節(jié)能基礎(chǔ)知識專題講座課件

1、節(jié)能技術(shù)知識講座前 言節(jié)能降耗工作是實現(xiàn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。節(jié)能分為廣義節(jié)能和狹義節(jié)能。狹義節(jié)能是指節(jié)約煤、油、電、氣等能源；廣義節(jié)能是指除狹義節(jié)能內(nèi)容之外，還包括原材料、人力、資金、提高作業(yè)效率等各個方面。狹義包含了從能源資源的開發(fā)、輸送分配、轉(zhuǎn)換為二次能源，直接到用戶消費的各個環(huán)節(jié)，又可分為直接節(jié)能和間接節(jié)能兩種方式。直接節(jié)能是指通過加強(qiáng)能源的科學(xué)管理和推動技術(shù)進(jìn)步，在滿足生產(chǎn)和生活同等需要的條件下，直接減少的能源消耗量。技術(shù)進(jìn)步是直接節(jié)能的主要動力，采用先進(jìn)合理的節(jié)能工藝、技術(shù)、設(shè)備、材料，直接減少電力能源消耗量，降低單位產(chǎn)品的能耗。間接節(jié)能是相對直接節(jié)能而言的，具體反映在除

2、直接節(jié)能原因外的單位產(chǎn)值能耗的降低上。如調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，合理組織生產(chǎn)，節(jié)約原材料和其他消耗品，提高資源綜合利用率等。能耗是指規(guī)定的體系在一段時間內(nèi)實際所消耗的能源數(shù)量，亦稱能源消耗量，簡稱能耗。能耗可以分為實物能耗和綜合能耗。實物能耗是指規(guī)定的耗能體系在一段時間內(nèi)實際消耗的各種能源實物量。綜合能耗是指規(guī)定的耗能體系在一段時間內(nèi)實際消耗的各種能源實物量按規(guī)定的計算方法和單位分別折算為一次能源的總和。能耗概念綜合能源消耗量的計算能源名稱計量單位折算噸標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)備注原煤t0.7143原油t1.4286天然氣104m313.3電104KWh4.04能源轉(zhuǎn)換時用1.229汽油t1.4714煤油t1.471

3、4柴油t1.4571液化氣t1.7143單位能源消耗量統(tǒng)計石油企業(yè)的單耗指標(biāo)分為單位產(chǎn)品產(chǎn)量能耗、單位工作量能耗和單位價值量能耗。原油（氣）生產(chǎn)綜合單耗是企業(yè)生產(chǎn)綜合能耗與油氣產(chǎn)量的比值。其中油氣產(chǎn)量是原油產(chǎn)量與天然氣折油量之和。1000m3天然氣折1t原油。原油（氣）液量生產(chǎn)綜合單耗是企業(yè)生產(chǎn)綜合能耗折標(biāo)煤與產(chǎn)液量的比值。其中產(chǎn)液量是油氣產(chǎn)量與產(chǎn)水量之和。采原油（氣）液量生產(chǎn)綜合單耗是企業(yè)的采油（氣）生產(chǎn)綜合能耗折標(biāo)煤與產(chǎn)液量的比值。單位價值量能耗單位價值量能耗包括萬元增加值綜合能耗、萬元工業(yè)產(chǎn)值生產(chǎn)能耗。增加值是企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營過程中新增加的價值，等于總產(chǎn)出的價值扣除中間投入價值后的余額。工

4、業(yè)產(chǎn)值計算采用的價格有不變價格和現(xiàn)行價格兩種，不變價格又稱“固定價格”，采用的是同一時期的工業(yè)產(chǎn)品出廠價格，目前采用的是1990年不變價格。主要耗能設(shè)備情況統(tǒng)計主要包括抽油機(jī)、電潛泵、注水泵、輸油泵、加熱爐、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)以及傳送能量的供配電網(wǎng)、熱力管道、儲罐等。并把功率在50KW以上的機(jī)、泵或1395.6kw以上的加熱爐稱為重點耗能設(shè)備。耗能設(shè)備一般統(tǒng)計的內(nèi)容包括：設(shè)備在用臺數(shù)；裝機(jī)容量或負(fù)荷；更新、改造及測試臺數(shù)；設(shè)備效率及平均設(shè)備效率；系統(tǒng)效率及平均系統(tǒng)效率；主要耗能設(shè)備（系統(tǒng)）的耗能量。a.機(jī)械采油井系統(tǒng)效率：=PO /PI100% PO=QHg/86400H= H液+（油-套）1000

