鋼鐵企業(yè)中的節(jié)能措施

鋼鐵企業(yè)中的節(jié)能措施隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，電能的需求量迅猛增加，隨之所帶來的供需矛盾也日益突出。近些年，國家大力提倡節(jié)能環(huán)保，因此如何合理利用電能，降低損耗從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是每一位電氣設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真考慮的問題。本文結(jié)合鋼鐵廠工廠供配電的設(shè)計(jì)要求將可采取的一些重點(diǎn)節(jié)能措施做一簡單的闡述。變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)1.1變壓器的有功損耗和無功損耗1.1.1變壓器的有功損耗變壓器的有功損耗按下式計(jì)算：式中：——變壓器有功功率損耗，kW；PO——變壓器空載有功率損耗，kW；PK——變壓器短路有功損耗，kW；——變壓器負(fù)荷率，%。變壓器的無功損耗變壓器的無功損耗由兩部分組成，一部分是由空載電流造成的損耗，可用下式求?。菏街校骸蛰d電流百分?jǐn)?shù)；SN——變壓器額定容量，kVA另一部分是一、二次繞組的漏磁電抗損耗，其大小與負(fù)荷電流平方成正比，又稱變壓器無功漏磁損耗，可用下式求?。菏街校骸儔浩髯杩闺妷骸Ｗ儔浩骺偟臒o功損耗按下式計(jì)算：式中：——變壓器無功功率損耗，kvar。變壓器總能耗、效率變壓器綜合功率損耗指的是變壓器的有功損耗、無功損耗折算成有功損耗之和，可按照下式計(jì)算：式中：變壓器綜合功率損耗，kW；無功當(dāng)量值，指變壓器每減少Ikvar無功功率，引起連接系統(tǒng)有功損耗下降的千瓦值。變壓器二次側(cè)輸出功率與電源側(cè)輸入功率之比的百分?jǐn)?shù)，按下式計(jì)算：式中：——二次側(cè)功率因數(shù)。提高功率因數(shù)后，變壓器節(jié)約的有功和無功功率分別按下式計(jì)算式中：、——變壓器的有功功率節(jié)約值和無功功率節(jié)約值，kW、kvar；P2——變壓器負(fù)載側(cè)輸出功率，kW；、——提高前后的功率因數(shù)。由此可見，變壓器效率與變壓器負(fù)荷和損耗有關(guān)，與負(fù)荷功率因數(shù)有關(guān)。1.3變壓器的選擇變壓器型號的選擇作為變壓器的空載損耗，又稱鐵損，它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成，其值與鐵芯材料及制造工藝有關(guān)，與負(fù)荷大小無關(guān)，所以，在選用變壓器時，最好選擇節(jié)能型變壓器，如S9，SL9，SCB等。10kV級S11系列電力變壓器是全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的第二代節(jié)能型產(chǎn)品，它與之前S9系列相比,空載損耗降低8%左右,負(fù)載損耗降低25%左右，因它體積小、質(zhì)量小、損耗小、效率高，得到了廣泛的應(yīng)用。目前已經(jīng)發(fā)展到S11系列以上的產(chǎn)品，同時也開始出現(xiàn)了環(huán)繞鐵心和非晶體鐵心變壓器。非晶體鐵心變壓器空載損失已達(dá)到僅為S9系列的25%?30%的水平，對進(jìn)一步降低傳輸過程中的損耗能起到很大的作用。在目前的鋼鐵企業(yè)工廠供配電設(shè)計(jì)中，大部分的動力變壓器選用的都是S11型的變壓器，這樣考慮了經(jīng)濟(jì)效益，又實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)節(jié)能。變壓器負(fù)荷率的選擇一般的，變壓器負(fù)荷率為0.3?1時效率均可，為0.5?0.6時效率最高，在0.75?0.85時，變壓器的效率和經(jīng)濟(jì)性較平衡。設(shè)計(jì)時應(yīng)綜合考慮，按最佳效率選擇變壓器容量。在計(jì)算變壓器容量時，出現(xiàn)效率超過0.85時，變壓器可選擇放大一級。當(dāng)變壓器的負(fù)荷率小于0.5時，功率因數(shù)就顯著下降，通常負(fù)荷率維持在0.7左右。同時還應(yīng)考慮工作制式對變壓器負(fù)荷率的影響。對于長年持續(xù)生產(chǎn)其年最大負(fù)荷利用小時數(shù)據(jù)較高，亦即最大負(fù)荷的年損耗小時數(shù)較高，其配變負(fù)荷率在50%?60%之間較為節(jié)能，對于二班制企業(yè)其配電負(fù)荷率在60%?75%較為節(jié)能；對負(fù)荷變化較大，單班生產(chǎn)的企業(yè)，宜取較同的負(fù)荷率（80%?95%）運(yùn)行。某鋼廠設(shè)計(jì)中，所有設(shè)備的總負(fù)荷約為6500KVA,綜合考慮以上因素，最終選擇了6臺1600KVA的變壓器，負(fù)荷率約為0.65左右，從而保證了變壓器的效率和經(jīng)濟(jì)的同時并行。