石化企業電氣系統降本增效的管理措施

2019年以來，針對國際國內經濟形勢嚴峻、原油價格波動劇烈，石化行業面臨“嚴冬”的經濟形勢，某石化企業為持續深挖潛效、落實好“節能降耗、降本增效”和精細化管理的工作要求，持續開展“節能降耗、降本增效”活動。該企業電氣專業為落實公司降本增效工作，從“節能降耗、降本增效”角度出發，持續排查梳理問題，并制定降本增效實施措施。每年年初制定《設備節電“降本增效”工作活動方案》，明確項目考核指標及考核方法，持續推動優化“大馬拉小車\"機泵、優化電氣運行方式、優化谷電比等措施落實落地，為公司實現生產經營目標貢獻力量。

1實施降本增效前的供電系統介紹

該企業供電系統配有兩臺自備發電機組、1座10kV 總配和9座 10kV 裝置區域用戶配以及16座0.4kV 低配，系統接線方式均為單母分段。正常運行方式為 10kV 系統和 0.4kV 系統均分列運行，母分開關熱備用。#1發電機額定功率為 15MW ，并在自備電站 10kVI 段母線上，通過熱電411線路與總配 10kVI 段母線并網;#2發電機額定功率為6MW，直接并在總配 10kV Ⅱ段母線上[1]

企業主要用電設備包括1400多臺電動機、700多臺電動閥 、4600 多盞現場照明燈等。其中，最大電動機功率為 3400kW ，還有3臺功率為 2600kW 的大型同步電動機。日常生產用電負荷在23.6＼～27.5MW 。

2從“節能降耗、降本增效”角度排查梳理問題

電氣系統為持續深挖潛在效益、落實好“節能降耗、降本增效”和精細化管理工作的總要求，從電氣運行方式、電動機匹配情況、用電方式、設備運行方式、變頻設備的操作方式等方面進行系統性排查梳理，主要問題分類如下。

2.1 電氣運行方式

企業為保障全廠用汽安全，將熱電站的兩臺爐子分段運行，導致一臺爐子的相關用電設備需要從總配吸收電量，降低了#1發電機發電量的自用率，提高了發電量的上網費。據統計，熱電站變電所I段母線的平均負荷為 1300kW ，全年用電量為 11388MWh ，上網電價為0.043元/度，一年的上網費為48.96萬元。

2.2 機泵大馬拉小車

按照機泵的設計負荷，核查電動機的實際運行負荷，先后發現15臺高低壓電動機存在大馬拉小車的情況。最典型的代表是熱電站鍋爐一次風機額定功率 710kW ，額定電流 49.5A 。原設計考慮鍋爐單爐運行情況，選用大功率電機。但實際運行情況為兩爐并聯運行，單爐一次風機運行電流僅為25A左右，鍋爐一次風量由風門擋板調節，年平均負荷率 50% ，能量損失巨大。

2.3變頻設備運行控制

在檢查變頻設備的投用及負荷控制情況時發現，部分設備存在由于生產操作的波動，機泵出口及系統管路調節閥需要跟蹤調節，有時會出現閥門關小卡量，而提高機泵變頻的現象，致使機泵能效降低，浪費電能，部分變頻設備長時間在 5% 以內的低負荷運行狀態。

2.4設計運行方式超實際裝置負荷

硫磺裝置設計硫磺產量 30kVa ，其燃燒供風系統設計3臺鼓風機，設計負荷下風機需要兩開一備，目前裝置負荷 10～15kt/a， 1臺鼓風機可以滿足要求。

2.5優化操作設備運行方式

（1）空分空壓裝置現有3臺空壓機，正常時兩開一備。機組設計流量 ，額定電壓 10kV ，額定電流50.5A，額定功率 735kW 。該空壓機運行模式有基本模式、進氣節流模式。3臺空壓機在基本模式運行時，運行電流均為46A；當模式切換為進氣節流模式后，C5101A電流由46A降至 44A C5101B電流由46A降至 40A ，節電效果顯著。

（2）循環水場共有4臺循環水泵P3401ABCD，其中P3401ABD設計流量 4750m³/h ，P3401C設計流量 2760m³/h 。平時正常運行2臺（一大一?。┭h水泵即可滿足生產要求，所以C機需長期運行。正常運行方式為 B/C 機或C/D機同時運行。經試驗發現在相同條件下 B/C 機同時運行的總功率為 機同時運行的總功率為 1267kW ，故B/C機同時運行比C/D機同時運行節電 120kWh 。

2.6改造優化設備運行方式

（1）脫硫脫硝系統：氧化鎂漿液罐因容積較大，2臺攪拌機需 24h 連續運行才能滿足生產要求，有較大的節能空間。

（2）臭氧系統：空壓機設計是通過內部風機對機組的冷卻液及排氣進行冷卻的，當環境溫度高于 30% 時，空壓機的排氣溫度接近干燥機跳機值 55^°C ，而空壓機的冷卻液溫度也在 102^°C 左右，接近空壓機109° 的跳機值，為確保設備安全運行，2臺冷干機需同時運行，此種運行方式既不安全也不節能。