5、/ g PI :電動機(jī)輸入功率；kw;PO :抽油機(jī)有效功率，kw;Q:油井日產(chǎn)液量，m3/d; H:有效揚程，m; :液體密度，t/m3; g:重力加速度，取9.8m/s2;H液:油井動液面深度，m;油:油井井口油管壓力，MPa;套:油井井口套管壓力， MPa;c、機(jī)械采油井井下效率井： 井：=PO/ P光100%d、地面損耗功率：P地面= PI P光e、井下?lián)p耗功率：P井下= P光 PO f、系統(tǒng)效率與地面效率、井下效率的關(guān)系： = 地井機(jī)械采油系統(tǒng)能量平衡：機(jī)械采油井系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)A.抽油機(jī)常規(guī)抽油機(jī)改造技術(shù)推廣應(yīng)用節(jié)能型抽油機(jī)選用節(jié)能型抽油機(jī)用電動機(jī)選用抽油機(jī)節(jié)能控制器抽油機(jī)采油系統(tǒng)的優(yōu)

6、化配置抽油機(jī)采油系統(tǒng)的管理機(jī)械采油井系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)節(jié)能產(chǎn)品的優(yōu)化配置節(jié)能抽油機(jī)、節(jié)能電動機(jī)和抽油機(jī)節(jié)能控制器有一共同特點，都在電動機(jī)的參數(shù)上進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，或者間接改進(jìn)抽油機(jī)的平衡或結(jié)構(gòu)設(shè)計，以提高電動機(jī)的負(fù)載率，降低電動機(jī)的損耗，提高其運行效率。一般情況下，疊加使用功能重復(fù)而互補性較少的節(jié)能產(chǎn)品，其節(jié)能效果與單項使用相差較小。如沒有進(jìn)行系統(tǒng)測試和論證，對抽油機(jī)的節(jié)能產(chǎn)品建議單獨使用，避免疊加。在實際應(yīng)用中，選用一種節(jié)能產(chǎn)品可提高電動機(jī)的負(fù)載率，減小電動機(jī)損耗，提高運行效率，達(dá)到節(jié)能的目的。如選用兩種或兩種以上進(jìn)行疊加使用，可能出現(xiàn)兩種情況：一是電動機(jī)的負(fù)載率已達(dá)到臨界值，只有一種節(jié)能裝置起作

7、用；二是當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載率已達(dá)到臨界值，再進(jìn)行調(diào)壓反而使電動機(jī)內(nèi)部的損耗增加，降低了電動機(jī)效率，增加了損耗。因此對抽油機(jī)的節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)綜合設(shè)計，優(yōu)化方案，避免重復(fù)投入。機(jī)械采油井系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)B.潛油電泵潛油電泵裝置由變壓器、控制屏、接線盒、電纜、電動機(jī)、保護(hù)器、潛油離心泵和管柱等組成。提高潛油電泵系統(tǒng)效率的措施主要有使用高效泵及節(jié)能元件，加強(qiáng)科學(xué)管理和優(yōu)化設(shè)計運行參數(shù)等。潛油電泵的工況點是由油井的流入特性、泵特性及管路特性共同決定的。優(yōu)化設(shè)計時將油嘴從最小直徑調(diào)到最大直徑，算出對應(yīng)穩(wěn)定工況點的系統(tǒng)效率，則最大系統(tǒng)效率的工況為最優(yōu)工況點。機(jī)械采油井系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)雙驢頭和曲游梁抽油機(jī)都具有裝機(jī)容量小的特

