技术节能方法介绍

作者:拉菲官网 发布时间:2020-07-11 22:20

  技术节能方法介绍。节能技术体系 节能技术原理介绍 XX 技术发展有限公司 二○○七年一月 节能技术体系 目录 1. 三电联电网平衡节电系统模块 ........................ 4 1.1. 产品概

  节能技术体系 节能技术原理介绍 XX 技术发展有限公司 二○○七年一月 节能技术体系 目录 1. 三电联电网平衡节电系统模块 ........................ 4 1.1. 产品概述 ....................................... 4 1.2. 节电原理 ....................................... 4 2. 冷热风排放回收节能系统模块 ........................ 5 2.1. 工作原理 ....................................... 5 2.2. 产品功能和特点.................................. 6 3. 三恒智控系统模块 .................................. 7 4. XX 型热能系统模块——比燃油锅炉节约 50%-90%......... 9 4.1. XX 型热能系统模块的四大优点 ..................... 9 4.2. XX 型热能热水机组原理 ........................... 9 5. 绿色照明系统模块 ................................. 11 6. XXXN 型蓄能式中央空调系统模块 ..................... 12 6.1. 蓄能空调系统模块的意义 ......................... 12 6.2. XXXN 型蓄能式中央空调系统模块运行模式 .......... 13 6.3. XXXN 型蓄能式中央空调系统模块特点及优势 ........ 14 6.4. XXXN 型蓄能空调系统的分类 ...................... 15 6.5. 动态蓄冰机组模块节能系统的比较优势 ............. 16 7. 分布式能源系统模块——热电冷三联供系统............ 17 8. 余热回收系统模块 ................................. 20 8.1. 冷水机组余热回收............................... 20 8.2. 蒸汽冷凝水回收................................. 21 节能技术体系 8.3. 回收塔余热利用................................. 21 8.4. 锅炉烟气余热回收............................... 21 8.5. 中水废水余热回收............................... 21 9. 电力系统节能 ..................................... 22 9.1. 电网三相平衡系统节能 ........................... 22 9.2. 无功补偿系统节能............................... 22 10. 动力系统节能 ..................................... 22 11. 锅炉系统改造节能 ................................. 23 12. 照明系统节能 ..................................... 