10-3数量级，整体节电率在 400V供电系统已达 10溢5%(3)无故障运行。除不可抗拒因素及人为损坏，ELCT整体节电设备故障率极低，近似于无故障率，即使发生故障也不会影响用电设备的正常运行。(4)使用寿命长。有效寿命在 15年以上。(5)维护简便易行。合格的初级电工都能独立完成维护任务。(6)制氧系统的节能降耗途径摘要：制氧系统是钢铁企业的高耗能生产装置，要消耗大量的电能和工

33、业生产水，钢铁联合(简称：南钢)制氧电耗占南钢总电耗量的18%左右。同时制氧生产的氧气、氮气和氨气又是下游用户的能源介质，提高氧氮的利用率、寻求最佳的供应模式是制氧节能降耗的重要课题。文中从降低制氧电耗和控制气体放散率，做好气体的综合利用两方面总结了制氧系统节能降耗的举措。关键词：制氧系统；节能；降耗；钢铁企业制氧系统是钢铁企业的高耗能和高耗水生产装置，一个年产600万t的钢铁企业，制氧系统消耗的电能应该在 55000kW.h/h。南钢制氧每月消耗的电能在 4200万kW.h以上，占到南钢总电能消耗量的18%左有。制氧生产的氧气、氮气、氢气又是下游用户的能源介质，提高氧氮的利用率、寻求最佳的供

34、应模式是制氧节能降耗的重要课题。1、选择节电的设备及技术从制氧装置规划起，就把节能作为工艺规划、设备选型的一个重要原则，把设备的价格、能耗、 性能等放在一个系统中进行综合考虑。2002年，南钢在规划筹建 1# 2万m /h , m制氧时，就选择了当时国际最先进的外压缩分子筛吸附规整填料无氢制氢的工艺流程，同时为了有效地减少氧气的放散率配备了1套液化系统。为了回收空分排放的液体，配备了 3台液体储槽。空压机是空分装置中最大的耗能设备，在选择空压机时有德国的西门子等4家世界著名的压缩机生产企业前来投标。经过仔细的研究和分析后，选择了报价最高而电耗明显低于其他设备的德国西门子空压机，只需要1年半的时

35、间就可以回收高出的设备投资。通过将近4年的运行实践证明，效益十分明显。在选择循环冷却塔时，采用了无动力喷雾冷却这一先进的技术，取消了动力冷却风扇。仅这一项可节电约 800万kW.h,每年节约电费近 400万元。许多设备可利用变频技术节电，如循环水泵、循环氢泵等具备采用变频技术条件的设备，都采用变频技术。在循环水系统采用节电装置有效地控制了水泵的功耗。2、提高设备作业率任何原因造成制氧设备停机，启动后至少要空耗 3h以上的能耗才能进行产品生产。因此，制氧节能降耗一个最重要的方面就是稳定生产，那么零工况波动为运行的最高目标。与此同时，探索最佳的压缩机压力，加温活化的时间，上、下塔的压力，机组膨胀量

36、，氧氮的纯度等因素对耗能的影响，找到最佳的工艺点。 平时根据用户的使用情况及时地调整工况和开停压缩机，力争在满足生产使用的前提下，电耗最少。例如供应南钢氮气用户的压力等级为两个，一是0.8MPa以下的低压氮气，二是 0.8-3MPa的中压氮气。以前中压采用压缩的方法供应、低压采用中压节流的方法供应，势必造成能量损失， 现在采用中压和低压分开供应的方法，增设了南钢的低压氮气管网，有效地减少了氮气压缩的电耗。3、控制气体放散率和实施综合利用制氧系统不仅是能源的消耗设备，同时也是能源的生产设备，做好气体的综合利用也是节能的一个重要容。回收排放液体根据制氧工艺安全要求，必须有1%的液氧需要定期排放，才

37、能确保空分设备的安全。以前液氧通过蒸汽喷射器直接排放，十分可惜。现在安装了几台液体储槽，将液体直接排进储槽回收以后进市场销售，回收液体的销售收入每年至少为1000万元。回收放散的氧氮气钢铁企业在炼铁停止富氧和炼钢检修期间，必须将大量放散气体。 对这部分气体进行回收，配备液化系统是最好的选择之一。在l#2万m /h制氧配备了 1套液化装置，用于液化多余的氮气和氧气，将其中一部分作为后备系统液体使用，另一部分直接进入市场进行销售。这样，在降低氧气和氮气的放散率的同时，为南钢创造了非钢产业的收入。回收低温储槽的稀有气体由于低温液体储槽存在一定的气化率，经常通过排放管道排放气体出来，特别是稀有气体M,