8、點，其本身配置的電動機(jī)額定功率較小，其負(fù)載功率都超過了30%，因此不適合與采用星-三角轉(zhuǎn)換式節(jié)能控制器組合。永磁同步電動機(jī)節(jié)能原理是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場完全同步，無轉(zhuǎn)差損耗，轉(zhuǎn)子不需要外加勵磁電源，消除了勵磁損耗，因此具有功率因數(shù)較高且效率曲線平坦的特點。而無功補償（靜、動態(tài)補償）主要以提高功率因數(shù)，降低無功損耗為目的。所以永磁同步等動機(jī)不需要進(jìn)行無功補償。注水系統(tǒng)能量平衡方程：Ed+Ebw=Eu+Eds+Ebs+Egs+EfsEd:輸入電動機(jī)能量，KWh; EdsEbw:注水泵入口水流帶入能量，KWh;Eu：注水井井口注入水帶出能量，KWh;Eds：電動機(jī)損失能量， KWh;Ebs ：水泵

9、損失能量，KWh;Egs ：管線損失能量，KWh;Efs ：配水間閥組損失能量，KWh;注水系統(tǒng)能量平衡注水電動機(jī)注水泵注水管網(wǎng)配水間閥組EdEdsEbwEbsEgsEfsEu供 入 能 量支 出 能 量項目實物量占總量比例%項 目實物量占總量比例%單位 數(shù)量單位 數(shù)量注水系統(tǒng)輸入電能kwh注水泵損失能量kwh電動機(jī)損失能量kwh管網(wǎng)損失能量kwh閥組損失能量kwh有效能量kwh合計100kwh100注水系統(tǒng)的能量收支平衡表油田注水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)油田注水是采油生產(chǎn)中最重要的工作之一，油田注水耗電量占油田生產(chǎn)用電量的20%以上，開發(fā)油田注水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)和裝備是油田節(jié)能工作的重點。降低電動機(jī)損失。選

10、擇節(jié)能型高效電動機(jī)，減少無功損失，保證注水泵合理配置，避免“大馬拉小車”。降低注水泵損失。合理選擇注水泵，利用注水泵的高效區(qū)，加強(qiáng)維修，防腐蝕保持泵效，打光泵流道，提高加工精度。對注水站合理設(shè)置。泵站管路優(yōu)化節(jié)能設(shè)計。注水泵排量節(jié)能調(diào)節(jié)。通過降低開泵臺數(shù)，控制泵出口閥門開度，實施變頻控制等。油田注水系統(tǒng)優(yōu)化運行。供 入 能 量支 出 能 量項目實物量占總量比例%項 目實物量占總量比例%單位 數(shù)量單位 數(shù)量電kwh電動機(jī)損失能量GJ燃料油t管道壓能損失GJ燃料氣m3管道熱能損失GJ首站代入GJ加熱爐損失能量GJ輸油泵損失能量GJ輸油帶出能量GJ合 計100kwh100原油輸送管道系統(tǒng)的能量收支平

11、衡表供配電系統(tǒng)能量平衡供配電系統(tǒng)能量平衡方程：ES=Eeu+Els+EysES :外界供給能量， kwh；Eeu :有效傳輸電能，即輸給用電系統(tǒng)的電能，kwh；Eys :變壓器損耗電能， kwh；Els : 線路損耗電能，kwh；變壓器損耗外界供給電能線路損耗有效傳輸電能供配電系統(tǒng)供 入 能 量支 出 能 量項目實物量占總量比例%項 目實物量占總量比例%單位 數(shù)量單位 數(shù)量電kwh變壓器損失能量kwh 線路損失能量kwh輸給用電系統(tǒng)的電能kwh合計100kwh100供配電線路能量收支平衡表變壓器的降損節(jié)能技術(shù)合理選擇變壓器容量,使變壓器處在經(jīng)濟(jì)運行區(qū)，負(fù)載系數(shù)保持在60 80%之間。選用節(jié)能型

