谈谈企业节电的几个途径

改革开放以来, 我国经济得到了空前的发展, 各地纷纷出现电力紧张, 节电已成为我国持续发展的战略性问题。大量的调查表明, 电力紧张除经济发展导致电力需求增加外, 供用电效率低下, 也是我国电力供应紧张的重要原因。据报道, 我国单位GDP的耗电量为世界平均水平的3.8倍, 而终端用电设备的总节电潜力约为200TWh。显然, 提高供用电效率, 降低单位产出的电耗, 是我国电力供求管理的重要课题[1]。目前, 对企业自身而言, 电费开支目前己成为继原材料、人工成本之后的第三大开支, 面对激烈的市场竞争和日益严重的资源瓶颈, 企业必须不断改善自身发展模式, 依靠节能 (节电) 降耗、降低成本来提高效益, 从而增强生存发展能力。本文从管理、供用电系统改造及节能新技术推广等几个方面对企业节电问题进行了探讨。

1 加强企业用电管理, 提高节电效果

提高企业用电管理水平, 是企业节电工作投入少、产出多的有效方法, 可以从以下四个方面着手。

1.1 建立健全的管理机构和各项制度

企业通过成立精干的管理机构来进行用电管理, 形成一个完整的管理体系, 建立一套科学的用电管理制度, 可以大大提高节电力度。本田汽车 (中国) 有限公司[2]在制定了年度节能降耗整体目标的基础上, 以管理为主要手段, 制定相应制度, 将节能的责任落实到每个员工身上。为此, 该公司成立了以总经理为委员长, 副总经理为副委员长, 各部门部长为委员的节能降耗委员会;委员会下设事务局, 由设施管理科负责主要事务;事务局下以十二个科的科长作为节能责任人, 科内再任命执行担当。该公司利用此树型的管理模式, 将权力和责任层层下放, 最终形成以设施管理科为中心桥梁, 各科共享节能方案和制度的拓扑型组织架构。此外, 还对公司日常用电进行细致的明文要求, 指定开启时间, 开启方式, 并将责任落实到具体人身上。最终, 该公司取得了很明显的节电效果, 仅2008年前10个月, 就已节约电能128万kwh, 提前完成了预计的节能降耗目标。

1.2 实行负荷调整, 降低电费支出

通过调整负荷, 可以充分利用峰谷电价的差额, 减少企业的电费支出[3]。目前工业用户的峰谷电价比达到了3∶1, 企业可通过合理安排生产, 调整负荷, 充分利用“谷”期电价低的特点, 用足政策, 降低企业的用电费用。

1.3 加强运行维护, 提高用电设备检修质量

节电工作与供用电系统的运行维护和生产设备的检修质量有着密切的关系。例如检修电力变压器, 消除铁芯过热的故障因素, 能降低铁损, 节约电能;将接触不良的开关, 严重发热的导线或严重漏电的导线检修好后, 在保证安全用电的同时, 也减少电能损耗。对于其它的电力设施, 加强维护保养, 在减少谐波改善电能质量的同时, 也能直接节约电能[4]。

1.4 实现企业用电的全面管理

通过对企业用电的全面控制和管理, 能使用电设备高效运行、减少能源消耗、提高整体节电效果。箭牌广州公司使用BAS楼宇设备自动控制系统对公司用电进行全面管理[2], 能实现根据负荷自动调整空调运行功率, 以及按照是否有人及照明时间来自动控制照明设备开启等功能, 最终使得该公司各用电设备的用电量大大降低, 比不设自动化控制系统时节约了25%的能源。

2 改造供用电系统, 加强运行管理

由于技术经济有限, 目前我国相当一大部分企业内部, 还存在生产设备陈旧落后、配电网无工补偿不好、电线老化、电耗高等问题, 使得电能利用率低。为此, 可以从技术经济角度出发, 对旧的供用电系统进行改造, 挖掘出新的企业节电空间, 具体措施如下。

2.1 淘汰旧的能耗高的供电设备

随着企业的不断发展, 在一些新扩建项目的设备选择中, 我们应结合企业实际, 优选一些能效较高的设备[5]。例如对于变压器来说, 可淘汰现存的高耗能变压器, 根据年运行费用对现有的新型节能型变压器优中选优, 选择最适宜本企业的节能变压器型式。

2.2 改造现有供用电设备, 降低电能损耗

适当的改造现有供用电设备的运作模式和控制方式, 是企业节电的一项有效措施。其中, 对于供用电设备做好无功补偿工作, 提高功率因数, 可以减小输电线路上的功率损失, 进而很大一部分的减少电费支出[6]是企业一项非常重要的工作。假设改善前后的功率因素分别为cosϕ1、cosϕ2, 则改善后供电线路有功功率损耗减少的数值为:

