节电讲义1课件

1、节电技术与节电工程主讲：李磊主讲内容1、节电基本知识2、照明节电技术3、风机与水泵节电技术4、 电加热设备的节电技术 5、电焊机节电技术6、无功补偿与节电 第一讲节约用电基本知识节能减排的意义 我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。节约用电的重要性 能源是发展国民经济和提高人民生活水平的重要物资基础，是人类赖以生存的基本条件。 节约能源、保护环境是我国经济和社

2、会发展的一项长远战略方针，而节约用电又是节能工作的组成部分。能源短缺我国是能源资源严重短缺的国家。石油、天然气人均剩余可采储量仅有世界平均水平的7.7%和7.1%，储量比较丰富的煤炭也只有世界平均水平的58.6%。 为什么节电？1、 能效经济时代，节电势在必行在能效经济主导的时代,谁的能效高,或者说谁能够创造出帮助顾客提高能效的产品与技术,谁就能够成为赢家。 如海信变频空调 、科龙推出可以大幅节能的冰箱与空调 3、省电=赚钱，电费：未被企业控制的最后一项成本 除物料成本和人工成本外，电费的支出通常为第三大项的开支，是往往被CFO们在控制模式中忽视，然而却是十分惊人的一项成本。节约用电的措施1、

3、提高认识，转变观念。2、多渠道筹集资金，增加节电投入。3、增加对节电的宏观管理。4、采用经济技术等办法，引导用户转移电网高峰用电。5、大力推进技术节电，支持和鼓励节电技术和产品的开发、应用。6、推行电力需求侧管理，提高电力终端效率第二讲照明节电技术绿色照明：是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品，包括电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材以及调光控制设备，最终达到舒适、安全、经济、有益环境保护，改善、提高人们工作、学习生活的质量，有益身心健康并体现照明文化的现代照明。照明器的合理选用选择照明器应从发光效率、显色性、寿命和投资等方面综合考虑。电光源的种类：1、热辐

4、射光源：白炽灯、卤钨灯2、气体放电光源：荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯、低压钠灯。电光源的技术特性参数1、发光效率2、光源寿命3、光源颜色4、光源启动性能照明节电技术一、推广高效照明节电产品 随着新材料、新技术的发展和运用，高效照明产品趋于向小型化、高光效、长寿命、无污染、自然光色的方向发展。 (一)T8、T5荧光灯 T8荧光灯管与传统的T12荧光灯相比，节电量可达10%。 (三) 高压钠灯 高压钠灯和金属卤化物灯是目前高压气体放电灯（HID）中主要的高效照明产品。 它的特点是寿命长（24000小时）、光效高（100-120lm/W）、透雾性强，可广泛用于道路照明、泛光照明、广场照明

5、等领域，用高压钠灯替代目前使用较多的高压汞灯，在相同照度下，可节电37%。 (四)金属卤化物灯 金属卤化物灯是一种在高压汞灯的基础上在放电管内添加金属卤化物，使金属原子或分子参与放电而发光的高压气体放电灯，它的特点是寿命长（8000-20000小时）、光效高（75-95lm/W）、显色性好，可广泛应用于工业照明、城市亮化工程照明、商业照明、体育场馆照明等领域，用它替代目前使用较多的高压汞灯，在相同照度条件下，可节电30%。 (七)高效照明灯具 除了正确选用光源产品外，选择高效照明灯具与光源合理配套使用，在满足照明要求的情况下，可以有效节约照明用电。 二、应用天然采光技术 充分利用天然采光，节约

6、照明用电。 (一)带反射档光板的采光窗。 是大面积侧面采光最常用的一种。优点是能有效的反射阳光，把阳光通过顶棚反射到室内深处，提高靠内墙部位的照度，同时起到降低窗口部位的亮度，使整个室内光线分布更加均匀。 (二)阳光凹井采光窗。 是一种接收由顶部或高侧窗入射的太阳光比较有效的采光窗。通过一个内部带有光反射井的上部或顶部采光口，将阳光经过反射变为间接光。 (三)带跟踪阳光的镜面格栅窗。 这是一种由电脑控制、自动跟踪阳光的镜面格栅，该窗的最大优点可自动控制射进室内的光量和热辐射。 三、采用照明节电控制系统 采用先进的照明控制系统，用先进的照明控制器具和开关对照明系统进行控制。在道路照明系统，采用道