24 13. 空调系统节能 ..................................... 25 14. 电梯系统节能 ..................................... 27 15. 用水系统节能 ..................................... 28 16. 绿色植被系统节能 ................................. 28 17. 外维护结构系统节能 ............................... 28 18. 建立能效管理中心(设置中控室) ................... 29 19. 注塑机节能 ....................................... 30 20. 电机相控器节能 ................................... 34 21. 衣车节能 ......................................... 37 节能技术体系 部分机组模块节能原理介绍 1. 三电联电网平衡节电系统模块 1.1. 产品概述 三电联电网平衡节电系统模块运用了全新的设计理念,采用先进的电 磁平衡技术,使三相输出的电压、电流趋于平衡和稳定,并可调整过剩电 压、降低启动电流、抑制高次谐波、过滤浪涌和瞬流、从而改善用电品质, 同时提高用电设备的使用效率,延长其使用寿命。 1.2. 节电原理 ? 平衡三相电流和电压 利用“平衡控制变压系统”绕组的相互交叉连接,可以消除各相位间 的电压和电流的不均衡,维持控制其平衡性。这种特殊绕组,可以相互补 偿铁心的磁通量,最大限度地控制各相感应电动势的一致性,从而保持三 相平衡,降低零线电流等额外损耗,它是最新一代可以改善电力消费状况 的高新技术产品。 ? 抑制高次谐波 三电联电网平衡节电系统模块中,专门设计了一套特殊的滤波绕组, 该滤波绕组和节电器绕组完美结合,它不仅能有效地将有害谐波拒之门外, 同时还可以缓冲电网电压的瞬变和浪涌电流。 节能技术体系 ? 减少电动机的启动电流 动力用电中,感性负荷在启动达到最初转速的一段时间内,会造成大 量冲击电流。从图中可以看出,因为电动机在启动时阻抗极小,启动电流 一般为额定电流的 3-5 倍。所以,将电网平衡节电机组模块节能系统应用 在多台或群控多台小电机的负荷中,会有更明显的节电效果。 ? 有效调节过剩电压 三电联电网平衡节电系统模块的设计可针对用户的实际用电情况调整 过剩电压、减少用户端的浪费,提高用户的经济效益。 三电联电网平衡节电系统模块节电率可达 10%—20%。 2. 冷热风排放回收节能系统模块 2.1. 工作原理 中央空调的新风和排风在进出房间前先进入该设备,使新风和排风在 通过高效静止热回收器和新型对流式热交换材料时进行全热交换,既保证 了室内空气的清新流通,同时借助于排风的能量预处理新风,在夏季和冬 季可以使新风获得降温减湿或增温加湿处理,从而使能量得到有效的回收, 节能技术体系 大幅度地降低空调系统的运行费用,节约能耗 20%以上。 2.2. 产品功能和特点 ? 双向换气,采用同功率双风机同步运作、双向牵引,使室内排风与室 外新风等量、同步进行交换,送、排风同时进行新风和旧风完全分离, 使室内环境十分安全舒适,将室内的污染空气排至室外。 节能技术体系 ? 工艺先进,把过滤器与热交换器结合在一起,有效缩小了设备体积, 降低了造价,安装方式灵活、简便,具有良好的设计适应性。 ? 节能高效,静止热回收器和新型高效对流式热交换材料的使用,大大 提高了室内空气能量回收效率,从而显著降低了中央空调系统的日常 运行费用,增加了潜热的回收,无疑使全热交换新风换气机换热的效 率有了显著的提高。 ? 空气纯净,通过对新风双重过滤和透过形工作,使新风中的悬浮颗粒 及有害气体、有毒物质在新风与排风对流互换时得到彻底性捕捉,从 而使进入室内的新风清爽、纯净、氧气含量充分。 ? 环保,采用高性能、高效率的风机,一体化的结构大大降低了处理设 备的噪音和污染性,满足环保要求。 ? 使用、保养方便,全热交换新风换气机有多种机型,适用于不同的场 所。由于采用的一体化结构,用户只需正确地接通电源和送、排风口, 即可使用。平时,用户打开保养窗口,取出过滤器对其清洗即可,保 养也很方便。 3. 三恒智控系统模块 该技术是基于现场总线技术、负荷预测模糊控制技术、变频技术及闭环 负荷随动技术,它优化系统的运行效率,对系统实时监控并进行能量管理。 它的节能来自三个方面:一是利用变频技术调节风机、水泵的风量、流 量大幅度节能;二是提高设备的运行效率而节能;三是充分利用环境中的 冷热量。 节能技术体系 慧生能源客户服务中心 Inter网 企业管理级服务器 总经理 以太网 珠海某酒店 副总经理 工程师站 工控机1 操作站 工控机2 现场总线(现场以太网总线) 打印机 通 热水 信 PLC 模 块 通 ……………. 信 模 块 冷冻站 PLC 1# 空 调 机组变 频器 26# 空 ….. 调 机 组 变频器 温水阀热水 度位门泵泵 冷冷冷冷冷冷排吸 冻冻却却冻却气气 水水水水水水压压 出回出回压压力力 水水水水力力 温温温温 度度度度 冷冷冷冷冷 却却冻水水 塔水水机机 泵泵组组 一二 离心风机水泵都有这样的特性:流量 Q 与转速 n 成正比,压力 H 与转 速的平方成正比,轴功率 P 与转速的立方成正比,即 Q=k1n,H=k2n2,P=k3n3。 由此可见通过调节转速调节流量,能够显著节能。例如:当 Q1=80%Qe 时, P1=(80%心)3Pe=51.2%Pe,此时节能 48.8%,当 Q2=60%Qe 时,P2=(60%) 3Pe=21.6%Pe,此时节能 78.4%。通常可节能 30%~70%。而传统的方法是改 变阀门的开度调节流量,这是一种耗能调节,是一种最为落后的方式,从 根本是解决不了节能的。 节能技术体系 通过优化系统运行还能明显降低能耗,提高整个冷暖热水系统在运行 中的经济效益,降低大楼能耗成本。 4. XX 型热能系统模块——比燃油锅炉节约 50%-90% 4.1. XX 型热能系统模块的四大优点 XX 型热能系统模块,是基于逆卡诺循环原理,揉合慧生能源公司自己 研发的专利技术,建立起来的一种高效节能和优质环保的制热制冷技术产 品,它整合和利用建筑物各体系热源资源,合理配置了建筑物冷暖热水系 统中所有设备的优质效果,通过自然能获取低温热源,经系统高效集热整 合后成为高温热源,用来制取热水和为制冷提供能源,整个系统制热和制 冷效率甚高。 XX 型热能系统模块有四大优点,第一是节能,有利于能源的综合利用; 第二是无污染排放,有利于环境保护;第三是冷热结合,设备应用率高, 节省投资,第四是电驱动,使得调控比较方便。因此 XX 型热能系统模块受 到社会和市场的高度关注,它开辟了建筑物冷暖热水资源综合利用和节能 技术之先河。 XX 型热能系统模块是二十一世纪的一个能源技术,通过热泵利用自然 能和慧生能源公司专利技术,提高能效的利用。能效的利用有两个含义, 从环境角度来讲,可以减少温室气体的排放,减少对环境的有害的因素, 从另外一个方面来说,就是解决电力高空负荷的一项技术整合。 4.2. XX 型热能热水机组原理 XX 型热能热水机组遵循能量守恒定律和热力学第 2 定律,运用热泵的 原理,只需要消耗一小部分的机械功(电能),将处于低温环境(大气或地 节能技术体系 下水等)下的热量转移到高温环境下的热水器中,去加热制取高温的热水。 