为此, 对于供电变压器, 我们要考虑加入无功补偿设备。要合理选择所需移相补偿电容器的补偿容量, 实现均衡补偿, 尽量提高功率因数。

案例1:某公司原使用专用变压器S7-630kVA/10, 0.4kV时, 负荷率η=.082左右, 平均功率因数可达到0.95以上。后因公司生产发展需要, 更新和新增了一大批生产专用设备, 致使原有700A负荷电流猛增至1000A~1100A左右, 平均功率因数下降到了0.78。可见, 此时原变压器已严重过负荷, 有必要使其视在电流 (1000A) 降下来, 将0.78的功率因数提高到0.98以上。通过对当时的实际运行数据计算三相有功功率为

根据式 (2) 所的平均运行负荷, 可计算所需的电容补偿量。首先易得出:原功率因数及其对应的正切值分别为cosϕ=0.78, tgϕ=0.8;要求提高到的功率因数及其对应的正切值分别为cosϕ′=0.98, tgϕ′=0.2。

则, 电容补偿量为:

根据计算结果, 可考虑安装一台300kvar (30kvar×10组) 电容器, 选用三相额定电压为440V的移相电容器柜。该柜自投入使用后, 负荷电流将长期运行在800A左右, 且月平均功率因数得到很大提高, 功率因数调整电费对企业的奖励总额, 不到半年的时间, 既可回收对电容器柜的投资成本。之后, 由 (1) 式可知将节省很大一部分有功功率损耗, 从而节约电能。

2.3 合理选择供用电设备容量, 提高设备负荷率

合理选择供用电设备容量, 发挥设备潜能, 提高设备的负荷率和使用效率, 也是节电的一项基本措施。目前在企业报装变压器方面存在“贪大”的问题, 选择变压器容量过大, 导致长期“大马拉小车”, 使空载损耗过大。另外, 企业也应根据工厂的生产负荷变化情况合理选择投入容量, 尽量降低变压器的损耗, 从而提高用电效率。

2.4 选择节电型供用电设备, 提高效率

选择节电型供用电设备, 是改造供用电系统, 加强运行管理最基本有效的措施。就供配电变压器来说, 节能的首要途径即为选择新型节能变压器。比如通过技术参数对比分析可知, 环氧树脂浇注干式配电变压器中的SC (B) 10系列产品较SC (B) 9系列节能显著, 且更为环保, 具有较高的经济效益和社会效益[2]。

案例2:金发科技股份有限公司新建厂区有8台变压器, 原方案采用SC9-2000kVA的变压器, 新方案改用SC10-2000kVA变压器, 设平均负载率为0.66, 年最大负载损耗小时数为3400h, 无功经济单量取0.05, 电价0.65元∕度, 计算每年的运行电费:

可见在当前计算条件下, 改用SCB10比原采用SCB9每年节省5万元电费, 每台节省6250元电费[2]。

此外, 对于用电设备来说, 就具有更大的节电空间。对于厂内照明系统, 在保证照度的前提下, 推广高效节能照明器具, 提高电能利用率, 可以减少了用电量。仅以节能灯代替白炽灯, 就可节电50%~80%。

3 大力推广节能新技术

近几年一些节电的专用设备、装置不断推陈出新, 涌现出很多先进的节电技术, 例如电动机变频调速技术、空调冰蓄冷技术、电能在线监测技术、以及自适应节能监控技术[7]、能源替代技术等, 给企业实施节电提供了很多的选择, 以适应不同设备工况、不同应用领域节能的需求。企业大力推广节能新技术进行节电改造, 将具有投资回收快、效益大、经济效益明显等特点, 以下举例说明。

3.1 推广变频调速技术降低电动机能耗

变频调速技术是指通过改变电动机电源频率来实现速度调节, 除具有优化调速性能、延长设备使用寿命、提高生产质量等效果外, 具有显著的节电效果[8]。变频器节电一般在20%以上, 且1~2年便可收回投资, 将其应用在风机、水泵的电动机调速上节能效果最明显。例如, 对于风机水泵的流量控制中, 根据GB12497对电机经济济运行管理的规定有如下的计算公式。

采用档板调节流量时, 电动机输入功率P1V与流量Q的关系为:

式中:P1N为额定流量时电动机输入功率 (kw) , QN为额定流量。

节电率为:

案例3:某水泥厂机立窑离心风机245kw, 电机4极、实际用风量为0.6~0.7, 若将其改造为变频器驱动, 则可根据上式估算出节电率和投资回收期。取Q/QN=0.65, 由 (5) 式算出用变频调速器调风量时相对调节风门调风量的节电率为:

由 (4) 式算出采取风门调节风量时风机所需的轴功率为:

此时, 若每年按300天计算, 可得年节电量:

年节电费 (电价0.40元/kwh)

0.4×678240=27 (万元)