38、排入空中十分可惜。为了回收这部分氢气，作者设计了一套氢气回收装置，将排放的氯气通过压缩机送进管网使用，使氢气气化排放为零。这套装置每年可以回收氯气约100多万元。最大可能的采用变负荷操作南钢制氧机都是国产设备，基本不具备变负荷的能力，在操作中我们尽可能尝试提高机组的变负荷的能力。如在1# 6000m /h、2# 6000m /h和2万m /h制氧机生产中尝试采用双膨胀机操作的技术，在氧气富裕时尽可能的多产液体，在氧气不足时，采取加大空气量，优化操作参数的方法提高氧气产量。目前， 2台2万m /h洲制氧机的最高产量可以超过设计的10%增设氧气储存系统近几年南钢氧球的规模迅速发展。2003年新上2

39、台650m /h的氧球，2005年新上了 2台1000氧m /h的氧球。南钢目前氧气总储存能力为6750 m。这些氧球的投用大大提高了氧气管网的调峰能力，减少了氧气的放散。总之，随着技术的发展进步，制氧能耗将进一步降低。(7)供暖系统热网平衡调整技术摘要：通过对某厂采暖热网进行水力平衡计算及分析，并用自立式控流量制器和平衡调整技术措施对采暖热网进行水力平蔺调整，解决水力失衡问题，达到较满意的效果，解决了热网系统过量供热问题，节约了能源。关键词：采暖热网；水力平衡；自立式控流量制器热水供暖系统是由热源、热网和热用户构成的一个复杂的密闭系统。在热水供暖系统运行过程中，往往会由于设计，施工、运行、改

40、建，扩建、初调节和建筑物的建设处于不同时期等原因，使热网中流量分配与热用户所需流量不相符合，所以，各用户就会出现冷热不均的热力失调现象。为解决末端用户室温过低问题，多数单位往往是采用盲目地增大流量，扩大管径等办法来解决， 结果造成投资和能源的极大浪费。在供热系统中设计水力工况与实际水力工况的不一致性称为供热系统的水力失调。水力失调的程度可用实际流量和规定流量的此值关系来表示。即：X=Vs/Vg (1)式中：X水力失调度； Vs式中：X水力失调度； Vs热用户的实际流量；Vg 该热用户的设计流量这里介绍一种简单易行的平衡调整方法“等温降”调整法。1、平衡调整原理：所谓“等温降”调整法，就是在系统

41、各用户设计热负荷基本一致的条件下，如不考虑管道散热影响(即在热网保温良好的情况下)，要使其流量达到设定值，必须使其温降趋于相等的原理来进行水力工况平衡调整。 TOC o 1-5 h z 根据 Q=GC(tg th )(2)各用户的相又t流量为：G =(QsAtg)/(Qg Ats)(3)式中：Q用户热负荷，即热源供给热用户的热量，W； G用户流量，kg/h;C 水的质量比热，J/kg , C； tg,th 用户供、回水温度，C；G用户相对流量，即用户的实际流量和设计流量之比；Qs,Qg 用户的实际供热量和设计供热量，WAts, Atg 用户实际供回水温差和设计供回水温差，C；系统在运行过程中，

42、总希望用户的实际供热量与设计供热量相符合，即Qs=Qg则G =Ats/ Atg式中用户供、回水温差 tg 也等于热源总共回水温差。所以在系统运行过程中，要使各用户流量按规定的数量进行分配，以达到设计供热量，其供、回水温差必须和热源总供、回水温差相一致。也就是说，只要使各用户供、回水温降和热源总供、回水温将在热力稳定状态下一致则可认为用户流量达到设计值，实际供热量和室温也必然达到了用户的要求。如果用户原设计热负荷相差太大(差值超过20%),此时仅用调节流量的办法很难达到要求，甚至会造成用户系统部新的热力失调，对于这种情况，应采用不等分区供暖措施。对于系统室外地沟管道保温较差者，考虑供、回水干管温