2.7 照明節能改造

廠區照明燈具投用10多年后，很多燈具的防爆、防水、防塵、防腐性能已達不到要求，且節能效率低。

2.8設備查漏補缺及優化操作

臭氧發生器因漏點、鍋爐負荷和風量等因素導致負荷居高不下，有較大的節能空間。

2.9 功率因素控制

購電合同中約定公司總配與外電網2條聯絡線關口功率因數在0.9以上，電力公司予以獎勵。

2.10 優化用電

2023年簽訂的購電合同取消了谷電比的限制后，可利用自備發電機組在尖峰和高峰用電時段多發電、低谷用電時段少發電的優化操作，實現多用低谷電的目的（峰谷電價差為0.65元/kWh），達到降本增效。

3降本增效項目實施措施

（1）優化電氣運行方式。2018年在熱電站變電所加裝一臺快切裝置后，當熱電站進線1故障“晃電”時，快切裝置將會先跳開進線1開關，然后帶著發電機合進線2開關，實現電源的快速切換。因此該企業將熱電站變電所的電氣運行方式改為I段進線開關運行和母分開關運行，Ⅱ段進線開關備用，實現I、Ⅱ段母線并列運行，以提高發電機發電量的自用率，減少上網費。

（2）一次風機是火力發電廠運行的重要輔機，傳統風機運行方式為工頻定速，只能通過調節風門開度大小來調節風量[2]。針對此問題可通過變頻改造實現節能。其他“大馬拉小車”機泵均可通過變頻改造或對機泵葉輪進行適當切割（去級），降低機泵揚程，減少實際電能消耗，實現節能。

（3）變閥調節就是利用改變管道閥門開度來調節泵與風機的流量[3]。針對此類問題，可以通過實驗將機泵出口閥全開，利用變頻自動控制液位及流量，設定變頻器控制的最佳節能值。同時將可關停的低負荷運行的變頻設備執行關停處理，從而加強變頻器控制的優化管理。

（4）針對硫磺鼓風機開1臺即可滿足生產需求的情況，通過對鼓風機單臺運行的風險和效益進行綜合分析評估后，認為效益大于風險成本，因此停運1臺鼓風機以節省用電量。

（5）操作優化設備運行方式

① 針對空分空壓裝置C5101A/B空壓機在進氣節流模式下運行更節能，將空壓機運行模式由基本模式改為進氣節流模式，降低電機運行功率。

② 針對相同條件下循環水泵B/C機同時運行的總功率比C/D機同時運行的總功率小 120kW 的情況，通過對循環水泵投用方式的優化管理，達到節能降耗的目的。

（6）改造優化設備運行方式

① 針對脫硫脫硝系統氧化鎂漿液罐容積較大，兩臺攪拌機需 24h 連續運行才能滿足生產需要的問題，對氧化鎂漿液罐進行改造，縮小容積，實現單臺攪拌機運行，降低電能消耗。

② 針對臭氧系統空壓機的2臺冷干機需同時運行，既不安全也不節能的問題。經分析，在原空壓機的出口空氣總管線處增設2臺水冷換熱器后，可把壓縮空氣溫度降至 左右。改造完成后，在7—10月份冷干機的運行方式由2臺同時運行改為單臺運行，而12—2月份冷干機的運行方式由單臺運行改為全部停運。

（7）廠區照明燈具投用超10年，很多燈具的防爆、防水、防塵、防腐性能已達不到要求，且節能效率低，對廠區照明燈具進行了分批節能改造。

（8）通過對臭氧查漏、堵漏及進一步調整鍋爐負荷和風量的關系，平衡低氧燃燒與二氧化硫富氧燃燒的最優結果，有效利用臭氧，降低能量損耗，實現節電的目的。

（9）公司總配與外電網2條聯絡線關口功率因數達到0.90以上，可以得到電力公司獎勵。通過自備發電機組和無功補償裝置的調節手段將功率因數控制在0.95以上，獲取相應獎勵。

（10）企業以2023年外購電谷電比不受限為契機，成立“谷電比優化”項目攻堅小組。在企業領導的統籌安排下通力合作，在不增加生產成本和不降低現有效益的基礎上，通過平衡燃煤、瓦斯、蒸汽等手段，利用自備發電機組在尖峰和高峰用電時段多發電、低谷用電時段少發電的優化操作，實現多用低谷電，達到降本增效的目的。

4降本增效項目實施成果

（1）該企業通過持續優化大馬拉小車機泵、電氣運行方式、谷電比等措施，在2019—2023年間累計節省用電量1932.07萬度、減少上網電量3695.09萬度、多發電221.09萬度、多用低谷電101.75萬度，累計降本增效1831.48萬元。

（2）通過5年的降本增效工作，該企業日常生產用電負荷由23.6＼～27.5MW下降至 22～26MW ，有效解決了企業在抗臺風期間孤網運行時壓減負荷的困難。

5結語

目前國際國內經濟形勢嚴峻，原油價格波動劇烈，石化行業面臨“嚴冬”的經濟形勢仍在持續，企業生產、經營形勢日趨嚴峻，盈利空間不斷被壓縮。企業如何從管理中要效益，采取持續優化“大馬拉小車”機泵、優化電氣運行方式、優化谷電比等設備節電的“降本增效\"措施，是扭轉目前形勢嚴峻的重要措施，為同類企業提供借鑒和推廣價值。

參考文獻：

[1］郭文武.發電機組孤網運行的解決方案[J].電工技術，2016（7）：120-121.

[2］楊健.湛江電廠一次風機變頻改造的設計與應用[J].電工電氣，2023（9）：38-42.

[3］相玲.變頻調速技術在風機、水泵節能改造中的應用[D].北京：華北電力大學，2012.