热泵可以与水泵相比拟,水是不能自发地从低处流向高处,要将低处的水 输送到高处,必须用一台水泵,消耗一部分电力,才能将水送到高处的水 箱中。同样,根据热力学第二定律,热量也是不能自发地从低温环境向高 温环境中转移(传送),而要实现这个目的,必须要有一台机器,消耗一部 分机械功(例如电能),才能将低温环境中的热量传送到高温环境中去。这 样的机器就称之为热泵。热泵的作用是将空气中或低温水中的热量取出, 连同本身所用的电能转变成的热能,一起送到高温环境中去应用。 工作原理图 以 1000 公斤(1 吨)15℃的冷水,加热至 55℃的热水,需要 40000 千 卡的热量为例,将各种成本对比如下: 名称 热量 实际热值 价格 成本 节能技术体系 电热水 40000 千 (860 千卡/度×热效率 ÷ × 1.1 元/度 =56.84 元 器 卡 90%) 40000 千 (10800 千卡/㎏×燃烧 液化气 ÷ × 6.7 元/㎏ =38.18 元 卡 效率 65%) 管道煤 40000 千 (26000 千卡/立方×燃 13.5 元/ ÷ × =31.99 元 气 卡 烧效率 65%) 立方 柴油锅 40000 千 (10300 千卡/㎏×燃烧 ÷ × 5.3 元/㎏ =27.43 元 炉 卡 效率 75%) 40000 千 (860 千卡/度×热效率 热泵 ÷ × 1.1 元/度 = 12.8 元 卡 400%) 可见采用热泵技术是最省钱的,按现在的电价及油价来算,与柴油锅炉 相比节约率为 53.4%,与电热水器相比节约率为 77.5%。 5. 绿色照明系统模块 绿色照明系统模块是针对落后电感镇流器系统进行翻新改造的一种改 造易、投资低、效益高,现实可行的措施。 中国潜在的可改造对象保守估计不少于 20 亿只。仅去年(2005 年)中国 就制造了 3 亿只耗能的荧光灯电感镇流器.而用绿色照明系统每改造一亿只 旧式电感镇流器灯具,每年就可节约 50 亿度电。 除上述节约能源,资金等经济效益外,绿色照明系统由于克服了旧系 统的频闪及显色性差等弱点,还给人们带来有益身心健康,改善学习,工 作与生活条件的高品质光环境(对儿童护眼尤为重要)。再有,与目前偏及 节能技术体系 全球的数十亿只寿命短又不可置换从而造成工业污染的一体化紧凑型节能 灯形成强烈对比,绿色照明产品不论 T5 灯管还是电子镇流器都极便于更换 与维护 。 特色与优势 ? 节能 用本产品改造 T8/T12 照明系统,照度提高 20%-40%的同时, 还可能节能 40%-60%. ? 高效 系统效率(LPW)是旧系统的 2.0-2.4 倍. ? 高显色 采用三基色荧光粉 CRI82,而旧系统仅为 60-70 左右. ? 寿命长 T5 灯管寿命在 12,000-20,000 小时,EBM 产品寿命更长达 10 年以上(质保三年). ? 配光佳 配光曲线更优化,角度更广,光强更高,更均匀. ? 环保 绿色照明产品,原材料使用降低,节约稀土资源,有利于国家 环保建设. ? 易改造 只需取下旧启动器与灯管,就可直接将 EBM 安装上。(若有并 联 PFC 电容,应剪去). ? 护眼 高频率运作,无频闪,保护眼睛. 6. XXXN 型蓄能式中央空调系统模块 6.1. 蓄能空调系统模块的意义 改革开放以来我国电力需求增长非常迅速,尤其是一天内用电高峰与 低谷差距在不断拉大,电网运行的不均匀情况日趋严重。高峰用电量中空 调用电就占了 40%以上,使得电力系统峰谷差急剧增加,电网负荷率明显下 降,这极大影响了发电的成本和电网的安全运行。 节能技术体系 XXXN 型蓄能式中央空调系统模块是近年来我公司研究开发的一种实用 资源综合利用技术,由于可以对电网的电力起到移峰填谷的作用,有利于 缓解电力紧张和节省国家在电力建设方面的投资;同时,由于峰谷电价的 差额,使用户的运行电费大幅下降,因此推广使用 XXXN 型蓄能式中央空调 系统模块是一项利国利民的双赢举措。 