43、降的影响，适当减小末端用户的供、回水温差。此方法适用围是供暖半径不太大(小于1000m),且热网保温较好的系统，各用户供水温度降不大。2、平衡调整措施平衡调整前的准备工作在各用户人口检查井中(用户总数的80%左右)，安装压力表、温度计、自立式流量控制器。见图1。1.压力表；2.温度计；3.自立式流量控制器4.蝶阀；5.旁通管；6.泄水阀图1热用户引入口示意图平衡调整顺序当供暖系统运行达到热力稳定后(按锅炉设计参数运行)，记录各用户引人口供、回水管道温度、压力及热源总供、回水温度。找出供、回水温差大于或小于热源总供、回水偏差的热用户，按其规模大小和温差偏离程度大小，由近到远确定平衡调整顺序，先对

44、近端规模大且温差偏离程度较大的热用户进行调整。平衡调整依据通过各环路或用户回水自立式流量控制器来调节流量，使其供、回水压差达到新的数值。即AP=APy(Aty/ Atr) xa(4)式中：AP调整后某用户的彳回水压差，Pa；Py调整前某用户的彳回水压差， Pa;ty 调整前某用户的供、回水温差，C,Atr 调整前热源总供、回水温差，C,a 压差修正系数.4调整方法及步骤第一步：在运行初期，使热源、热网、热用户达到热力稳定状态（网路供水温度恒定在60C）,第二步：记录热源总供水、回水温度、锅炉出口流量、各用户供回水温度、压力及流量。根据式（4）计算所得压力差，分别对各用户回水管上的自立式流量控制

45、器进行顺序调整。调整一遍后，考虑到热水供暖系统惰性较大的因素，约两个小时后等系统达到新的热力稳定状态，记录热源总供水、回水温度、锅炉出口流量、各用户供回水温度、压力及流量。第三步：对于小于总供、 回水温差的热用户， 关小安装在回水管上的自立式流量控制器， 使用户供、回水压差趋于计算压差，用户供、回水温差趋于总供、回水温差。反之，对大于总供、 回水温差的热用户，开大安装在回水管上的自立式流量控制器，使用户供、回水压差趋于计算压差，用户供、回水温差趋于总供、回水温差。3、应用实例：某工厂供热面积约 2.8万其中住宅1.6万m ,厂房、办公楼等共计1.2万m。 锅炉房设置有两台 4t/h蒸汽锅炉用于

46、生产，一台 2.8kW/h的热水锅炉用于冬季供暖，采用 4台 循环泵；2 台 15kW（Q=100t/h , H=44m P=14.8kW）一用一备；2 台 18kW（Q=l00t/h , H=32m P=18kW） 一用一备。水力平衡调整前，系统存在严重的水力失调现象，如离锅炉房近的住宅楼，室平均温度在23c以上，属于过量供热。而末端住宅楼，室平均温度在18C,个n别房间只有16C。为了满足保证末端用户的温度需求，锅炉房不得不采取大流量、小温差和提高供热量、供热时间的运行方式。燃气费每个采暖季达到了25.2元/,造成能源（天燃气、电）严重浪费。水力平衡调试前部分运行参数如表1（表D供暖区域楼

47、号管径供、回水温差（C）供、回水压差（kpa）办公楼DN1001189俱乐部DN651375厂区食堂DN501568科研楼DN6517601号楼DN651278住宅区2号楼DN5014623号楼DN801450总供、回水温差15 C水力平衡调试后部分运行参数如表 2（表2）供暖区域楼号管径供、回水温差（C）供、回水压差（kpa）办公楼DN1001545俱乐部DN651454厂区食堂DN501568科研楼DN6515791号楼DN651547住宅区2号楼DN5014533号楼DN801542总供、回水温差15 C平衡调整前，由于系统水力失调，锅炉房采用大流量、小温差的运行方式，耗用大量热能（流量

48、与功率是三次方的关系）。原锅炉房采用4台循环泵，见表 3（表3）用户名称流量（t/h ）扬程（m功率（kw）数量（台）厂区1004414.82住宅区10032182平衡调整后，现锅炉房采用4台循环泵，见表4。（表4）用户名称流量（t/h ）扬程（m）功率（kw）数量（台）厂区32307.52住宅区50327.52在满足供热质量的前提下每年节约电费：（157.5 ） X 24X 125X 0.78十（18 7.5） X24X 125X 0.78=42070元。平衡调整综合投资费用32000元。运行一个采暖季后，回收 投资成本。4、结语供热系统水力平衡调整工作是一项细致而复杂的工作，应该组织专人负