12、變壓器。S11型變壓器具有工藝簡單、重量輕、體積小、空載損耗比S9降低2530%，維修方便，運行費用節(jié)省，節(jié)能效果明顯等特點。應(yīng)用變壓器空載自動斷路器，對長期處于空載的配電變壓器及時停止運行，50KVA的變壓器每月可降低電量損耗122.4kwh。變壓器的降損節(jié)能技術(shù)適當(dāng)控制電網(wǎng)運行電壓，減少配電變壓器空載損耗配電變壓器總損耗為：P= Pk+ PO =（ P2+Q2 ）/U 2 R （ U/UO ）2 POPk 、PO ：配電變壓器的可變損耗、固定損耗P、Q ：配電網(wǎng)的油工功率、無功功率U：配電網(wǎng)的運行電壓UO ：配電網(wǎng)的額定電壓R：配電變壓器繞組的等值電阻PO ：各臺配電變壓器的空載損耗瞬時功

13、率p： P=ui=UmImsintsin（t+） =UI （cos-cos2 t）平均功率和有功功率P：P=1/TT0p dt=UI cos無功功率Q :Q= UI sin實在功率S:S=UI功率三角形:S=P2+Q2功率因數(shù):cos =P / S電容補償量Q： Q=P（tg 1tg 2）PSQ交流電路的功率12i2i2uO功率因數(shù)功率因數(shù)是指電力網(wǎng)中線路的視在功率供給有功功率的消耗所占百分?jǐn)?shù)。功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因為交流用電設(shè)備在其工作過程中，除消耗有功功率外，還需要無功功率。當(dāng)有功功率P一定時，如減少無功功率Q，則功率因數(shù)便能夠提高。在極端情況下，當(dāng)Q=0時，則其力率=1。因此提高功率因數(shù)

14、問題的實質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無功功率需要量。功率因數(shù)低對電網(wǎng)的影響降低了電網(wǎng)的供電能力。電網(wǎng)供電能力是一定的，由于功率因數(shù)的大小直接影響到電網(wǎng)供電能力的高低。增加了電網(wǎng)的功率損耗。電網(wǎng)的供電電壓是一定的，在一定的用電負(fù)荷條件下，功率因素越低，電網(wǎng)上傳輸?shù)碾娏骶鸵酱螅篒=P/Ucos,電網(wǎng)的阻抗不變，網(wǎng)損PL=I2RL增大，浪費了大量的電能。降低了電網(wǎng)的供電質(zhì)量。由于傳輸電流的增大，同時也使電網(wǎng)上的電壓降也增大了，導(dǎo)致了電網(wǎng)末端的電壓降低。提高功率因素的方法無功補償?shù)亩x導(dǎo)致功率因數(shù)降低的原因是由于感性負(fù)荷的存在。感性負(fù)荷在工作時會產(chǎn)生滯后的無功電流，而電容器的無功電流是超前的，因此可以利用電

15、容器的這一特性向感性負(fù)荷提供超前的無功電流，來抵消感性負(fù)荷的無功電流分量，進(jìn)而提高功率因數(shù)，這就是通常所說的無功補償。補償電容器一般并聯(lián)在用電負(fù)荷上，它不能改變用電負(fù)荷本身的功率因數(shù)，對用電負(fù)荷也沒有影響。電容補償器的補償作用可以這樣理解，即負(fù)荷的無功功率不需要再負(fù)荷與上一級電網(wǎng)間交換，而只在負(fù)荷與補償電容之間交換，這樣負(fù)荷上級電網(wǎng)就可以增加供電容量，減少功率損耗。提高功率因素的方法對配電網(wǎng)采取三級無功優(yōu)化補償技術(shù)電動機(jī)實施低壓無功就地補償。電動機(jī)是電網(wǎng)的最大用戶，其耗電量占60%以上，是三級無功補償?shù)淖畹讓?，補償?shù)闹攸c。只有這一級得到了合理的補償，才能最大限度地減少配電網(wǎng)上所傳輸?shù)臒o功功率，降低網(wǎng)損。這一級的補償屬于基地補償，要本著“就地補償，自給自足”的原則，采取在電動機(jī)上并聯(lián)補償電容器，最大限度地滿足異步電動機(jī)的無功需求。供電線路實施高壓無功分散補