6.2. XXXN 型蓄能式中央空调系统模块运行模式 蓄能空调按使用负荷分为两种形式: 全负荷蓄冷和部分负荷蓄冷 全负荷蓄冷是将电力高峰时段的冷负荷全部 转移到低谷和平峰时段,用电高峰时段制冷机不 运行,供冷量全部由用电低谷和平峰时段蓄能的 冷量来承担。运行费用显著降低,但需配置较大 的制冷机和蓄能装置设备投资较高,且蓄能装置 占地面积大。全负荷蓄能选型如右图所示,全天所需冷 B 全部由低谷和平 峰时段所蓄存的冷量 A+C 供给。 部分负荷蓄冷是将电力高峰时段的冷负荷部分转移到低谷和平峰时 段,即电力高峰时段所需的冷量部分由蓄能装置 供给,部分由制冷机供给。用户初投资和运行费 用均较低,广泛运用于宾馆、公寓、酒楼、办公 大楼、购物商场、厂房以及医院等各类工业、民 用建筑。 部分负荷蓄能选型如左图所示,高峰 时段所需部分能量 B2 由制冷机直接提供,部分能量 B1 由低谷和平峰时段 节能技术体系 所蓄存的冷量 A+C 供给。 6.3. XXXN 型蓄能式中央空调系统模块特点及优势 XXXN 型蓄能式中央空调系统模块代表着当今世界中央空调的先进水 平,预示着中央空调的发展方向,有如下优点: ? 减少冷水机组容量,总用电负荷少,减少变压器配电容量与配电设施 费。 ? 利用峰谷荷电价差,大大减少空调年运行费。 ? 使用灵活,节假日部分办公楼使用的空调可由融冰提供,节能效果明 显。 ? 可以为较小的负荷(如只使用个别办公室)融冰定量供冷,而无需开 主机。 ? 具有应急功能,提高空调系统的可靠性。 ? 上班前启动时间短,只需 15-20 分钟即可达到所需温度,常规系统约 需 1 小时。 节能技术体系 ? 空调系统智能化程度高,可以实现系统的全自动运行,而且具备与大 楼的 BAS 接口,是目前世界上最先进的空调系统。 6.4. XXXN 型蓄能空调系统的分类 ? 静态蓄冰:蓄冰装置和储冰装置为一体,蓄冰过程中冰一直附着在 蓄冰装置上,蓄冰过程一次冻结完成,故称为静态蓄冰。 静态蓄冰系统示意图 压缩机 冷凝器 接 冷 节流阀 却 系 统 蒸发器 乙 二 醇 泵 蓄冰槽 冷 冻 水 接 末 乙 二 端 醇 泵 板换 普通水泵 ? 双工况冷水机组 ? 乙二醇循环系统 ? 动态蓄冰:蓄冰装置和储冰装置分离,蓄冰过程中冰结到一定厚度 通过机械的方法或重力与制冰装置分离,输送到储冰装置中,蓄冰 过程是多次冻结完成,故称为动态蓄冰。 动态蓄冰系统示意图 接冷却系统 压缩机 冷凝器 节流阀 蓄冰槽 蒸发器 普通水泵 冰水接末端或板换 ? 滑落式片冰冷水机组 ? 双功能冷水机组(制冷/制冰) 节能技术体系 6.5. 动态蓄冰机组模块节能系统的比较优势 系统简单 动态蓄冰机组模块节能系统采用制冷剂直接蒸发制冰,无需乙二醇循 环系统。 蓄冰直观 动态蓄冰机组模块节能系统制冰时在蒸发板上形成片状冰,通过热气 脱冰的方法,片状冰破裂成碎片冰保存在蓄冰槽中,结冰过程可见,蓄冰 槽中冰量也可见; 融冰性佳 动态蓄冰机组模块节能系统融冰特性较好,融冰时冰与水直接接触, 片状冰具有极大的表面积,换热效率高,在融冰初期和终期均可保持恒定 的出水温度; 效率较高 动态蓄冰机组模块节能系统制冰时由于没有乙二醇中间换热环节,制 冷剂直接蒸发制冰,机组蒸发温度比常规静态蓄冰方式高 3℃-5℃,制冰时 的能效比高 10%-15%。 