淺析純堿廠電氣設計中的節能措施

梁福成（青海鹽湖工業股份有限公司，青海 格爾木816000）

0 引言

能源的總量并不是取之不盡用之不竭的，低效的濫用能源的方式會對自然環境造成傷害。能源的減少導致其價格的增長，因此純堿廠需要盡快尋找出適用于自身企業的節能措施。不僅能降低企業成本投入，還能提高能源的使用率。

1 供電、配電系統的節能措施

純堿裝置本身的運作方式是快速持續的，一旦出現因電力提供不到位而迫使設備停止運行，造成的損失是不可估量的。這個設備的用電情況是達到二級負荷等級的，在供電、配電的系統中多選擇雙回路進線的方式來供電，單母線分段的方式來接線。根據生產環節所運用到相關機械設備裝置的用電特點、供電距離、負荷分配等情況，從而選出設備最適用的供電電壓。

對于負荷承載較為集中的區域，可分配專門的設備來進行分散配電，對于需要高壓電流的設備也從集中變配電的設備中進行電力輸送。為了防止一條線路突然停止輸電的情況出現，可進行變壓器分列的方式進行電力輸送工作，第一條停止送電、第二條母線可立即備自投投入送電，使得每一條母線都能獨自承擔起二級負荷的能力。從根本上保證了純堿設備的正常運行，大大減少了供電半徑，從而有效的降低了低壓電纜的使用數量，進一步減少了電能的損耗情況[1]。

2 變壓器的有效節能措施

變壓器的節能措施的核心就是降低消耗量，提升機械設備的工作效率。對于變壓器來說，能造成其損耗的主要方式有兩種：一種是鐵損一種是銅損。鐵損的另外一個名稱叫做空載損耗，通過計算會得到一定的數值（具體運算方式看式1），而這個數值與鐵芯的材質又有著一定的關系，但跟負荷的大小關系不大。與銅損計算方式正好相反，銅損的數值與負荷電流的平方呈正比例關系，銅損也有另外一個名詞叫做短路損失，但只有在其負載的電流是額定值的時候才能這么叫。

式中：ΔP——有功功率損耗；P0——變壓器空載損耗；Pk——變壓器短路損耗；β——變壓器負載率。

2.1 選擇節能變壓器

為了能夠真正的達到節能的作用，需要選擇相匹配的節能變壓器。這類型的變壓器在各方面的損耗數值都極低。像是S9、SL這類的變壓器相比之前的S7，所消耗能源的數值整整下降了15%左右的。現階段常運用S11類型的變壓器，屬于較為先進的變壓器種類。這類變壓器又比之前的S9系列的變壓器空載消耗足足下降了30%。不僅如此，其運用時所產生的噪音都有所降低。最新型的節能變壓器摒棄了原有繁復的疊片式鐵芯結構，選用了全新的結構體系，所消耗的電力更少了，全密封型的結構大大提升了其運行時的穩定性，同步提高的還有使用壽命，從而減少了變壓器的更換頻率。

2.2 確定負荷率

通關相關專業化的計算，能夠明確的得到變壓器消耗能源最低的階段，是其銅損值與鐵損值相同的時候。如果在計算中選取的相關參數不準確，就會造成變壓器選擇偏大的情況出現，在機械設備運輸、投入資金等方面會帶來不必要的麻煩。為了能夠選擇出最適用的節能變壓裝置，應選取負荷率在80%左右的。

3 降低線路損耗率

式中：Ijs——計算相電流；R——每相線路電阻。

對于一個工程來說，所運用到的電線、電纜的總數值是龐大的，再小的工程也會用到幾千米。想要真正的做到電能節約，減少配電線路的電能消耗的成果是可觀的。根據相關的計算方式（具體方式看式2）可知，用電導體的電阻情況跟電阻率成正比，跟用電線路的長度也成正比，唯獨與用電線路的截面積成反比的關系。想要降低線路損耗率可通過多種手段進行處理。