49、责。供热系统水力平衡后，可使系统经济运行，起到节能降耗的作用。供热系统水力平衡，流量在各用户之间合理分配，是实行量化管理、保证供热质量的基本条件。（8）节能型光源一一在工厂照明工程改造中的应用与节电效益技术分析1、车间照明工程改造一体化大功率节能灯是近几年发展起来的新型照明灯，具有光效高、光色柔和、更换简单和维护费用低等特点。其实用性、可靠性以及节能环保性均能达到预期效果。用户在应用过程中能获得可观的回报。某厂在照明工程改造前，机加分厂、建机7 2车间、镀金车间、库房、总装分厂以及电缆分厂均使用400W白炽灯泡照明。 照明总面积18150数量2235盏。在满足相同照度3501x条件下，更换大功

50、率节能灯 2050盏，具体节电效果参数：表1照明改造节电效果表2灯具改造后节电统计表光源类型原白炽 灯更换金卤 灯更换节能灯灯具类型T12、 T8灯且/、T5灯具照明面积（nf）182501825018250办公面积（m2）80607060照明要求（1x）350350350工作照度（1x）200250所需数量（pcs）223522352050所用数量（pcs）19081908单灯功率（W）400250150单灯功率（W4028月耗电能（kWh）1341008381336900月耗电能（kwh）1526410684年耗电能（kWh）1475100921938405900年耗电能（kWh）1679

51、04117524年度电费（元）796554497846219186年度电费（RMB9066863463月节电费（元）2715652488月节电费（RMB2473年节电费（元）298708577368年节电费（RMB27205投资费用（元）1341000246000投资费用（RMB38160投资回报（年）4.50.42投资回报（年）1.4备注（1）每天照明时间按 6h计;注：（1）每天照明时间按 8h（2）每月照明按25天计；（2）每月照明按25天计；（3）每年照明按11个月计；（3）每年照明按11个月计；150w节能灯有效功率按 120w计；（4）电费按地方标准 0.54元/kwh。（5）工业

52、电费按 0.54元/kwh计从表1不难看出，在节能、投资、安全可靠方面，使用大功率节能灯比较合适现阶段工厂照明改造的实际情况， 也适合国情。使用金属卤化物灯一方面投资高回收期长，另一方面使用金属卤化物灯作为车间工作照明要注意两个问题：一是金属卤化物灯有闪烁和热点现象，闪烁会使眼睛疲劳，热点现象是点燃一定时间会有自熄现象。二是使用金属卤化物灯一定要配特种灯具， 因为金属卤化物灯使用过程中可能会发生爆裂影响安全1、办公照明工程改造从80年代初起，办公照明几乎清一色的T12 40w荧光灯具。这种照明灯具使用电感镇流器，灯管所涂荧光粉为卤磷钙，光效低，点燃时还会有噪音大、频闪和低压起动不良等现象。90

53、年代中期出现了格栅灯盘和T836w日光灯，光电性能有所提高。新型T528w灯具，光效可达90 110Lm/w,寿命可达8000 10000h,可直接替换 T12、T8灯具，为办公照明工程节能改造提供了一套价廉物美的可行方案。该厂厂部办公楼、设备处办公楼、电化分厂及电缆分厂办公楼总计有T12 40w日光灯具1908套，在安全方式不变、保留灯具支架的前提下仅更换T5 28w灯管和转换头，从而彻底弥补了T12、T8灯具的使用性能上的不足，提高了光效，降低了能耗。更重要的是照明质量得到了很好改善，使办公室照明真正做到了节能、环保和健康。表2是一组实际统计数据。2、厂区道路照明工程改造随着各地经济发展，

54、道路照明设施规模及数量越来越大，道路照明耗电也在逐年攀升，因此道路照明的节电措施日益受到重视。目前道路照明所使用的基本上还都是高强度气体放电光源，厂区照明也是如此。近年来日本、国等少数国家政府对部分街道和路段进行照明工程改造，尝试用大功率节能灯作为照明光源，并取得了一定的经济效益和社会效益。在该厂试点应用（生产区、管理区、生活区等），用新型节能路灯照明后，效果如表3。表3表3厂区道路照明改造节电统计表4工厂设备照明节电统计光源类型高压钠灯新型节能路灯光源类型白炽灯新型节能路 灯平均照度（lx ）2015平均照度（lx ）150150所用数量（pcs）460460所用数量（pcs）2320232