變壓器位置的選擇根據(jù)負(fù)荷分布、負(fù)荷容量、供電距離、用電設(shè)備特點(diǎn)等因素，放置變壓器的電氣室應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短配電半徑，降低線路末端的電壓降，有些情況下可根據(jù)負(fù)荷變化情況投切變壓器，實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，從而減少損耗。鋼鐵棒線材廠設(shè)計(jì)中通常根據(jù)負(fù)荷的分布，集中設(shè)立三個電氣室分別為加熱爐區(qū)電氣室，主電室，收集冷床電氣室。加熱爐電氣室通常設(shè)置在加熱爐平臺下，主要負(fù)責(zé)整個加熱爐區(qū)的電力負(fù)荷；主電室一般設(shè)置在軋線附近，主要負(fù)責(zé)整個軋機(jī)區(qū)的電力負(fù)荷；收集冷床電氣室一般設(shè)置在冷床區(qū)平臺下，主要負(fù)責(zé)收集冷床區(qū)的電力負(fù)荷。變壓器接線方式的選擇通常情況下選用Dyn11接線的變壓器，這種變壓器常應(yīng)用于以下情況：三相不平衡負(fù)荷超過變壓器每相額定功率的15%；需要提高單相短路電流值，確保低壓單相接地保護(hù)裝置動作靈敏度；需要限制三次諧波含量。目前大部分的鋼鐵廠設(shè)計(jì)中采用的是Dyn11接線方式的動力變壓器。輸電線路的節(jié)能選擇2.1無功補(bǔ)償在供配電系統(tǒng)中的某些用電設(shè)備如電動機(jī)、變壓器、燈具的鎮(zhèn)流器等都具有電感性，會產(chǎn)生滯后的無功電流，它要從系統(tǒng)中經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)臒o功電流，它要從系統(tǒng)中經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端，無形中又增加了線路的功率損耗。然而這部分損耗是可以避免的，通常采用并聯(lián)電容器的方法來進(jìn)行無功補(bǔ)償。電容器可產(chǎn)生超前無功電流以抵消用電設(shè)備的滯后無功電流，從而提高功率因數(shù)，同時減少整體無功電流。在具體設(shè)計(jì)時可采用高壓集中補(bǔ)償、低壓分散補(bǔ)償和低壓成組補(bǔ)償?shù)确绞?，可根?jù)具體情況選擇補(bǔ)償方式。某鋼廠項(xiàng)目中采用低壓成組補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ诿恳唤M低壓柜的兩頭均放置一臺無功補(bǔ)償柜，每臺無功補(bǔ)償柜的補(bǔ)償容量為600KVA。設(shè)計(jì)原理圖如下：補(bǔ)償前后的功率因數(shù)的變化如下：因此，企業(yè)采用無功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)達(dá)到國家規(guī)定的數(shù)值后，從源頭上減少了無功消耗，工廠在消耗同容量有功功率值時，使所需要的供電功率顯著下降，充分發(fā)揮了供電設(shè)備的能力，并且為企業(yè)帶來顯著節(jié)電效益，減少了企業(yè)的電費(fèi)支出。照明節(jié)能設(shè)計(jì)3.1光源的選擇燈具懸掛較高場所如高大車間、廠房及室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物等高效氣體放電光源，近些年來開始大力推廣LED燈。燈具懸掛較低場所如辦公室、教師、會議室及儀表生產(chǎn)等場所采用節(jié)能型熒光燈。路燈及室外設(shè)備區(qū)照明采用高壓鈉燈。在工廠照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，盡量少用或者根本不用白熾燈，這樣能達(dá)到一定的節(jié)能目的。3.2智能節(jié)能照明智能節(jié)能照明控制器是以微處理器技術(shù)和現(xiàn)代電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)的高性能產(chǎn)品，它具有靈活的可編程序控制功能，降低限壓幅度，開關(guān)燈時間任意設(shè)定，控制模式有時控、光控、手控，能實(shí)現(xiàn)全夜燈及半夜燈控制，且有后半夜再降壓調(diào)流功能，節(jié)能效果更理想。某鋼廠用LED燈對傳統(tǒng)的金屬鹵化物的燈進(jìn)行了替換，不改變原有燈具的布置及安裝高度，用120W的LED燈代替400W的金屬鹵化物燈。金屬鹵化物燈光通量有80%需要通過燈罩的反射和折射到達(dá)地面，這就產(chǎn)生了燈具效率系數(shù)的問題，設(shè)計(jì)中一般取0.4-0.6，而LED因?yàn)槎ㄏ虬l(fā)光，沒有經(jīng)過任何的折射和反射，所以這個效率系數(shù)接近1另外還有顯色指數(shù)和維護(hù)系數(shù)的區(qū)別，LED的顯色指數(shù)高出金屬鹵素?zé)魧⒔?0。根據(jù)光通量二光效X功率X燈具效率系數(shù)LED燈=130X120X1=*****LM金屬鹵素?zé)舳?5X400X0.5=*****LM通過上式的計(jì)算可以明顯的看出，用120W的LED燈代替400W的金屬鹵化物燈是完全沒有問題的，他們達(dá)到的光通量是完全一樣的結(jié)語以上