首先是從用電導體自身的材質出發，多選擇電阻率偏小的材質為主。由于鋁材料的電阻率要比銅材料的電阻率大，純堿裝置的環境具有一定的腐蝕性，所以現階段主要是選擇銅材質的電線、電纜運用在實際工程當中。其次是工程在進行線路組裝的時候，要減少繞遠的情況出現，要以短距離的線纜為主。為了滿足這一需求，變壓器的位置要與負荷中心的距離近，從而降低低壓線纜的使用總量。最后也是最重要的，要選擇出最合理的線纜截面積。選擇線纜面積主要是根據，線纜載流量大于實際工作電流的原則進行選擇的，而后運用電壓損失等方式進行校驗工作。這種選擇截面積的方式雖需要的資金投入量少，但實際的電能消耗還是比較大的。因此通過綜合資金成本投入的綜合考慮，最終使用的是經濟電流法來獲得線纜截面積。經濟電流法的名稱之所以有經濟，是因為開始投資金額和電能使用量綜合加起來數值是最少的。這樣截取出的面積會比第一種截取方式大一到兩倍。為了將相關的設計進行簡化，一般情況下是按照允許載流量的面積放大到兩倍，基本就會獲得較為合理的結果。根據經濟電流法選出的電纜，前期雖然投入資金比第一種多，但在3年左右的時間內就可以從節約出來的電費中得到回扣，有利于企業的長遠發展[2]。

4 提升相關系統的功率參數

在實際的供配電系統當中，除了有數量較多的感性負載設備，需要進行有功功率外，還要有部分分配給無功功率。這一點可以從提高系統的功率參數著手，能夠大大減少無功電流的出現，從而降低相關的總電流量，進一步加強了相同容量下變壓器提供電流的力度，從而達到節能的目的。實際的操作如下：第一種是提高設備的自然功率參數，這就需要將異步電動機與其它設備協調運作，其中變壓器的達到經濟型的運作狀態。控制電動機等設備的運行，在進行空載工作時最好是讓其不運作。在滿足相關條件的基礎下，是讓同容量的異步電動機機械不運作，而選取同步電動機機械進行調換。第二種就是要將靜電運行的電容器開展補償工作，選用無功功率的方式。可選用高壓電容器和低壓電容器相互配合的方式進行補償，相關設備就用同樣性能的電容器進行補償。

5 電動機部件節能措施

降低電動機的電能損耗主要通過提高其工作效率、提升其功率因素入手。在實際的電動機使用階段多采用由供應商配備好的相關設備，所以想要開展節能措施就要從運作階段開始。第一種就是對電動機開展就地補償工作。這種方式主要針對距離較遠、容量較大的電動機類型。第二種是從工業需要出發的，根據要求可采用變頻器設備，從而改變原有的運行轉速，進一步達到節能的結果。這種方式同樣適用于風機、水泵等設施，這類設備的節能效果更為顯著。

6 照明的節能設計

在不改變照明視覺效果、照明功率密度的情況下進行照明的節能設計，選擇出每個位置最適合的照明方式。一個廠子的占地面積是較大的，因此每個部位的照明情況也是不一樣的，對于照明的需求也不同。這種情況下常采用普通照明和局部細節照明相結合的方式，局部細節照明主要是針對有較高要求的位置進行的，對于無要求的位置只提供一般照明，從而達到節約電能的目的。局部照明中涉及到每一個位置才用的照明光源又不一樣。像是辦公室、操作室等環境多采用細管熒光燈、而制堿廠房選用高壓鈉燈為主。還要建立起科學合理的照明控制體系，根據實際需求進行劃分，采用不同的照明方式。比如說面積較大的公共場所可采取集中式的控制方法，像是走廊、衛生間可采用聲控燈的照明方式，進一步減少照明用電的使用量[3]。

7 結語

對于工業企業來說，開展節能型的工作模式，能有效為企業減少資金浪費。因此需要相關設計人員加大對于生產各環節的節能措施的關注，在正常生產的情況下真正實現經濟收益、社會效益和資源效益三贏的局面。