冷热共槽 动态蓄冰机组模块节能系统制冰与蓄冰分离,蓄冰槽中储存的只是冰 和水,所以蓄冰槽既可作为夏季蓄冰槽,也可作为冬季的蓄热槽; 节省空间 动态蓄冰机组模块节能系统由于没有乙二醇中间换热环节,同时蓄冰 槽可用作蓄热槽,所以动态蓄冰机组模块节能系统所需机房面积最小; 节能技术体系 维护方便 动态蓄冰机组模块节能系统制冰与蓄冰分离,蓄冰装置维护的工作量 少,且维护简单,不影响系统的正常使用,维护费用低; 施工期短 由于动态蓄冰机组模块节能系统采用制冷剂直接蒸发制冰,无乙二醇 中间换热环节,机组均在生产厂整体装配,系统简单,现场安装的工程量 少,施工周期短; 成本较低 动态蓄冰机组模块节能系统综合成本较低,由于动态蓄冰机组模块节 能系统采用制冷剂直接蒸发制冰,无乙二醇中间换热环节,同时可实现蓄 冷槽和蓄热槽共用,系统简单,系统初投资省,机房面积省。 同时由于动态蓄冰机组模块节能系统蓄冰效率高,系统运行费用与冰 球式和盘管式蓄冰系统相比最低;如保修期后 5 年内每年维护费用只是系 统价格的 2%左右。 性能可靠 动态蓄冰机组模块节能系统一体化设计,工厂化组装,出厂前进行制 冷、制冰运行检验,确保系统的可靠性,简化设计的难度,为用户使用提 供高度保证,全球七百多用户共同的选择。 7. 分布式能源系统模块——热电冷三联供系统 分布式能源系统模块是一种建立在能量的梯级利用概念基础上,将制 冷、供热(采暖和供热水)及发电过程一体化的多联产总能系统,是同时生 产电能(或机械能)、热能和冷媒水的一种联合生产方式,由热电联产 节能技术体系 (cogeneration)发展而来,是热电联产技术与制冷技术(吸收式或压缩 式)的结合。作为一种新型的能源生产、供应系统以其能源利用效率高的 特点在西方国家得到了普遍的应用。目前我国结合城市集中供热的优势和 成功经验也开始逐步推广此项技术,最早于 1992 年在山东淄博展开了住宅 项目的试点,经过十多年的运行展示了其良好的经济效益和综合环境效益。 中华人民共和国《节约能源法》第 39 条明确规定:国家鼓励发展热 电冷联产技术的法律,是实施可持续发展战略、落实环保基本国策和提高 资源综合利用率的重要行政规章。2000 年由国家发展计划委员会、国家经 济贸易委员会、建设部和国家环保总局联合下发了计基础[2000]1268 号《关 于发展热电联产的规定》,旨在推进热电冷联供的运用。中国人口众多, 自身资源有限,积极发展分布式能源技术,推动新型能源服务体系的普及, 是解决当前能源供应困难的正确途径。人口、资源和环境问题目前依然是 中国面临的最大挑战,中国发展的唯一选择就是全力提高资源的利用效率, 最大限度地减少环境污染。 分布式能源系统模块通常由发电机组、溴化锂吸收式冷(热)水机组 和换热设备组成。热电冷联供系统将高品位能源用于发电,发电机组排放 的低品位能源用于供汽、供热、制冷,实现能源的梯级利用,提高能源的 综合利用率。概括起来,热电冷联系统具备如下优点: 1、节能:分布式能源系统模块将发电过程中产生的废热用来供汽、供 热、制冷,充分利用了一次能源。 2、环保:分布式能源系统模块可采用多种洁净能源,燃烧排放物对环 境无污染。 节能技术体系 3、安全:采用分布式能源系统模块后,其供电不受电网限制,确保了 用户的供电安全,避免了拉闸限电造成的经济损失。 4、平衡能源消费:分布式能源系统模块减少了城市电网的电力消耗, 并增加了其他能源消费,对缓解电力紧张,平衡能源消费具有积极作用。 5、电力削峰:减少了用电高峰时段的电网负荷,对缓解城市电网供电 紧张状况有良好、明显的效果。 分布式能源系统模块可以广泛应用于同时具有电力和空调需求的场 所,如工厂、医院、大型商场、生活小区和工业园等。 根据分布式能源系统模块中发电机组的不同及系统主要功能的不同, 分布式能源系统模块可分为以下三类: 1、以蒸汽轮机为发电机组的分布式能源系统模块,其主要功能为供热 和供电(如热电厂),夏季将一部分(或全部)供热能力转换成供冷能力, 从而实现热电冷联供。 