現場設備節電改造技術研究

孫 峰

（山東鋁業公司氯堿廠，山東淄博 255051）

現場設備節電改造技術研究

孫 峰

（山東鋁業公司氯堿廠，山東淄博 255051）

介紹了氯堿廠設備節電改造技術，重點是為了提高功率因數、平衡三相阻抗、減少設備維護量，延長設備使用周期。

節電改造；功率因數；經濟效益；設備壽命

1 節電改造的必要性

對企業而言節電最大的效益就是節省電費開支，降低成本，增加經濟效益。節電改造投資可回收，回收期2~3a，企業長期經濟效益非常可觀。

節電改造的應用，即可以延長設備的壽命，又能減少設備損壞率及其設備更換和維護費用，減少了因設備故障停機而直接影響到生產所造成的巨大損失，同時減少電力擴容的資本，其綜合經濟效益十分顯著。

2 現場用電設備分析

通過對氯堿廠部分設備運行情況的調查發現，部分負載電源供給并未按負載實際所需匹配，實際運行效率并不理想，其主要原因是可調性能差難以根據實際所需變化，部分循環泵等設備在運行時一直處于滿負荷情況下運行，但是在實際生產中并不需要如此大的流量或壓力即可滿足生產，而且此類設備在設計選型過程中，通常總是把系統的設計最大流量和壓力的一定倍數作為選擇泵型的設計值，所以正常生產時的流量和壓力富裕度達20%~30%是比較常見的，而這部分富裕的流量和壓力對于生產的幫助并不大，但是其損耗的能源卻相當多，等于此部分白白浪費了電能卻沒有帶來相應的回報。通過控制閥門開度雖然能夠調整流量大小，但是電機的輸出功率沒有成比例減少，電能的浪費依然存在；而改變電機的運行曲線也可以得到同樣的目的，并且其運行的可靠性是經過驗證的[1]。

節電改造是將各泵改成可調節的變性負載，依據生產變化適時調整電機功率和調節流量輸出，既能滿足生產需求又能實現節能，還能為用電設備提供多種保護功能，特別是其軟起功能可以減小設備啟動時對電網的沖擊，減少設備故障率，延長使用壽命；如此既可以滿足工藝需求又能達到節能的目的。

3 節電效果分析

對于泵或風機類負載而言，調節電動機的動態功率可以滿足生產工藝對流量與壓力的需求。傳統的泵類幾乎都是在用閥門調節流量，閥門開啟度降低，工藝流量降低，在一定程度上可以節約電能，但是在相同需求流量下，閥門開啟度越低，耗電量越大。各種水泵設備原來管道進口閥門全開，出口開度不一，安裝節電設備后，進出口閥門全開，在減少閥門和管網對負載的阻力方面可以得到很好的節能效果[2]。

3.3.1 改變管網與負載特性

當電動設備處于半載、輕載、滿載、超載時，通過控制系統，根據負載的工作狀態，動態跟蹤調整供給設備的電壓、電流、功率、功率因數等達到轉距與負載精確匹配，并選擇性配置各類傳感器達到恒壓供水、供氣等效果，使電動設備保持在最佳、最經濟的運行狀態。

3.3.2 提高功率因數

正常情況下，企業為了提高功率因數，通常是在變電站安裝電容補償裝置，其功率因數可在0.9以上。但對現場設備而言，所在電網功率因數正常情況都在0.85左右，此情況下電機實際的有用功率很低。設備長期處于低效率下運行，既增大了設備的無用功，又浪費了大量的電能。節電改造通過檢測輸入的電流和電壓，在應用算法中分析兩者之間的相位關系，根據電機運行中負載的變化，實時調節輸出的電流和電壓的相位角，實現不用補償電容裝置而快速、適時的調整功率因數的目的，提高有功功率，降低無功功率，功率因數可達到0.96以上。功率因數的提高，無功功率降低，設備有效利用率提高，總體節能效果可達3%以上。

3.3.3 平衡三相阻抗、解決負序做功

在實際應用過程中，電能傳輸的方法和質量的不同，電機廠家生產設計的差異等情況都會在運行時產生負序分量和零序分量，此現象即是三相阻抗不平衡。

三相阻抗平衡技術應用到節電改造中，重建電機模型，使電動機的三相電流保持平衡，減少了電能的浪費，從而發揮較好的節電效果。有利于解決電機線圈發熱，電能利用率的提高，以及電機本身效率的提高，實現節能效果達2%以上。

4 效益分析

選取有代表性的設備進行節電改造研究，利用數據進行對照，總結如下。

1）電機啟動平滑，啟動電流沖擊較小，設備故障明顯減少，維護費用減少，使用壽命提高。

2）電機使用效率得到提高，設備的維護量減少，人力物力資源的消耗減少。

3）電機的適應性更強，工藝和設備環境得到改善。

4）功率因數的提高，節省了電容補償裝置費用，降低了線路損耗，增加了電網的穩定。

5）可配套使用計算機工控系統，采用工業標準通訊方式，提升系統的自動化水平。

[1] 鄒常茂，韓慶軍.國內智能照明節電器設備的現狀與技術特性[J].節能與環保，2003，（12）：52-53.

[2] 葉汝裕.水泵風機的節電及技術改造[M].重慶：重慶大學出版社，1990.

Research on Energy Saving Technology of Field Equipment

Sun Feng

Introduces the energy saving technology of chlor-alkali plant equipment，focusing on improving the power factor，balancing the three-phase impedance，reducing the equipment maintenance and extending the equipment life cycle.

energy saving；power factor；economic benefit；equipment life

F273.4

B

1003–6490（2017）05–0059–01

2017–04–10

孫峰（1984—），男，山東淄博人，工程師，主要從事氯堿廠電氣儀表技術改進、現場設備維護等工作。