7、路照明控制系统，通过控制电压波动的手段，克服电压波动对道路照明和照明产品寿命的影响，以达到较好的照明及节能效果。在室内照明控制中，主要采用声控、光控、红外等智能化的自动控制系统，减少照明用电和延长照明产品寿命。 第三讲风机与水泵节电技术第一节 风机和水泵的简介 风机和水泵是广泛应用于工业、农业生产和人民生活中的通用机械。搞好风机和水泵的节电工作，对缓解电能紧缺局势具有重要的意义。 风机的性能参数基本参数 ： 流量 Q m3/s 单位时间内通过风机进口的气体的体积 全压 H 它的数值等于通风机出口总压和进口总压之差，全压由静压和动压两部分组成 Pa 转速 功率 效率 三、风机的特性曲线风机性能曲

8、线Q(m3/h)0H(Pa),P(kW), (%)PH管网风阻特性曲线RH(Pa)Q(m3/h)0 管网风阻特性曲线风机与管网的工作点通风机总是要与管网联合工作的，气体在通风机中获得能量时，其全压与流量关系将按照通风机性能曲线变化；气体通过管网时，其通风阻力与流量关系又要遵循管网特性曲线。因此，两曲线的交点为风机的工作点 风机与管网工作特性曲线Q(m3/h)ABR2R1R2R1QB0y,H(Pa)QA二、水泵 水泵的分类：叶轮式 （离心泵、轴流泵 ）容积式 （活塞泵、罗茨泵 ） 水泵的性能参数 流量 扬程 转速 功率 效率 扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。水泵的特性曲

9、线水泵的特性曲线Q(m3/h)P(kW),H(m), (%)0PH水泵的管网特性曲线QpH1H2Q(m3/h)H(m)0RH水泵的管网特性曲线风机和水泵的能量损耗 一、机械损耗 机械损耗即指泵或风机在运转时，轴与轴封、轴与轴承以及叶轮盘面与流体摩擦所消耗的功率损失。 二、容积损耗泵和风机运行时，其内部和各级之间压力是不相等的，而由于结构上的需要，转动部件与静止部件之间又必须留有间隙，为平衡轴向推力，以及动静部件之间存在间隙，就有部分流体要从高压区回流到低压区，而在机内循环流动及向外泄漏，消耗了能量。这种因回流及泄漏所造成的损失，就称为容积损失。尽量减小密封间隙，改进密封结构型式，严格坚持检修质

10、量标准，均可有助于减少此项损失。三、流动损耗流动损耗即流体流经泵或风机产生的沿程阻力、局部阻力以及撞击损失之和。这项损失与通流部件的几何形状、表面粗糙度、流体的粘滞性及泵或风机的运行工况有关。四、水泵的汽蚀现象及其对性能影响离心式泵在运行中，常因吸入口压力太低或液体的温度较高，而在泵内发生汽蚀现象，导致泵的叶轮、导叶及泵壳产生机械侵蚀和化学腐蚀而被损坏，影响泵的正常工作，使泵的性能下降，能耗增高。何谓汽蚀现象？它对泵的工作有何危害？答：汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程，称为汽蚀现象。危害：（1）材料破坏（2）噪声和振动（3）性能下降风机和水泵的节电措施一、风机和水泵的调速节电在

11、实际使用中，当风机和水泵的容量偏大时，需要对其流量和全压（或扬程）进行调节，而企业通常采用的方法是控制阀门开度，即节流调节，此方法虽能减少部分输入功率，但却有相当一部分能量损失在调节阀上，其节能经济性较差。若采用调速控制流量，可达到一定的节能效果。风机和水泵的Q、H、P与转速的关系 风机、水泵类负载采用调速节电的原理 R1R2ACBH1(nl)H2(n2)HAHBHCQBQAh1H(Pa)Q(m3/h)0风机调速节电示意图 风机和水泵的调速方法的选择为了取得最大经济效益，在选择风机、水泵调速方法时，应根据风机、水泵的性能、容量大小、流量变化幅度、调速查装置的效率、技术复杂程度、价格、维修难易程