投资回收期=设备投资总额 (元) ÷年节电费 (元) =18÷27=0.67 (年) =8 (个月) 。由此可判定, 该水泥厂机立窑离心风机采用变频器驱动后, 年节电量67.8万kwh, 年节电费27万元, 投资回收期8个月, 技术经济效益可观。

案例4:广州石化总厂在减粘渣油生产线分馏塔底泵改用变频调速电机 (电机容量370kw) , 其平均功耗从原来的250kw降至80kw, 节电率高达68%。

3.2 采用冰蓄冷技术, 实现“移峰填谷”, 降低企业用电费用

应用于空调中的冰蓄冷技术, 具有节能减排的重要意义[9]。冰蓄冷空调是利用夜间低谷时段电力制冰并蓄存起来, 在白天用电高峰时段不开或少开制冷主机, 利用夜间蓄存的冰来满足空调冷负荷需求的一种节能手段。它可以充分利用夜间低谷廉价电力, 降低空调系统的运行费用, 为用户带来切实可行的费用节约。

案例4:美赞臣广州开发区工厂[2]从自身节能目的出发, 积极响应冰蓄冷推广政策, 从2008年初开始在广州经济技术开发区率先对其原普通中央空调系统进行了冰蓄冷技术改造, 并于2008年7月成功投入运行, 运行3个月电费由原来的127.8万元降到68.4万元, 降幅达到46%, 具有相当显著的经济效益。

3.3 企业用电在线监测系统

企业节电要从一点一滴做起。企业用电在线监测系统就是对企业每个车间、每个区域的用电情况进行在线监测和管理, 使企业管理人员可实时观测到每个班组的用电情情况, 并通过对同类型班组用电的比较发现问题, 促进各班组节电工作;另外通过监测用电情况, 管理人员可知道哪些地方还有节电空间, 下一步节电工作的重点在哪里。

案例4:本田汽车 (中国) 有限公司[2]于2008年5月安装完成可视化在线监测系统之后, 对各部门的用电情况进行深入了解, 发现不少节约电能的空间。于7、8月份分别采取集中生产的生产方式, 压缩生产时间, 将设备预热的时间推迟, 关闭的时间提前。这种跟随外部环境变化进行调整的生产方式, 其所具备的灵活性特点每年都为公司节约相当可观的能源。如下图所示, 实施集中生产方式后, 7, 8月份很大一部分时间段的用电量大幅度降低, 节约不少电能。本田汽车 (中国) 有限公司通过采用用电系统全面监测以及其他有效的管理手段, 大大降低了用电成本, 2008年节电160万kWh, 单台耗电量较2007年降低6.1%。相信随着企业节电工作的深化, 企业内的用电在线监测技术会得到推广。

如图1, 图2所示。

4 结语

节电是一项具有长期性与综合性的工作, 只有采用综合节手段才能达到好的效果。不论是管理节电, 还是技术节电, 都要靠企业自身的努力。只有在清醒认识企业自身能耗状况和水平的基础上, 转变观念, 提高认识, 完善节电运作方式, 引入新机制, 采用新技术, 解决资金、技术、人才的障碍, 才能把节电工作推向一个新的高度。

摘要：目前电费开支已经成为许多企业成本的重要组成部分, 节电成为政府与企业共同关心的问题。建立科学的用电管理制度, 调整负荷, 加强运行维护, 提高用电设备检修质量实现企业管理节能的有效方法;淘汰陈旧落后设备, 改善功率因数等是提高电能利用率的重要手段;大力推广如变频调速、冰蓄冷技术等节能新技术是技术节能的重要方法。本文从上述多方面探讨了企业节电与降低用电成本的具体方法和途径。

关键词：节电,降低用电成本

参考文献

[1] 刘显法.贯彻落实《节约用电管理办法》, 提高节电工作水平[J].节能与环保, 2001 (3) .

[2] 广州地区第二届用电客户节能降耗论坛资料汇编.2008, 11.

[3] 单玉江.调荷节电是企业节资降本的有效途径[J].有色冶金节能, 2001 (4) .

[4] Wang, D.H.;Cheng, K.W.E..Gen-eral discussion on energy saving.Power Electronics Systems and Applications Proceedings.2004First InternationalConference on9～11Nov.2004Page (s) :298～303.

[5] 高庆国.浅谈企业节电问题[J].科技资讯, 2006 (2) .

[6] 胡军.应用无功补偿技术提高企业节电效益[J].山西建筑, 2007 (27) .

[7] Tao, D.;Wei, P.;Guoping, L.;Jiang, H.;Xiyu, L..Adaptive energy sav-ing monitoring technology for air con-dition in telecommunication equipment room.Telecommunications Energy Conference.INTELEC2007.29th International Sept.2007:155～160.

[8] 吴立志.交流变频调速器和节能综述[J].能源技术, 1996 (3) .

[9] 张寅平.冰蓄冷研究的现状与展望[J].暖通空调, 1997 (6) .