55、0单灯功耗（w）400150单灯功耗（w）4010月耗电能（kwh）4416016560月耗电能（kwh）371209280年耗电能（kwh）529920198720年耗电能（kwh）408320102080年度电费（元）286157107309年度电费（元）22049355123月节电费（元）14904月节电费（元）15033年节电费（元）178848年节电费（元）165363投资费用（元）184000投资费用（元）46400投资回报（年）1.02投资回报（年）0.28备注：（1）每天照明时间按 8h计；备注：（1）每天照明时间按16h计；（2）每月按30天计；（2）每月按25天计；（3）每

56、年按12个月计；（3）每年按11个月计；（4）电费按地方标准 0.54元/kwh计。（4）电费按地方标准 0.54元/kwh计。3、设备照明工程改造设备照明主要指车床上使用的AC24V或AC36V安全电压工作灯。现用都是40w白炽灯，光效低，容易使操作工产生视觉疲劳。而新型节能工作灯采用直流方式工作，光效高，耗电少，无频闪，填补了国车床设备高效照明方面的空白。表4是此厂设备照明工程改造方面的数据。综上所述，节能型光源在工厂照明工程改造中有着广泛的应用，其经济效益和社会效益非常显著。（9）合成氨系统的能源利用及节能分析摘要：通过对某化工股份的能源审计，对此过程中的能源和物料平衡分析所积累的经验进

57、行总结探讨。主要针对合成氨装置的能耗情况进行分析，得出的计算分析结果能合理反映合成氨装置的能源利用情况。关键词：合成氨；能耗计算；综合能耗1、引言针对某化工股份的能源利用情况，包括能源和原材料的管理概况，计量及统计情况，生产工艺流程，能源和原材料消耗指标计算分析，主要耗能设备运转效率，节能技改项目的经济技术评价分析等，计算得出该公司的合成氨的综合能耗情况，分析能源利用和物料管理上的不足， 并加以改进，实现更合理的能源优化配置及利用。2、用能工序、装置及主要设备的能耗状况某公司是以油田天然气为原料，有年产30万t合成氨、48万t尿素的大型化肥生产装置。合成氨装置采用美国凯洛格公司技术。有必要对公

58、司的工艺工序、装置及主要耗能设备进行了解，了解过程包括收集工艺流程图与现场观测结合，掌握能源、物料的流程情况。各个关键工序都要进行物料平衡和能源的计算和审计。综合能耗是指生产各种工业产品自投料开始到制成品为止的整个生产过程所消耗的各种能源数量，只包括跟生产工业产品有关的各种能源消耗，不包括企业非工业生产所消耗的能源，即企业在计划统计期，对实际消耗的各种能源进行综合计算所得的能源消耗量。主要用能工序、装置包括合成氨装置、尿素装置和芳烧装置。在统计能源和物料平衡过程中，需要收集全面、真实反映情况的能源统计体系，它包括审计期和对比期的总厂的产品年总产量、购入能源和消耗量、企业计量状况统计表以及各分厂

59、、分公司的工艺流程图、主要耗能设备汇总表、计量统计表、物料平衡表。以天然气为原料的合成氨工业的物料和能源平衡计算数据全面真实地了解合成氨工艺需要的各种物料、消耗能源以及回收能源及产品产量，全面、真实的数据是进行物料和能源平衡有效计算的前提O由于天然气的组分的不同，热值不一样，折和标准煤时需要通过每个月天然气测得的平均热值进行换算。以 2005年全年的数据为例统计见表1、2、3。表1全年投入物料和产品产量天然气/m3合成氨/t二氧化碳/m3240694016288155213073236表2全年消耗能源（实物量）电力/kwh/t/t/t/t1378183293535211193292365321

60、1548185表3全年回收能源（实物量）/t/t/t680882457061522104企业、车间或工艺的能源利用情况需要把生产过程中计量出来的消费实物量折合成总综 合能耗，其他能耗指标包括单位综合能耗、可比单位综合能耗等。综合能耗的计算 总综合能耗的计算。总综合能耗是企业在计划统计期消耗的各种能源量，经综合计算后得到的总能耗量。这里 合成氨总能耗量=天然气折标煤+消耗能源折标煤一回收能源折标煤。天然气由于不同时间段组分不同，通过测定的热值算出其平均热值再折合标准煤。这里天然气的平均热值是 35955.238kJ/m3 ,就能得出天然气的吨标准煤折标系数35955.238/4.1868/100