12、度、对电网影响等诸多因素进行技术经济比较后，确定适用的调速方法。 高效调速方法与有转差损耗调速方法高效调速方法是指在调速过程中没有转差损耗或对转差损耗能够进行回收，如变极电动机调速、变频调速、串极调速等低效调速方法是指在调速过程中有转差损耗，如电磁调速电动机调速、调压调速、液力耦合器调速等 泵与风机运行时有哪几种调节方式？其原理是什么？各有何优缺点？ 答：变速调节：原理是在管路特性曲线不变时，用变转速改变泵与风机的性能曲线，从而改变工况点。优点是大大减少附加的节流损失，在很大变工况范围内保持较高的效率。缺点是投资昂贵。节流调节：原理是在管路中装设节流部件，利用改变阀门开度，使管路的局部阻力发生

13、变化，来达到调节的目的。出口端节流：只改变管路特性曲线。优点是方法可靠，简单易行。缺点是调节方式不经济，而且只能在小于设计流量一方调节。入口端节流：既改变管路特性曲线，也改变风机本身的性能曲线。同一流量下，入口端节流损失小于出口端节流损失，但由于入口端调节会使进口压力下降，对于泵有引起汽蚀的危险，只能适用于风机。 入口导流器调节： 原理是改变风机本身性能曲线。优点是节省功率。只适用于风机。 汽蚀调节：原理是利用泵的汽蚀特性来调节流量，改变泵本身的性能曲线。优缺点：对通流部件损坏并不严重，可使泵自动调节流量，减少运行人员，降低水泵耗电。如果汽轮机负荷常变，特别是长期在底负荷下时采用汽蚀调节会使寿

14、命大大降低。只适用于泵。 可动叶片调节：原理是动叶安装角可随不同工况而改变，通过改变泵与风机本身的性能曲线来调节流量。泵与风机在低负荷时的效率大大提高。在较大流量范围内几乎可以保持高效率，避免了采用阀门调节的节流损失。 变频调节：通过改变电源频率来调节异步电动机的转速，进而改变泵与风机的性能曲线，从而改变它们的工作点。变频调速节能效果明显，且易于实现过程自动化。但变频调速器的功率不能适应大型火力发电厂主要泵与风机的需要，功率因素也不是非常高，在实际应用中，以中小型泵与风机的调节为主。 2、采用变频调速节电装置可解决大量的电能浪费：（1）在许多的工厂企业中由设备设计余量而导致“大马拉小车”现象，

15、因电机定速旋转不可调节，这样运行自然浪费很大，而变频调节彻底解决了这一问题；（2）由负载挡板或阀门调节导致的大量节流损失，在变频调节后不再存在；（3）某些工况负载需频繁调节，而挡板调节线性太差，跟不上工况变化速度，故能耗很高；而变频调节响应极快，基本与工况变化同步；（4）异步电动机功率因数由变频前0.85左右在变频后提高到0.95以上（变频器本身损耗极小，整机效率在97以上） 变速运行时的功率因数调速系统的功率因数值主要由电动机的功率因数及调速装置的功率因数决定。 由于风机、泵的轴功率与转速三次方有关，因而电动机负载变化较大时，电动机功率因数变化也较大。 晶闸管串极调速装置的功率因数在0.35

16、0.7之间，变频调速装置在0.30.8之间 流量变化与调速装置的选择风机与泵变速运行的节电效果主要与其流量变化大小有关 流量在额定流量90%以上变化时，一般不采用变速调节，因为调速装置效率在90%左右，不会产生较大节能效果 中高流量变化的风机与泵一般采用有转差损耗调速装置，绕线式电动机采用晶闸管串极调速。 流量变化经常在额定流量60%以下的采用高效调速方式。 在全流量范围变化的风机与泵采用调速装置的话，应有流量在90%以上时全速运行的切换装置。 为取得变速节电的良好效果，调速装置应配有根据流量变化的自动控制装置，当流量需要变化时，能按照给定的变化参数自动地改变转速，以期取得最大节电效果。风机、

17、泵容量与调速装置选择风机、泵容量大小与节电效果直接有关,容量大的风机、泵节电实际效益要比容量小的高，但容量大的调速装置的投资要比容量小的大，应作综合比较。 配套电动机功率在10KW以下的风机、泵，一般不采用调速装置 配套电动机功率在1055 KW的风机、泵，应有限考虑使用投资较少的调速装置 在流量变化较大的场合，可采用多速电动机。在调速范围较小场合采用电磁调速电动机。绕线式电动机宜采用晶闸管串极调速，若鼠笼式电动机传动的风机、泵要求调速范围在50%80%额定转速时，是否采用串极调速，应作技术经济比较，一般要求投资能在23年内回收。目前，风机、泵也采用变频装置进行调速，其应用对象为流量变化较大、

18、经常需要在低速运转的风机、泵，以获得较大节电效益。投资应在23年内回收，最长不宜超过5年。 配套电动机功率在55100KW的风机、泵，若流量长期在80%90%额定转速内变化的，可采用电磁调速电动机或液力耦合器；流量在60%80%之间波动的，宜采用串极调速或变频调速。 配套电动机功率在100KW以上的风机、泵，由于容量较大，节能效果是选择调速方式首先考虑的因素，应根据风机、泵运行的工况，尽可能选用高效的调速方式。流量变化在80%90%范围内时，也可选用液力耦合器。 还要根据风机、泵运行可靠程度，选择相适应的调速方式，对于重要场合的风机、泵应选择可靠性较高的调速方法，选择调速装置时，还要根据自己的

19、维修力量，若近期内无法适应、提高的，应选择维修要求较低的电磁调速电动机、多速电动机、液力耦合器等。 二、风机和水泵的其他节电措施 改造或更换低效率设备，推广高效风机和水泵抽级改造法改造或更换叶轮法采用高效节能风机和水泵或更换容量合适的电动机 降低风机和水泵的内部损失及管网阻力损失 加强离心泵的维护检修，提高泵内通流部件表面光洁度、改进泵的密封，减少泵的内部阻力和泄漏损失。 对离心式风机的进口装置采用合理的布置型式，保证气流均匀地流通，减少进、出口阻力和泄漏损失 对输送流体的管网系统，尽量缩短管网长度，合理布置管道的走向，减少不必要的弯管、阀门、挡板，以降低管网阻力损失，提高系统效率。变频器在水

20、泵风机类负载的节能分析Q1Q2=N1N2流量 电机转速H1H2=N1N2压力2P1P2=N1N23耗能Centrifugal Pump/Fan Chart0%50%100%0%50%100%RPMFlowHeadInput Power电机转速 与流量、压力、耗能的关系变频调速泵系统的工作特性曲线% 扬程% 流量100100% 扬程% 流量10010080%51.2%变频调速水泵的轴功率计算式1轴功率=实际流量扬程液体比重3960泵的效率变频调速水泵的轴功率计算式2实际转速N2额定转速N1）（3轴功率HP2=额定功率HP1泵效率风机负载和泵类负载的负载特性例程计算 有一台水泵，其额定功率是30K

21、W，额定输出流量为300GPM，额定转速是2950转，求出在输出250GPM时，使用变频调节比使用阀门调节，每年节省的电费。（假如按这个流量每年运行2000小时，泵的效率为0.75，每度电价格为0.8元。）阀门控制：轴功率：30 0.75=22.5KW每年消耗轴功率为：22.5 2000=45，000KWH每年投入电费：45，000 0.8=36，000元风机负载和泵类负载的负载特性例程计算变频控制：轴功率：30 （250/300） 3 0.75=10.85KW每年消耗轴功率为：10.85 2000=21,700KWH每年投入电费：21,700 0.8=17,360元结论：每年在此流量工作时节省的电费：36，000-17，360=18，640元泵类负载和风机负载都属于二次方律，所以节能效果相同一、有效的消除水锤，保证了系统安全可靠的工作 潜水泵起动时的水锤现象往往容易造成管道松动或破裂甚至损坏原始方案：电机起动/停止时需开启/关闭阀门来减小水锤的影响特点： 工作强度大 难以满足工艺的需要变频调速方案：根据工艺的需要，使电机软启/软停，消除水锤特点： 有效