2、以燃气机和蒸汽轮机为发电机组(即燃气轮机----蒸汽轮机联合循 环发电)的分布式能源系统模块,系统主要功能是发电、供冷(热)是次 要功能。 3、供热(冷)及供电并重的区域式分布式能源系统模块(CCHP)或建 筑物内的分布式能源系统模块(BCHP),系统中的发电机组可采用燃气轮 机发电机组(包括微燃机)、内燃机发电机组、外燃机发电机组或燃料电 池。 分布式能源系统模块装置的选择范围很大。就动力装置而言可选择外 燃烧式蒸汽动力装置和内燃烧式燃气动力装置;就制冷而言可选择压缩式、 节能技术体系 吸收式或其它热驱动制冷方式,还可以根据用户性质、条件选择大规模热 电冷联产生产装置和设在用户现场的三联产装置。分布式能源系统模块流 程也有许多优选的余地。 热电冷负荷的预测是热电冷优化配置的基础,负荷预测的准确程度将 直接影响到分布式能源系统模块机组的选型和将来的经济运行。 8. 余热回收系统模块 余热回收系统模块在技术上主要是利用热交换原理将各类设备废热全 部或部分回收,然后,通过热交换产生 45℃-70 ℃的热水,并加以利用。 8.1. 冷水机组余热回收 在冷水机组上加装水源型余热回收热泵冷热水机组模块节能系统,充 分利用冷水机组运行时所排放的余热制取热水,热水温度可达 45 ℃ ~ 65 ℃ 。同时产生的冷量补充到冷冻水系统中去,在冬季甚至可以完全不 运行现有冷水机组,从而节省大量的制冷费用。总的来说可节省 15%的制冷 费,节省 100%的制热水费用。 所制热水一部分提供给车间,一部分提供给锅炉,一部分提供给员工 节能技术体系 宿舍。 8.2. 蒸汽冷凝水回收 回收蒸汽冷凝水供锅炉使用,可节省锅炉能耗 3%左右。 8.3. 回收塔余热利用 回收塔用于回收生产原料,所用蒸汽量相当于锅炉全部蒸汽量的 80%~ 90%,热量最后都经冷却塔排放到水和空气中,可以回收 20%左右的热量。 8.4. 锅炉烟气余热回收 锅炉烟气温度较高,利用这部分热量加热锅炉入水,这就相当于提高了 燃料的利用率。方案安全可靠,不影响锅炉本身的正常运行,烟气的排放符 合环境保护的要求。 8.5. 中水废水余热回收 工厂每天都排放大量的废水,其中的热量可以部分回收利用。 节能技术体系 节能技术介绍 9. 电力系统节能 9.1. 电网三相平衡系统节能 使三相输出的电压、电流趋于平衡和稳定,并可调整过剩电压、降低 启动电流、抑制高次谐波、过滤浪涌和瞬流,从而改善用电品质,同时提 高用电设备的使用效率,延长其使用寿命。可节省总电耗的 6%~20%。 电网三相平衡系统一般通过分级布控,才能达到最佳效果,主控制极 一般安装在电路总表的输出端,分控制级一般安装于各车间或各楼层分闸 或电表的输出端,未级(用电极)一般安装于大型负载处。 9.2. 无功补偿系统节能 按照“分级补偿,就地平衡,分散补偿与集中补偿相结合,以分散为 主”的原则,合理布局补偿位置和补偿容量。除在配电室集中补偿外,对 车间的大功率用电设备进行就地补偿。根据节能监测结果,合理选择电容 器的容量,对车间低压配电线路较长的集群用电负荷或单台功率大的设备 进行就地无功补偿。通过无功补偿,可使补偿点以前的线路中通过的无功 电流减小,既可增加线路的供电能力,又可减少线.动力系统节能 ? 电机变频器节能 在交流异步电动机的诸多调速方法中,变频调速的性能最好,调速范 围大,稳定性好,运行效率高。采用通用变频器对笼型异步电动机进行调 速控制,由于使用方便、可靠性高并且经济效益显著,所以逐步得到推广。 变频器用于电动机调速、负载功率变化的场合,如注塑机、各类泵(风机、 节能技术体系 空压机等)、电机拖动系统、桥式起重机。变频器的节电率一般可达到 23%~ 40%,并延长电机寿命 2~4 倍以上。 ? 电机相控器节能 在电机与电网之间加上一能量管理控制器,通过实时检测电机运行的 电压和电流及其相位角的大小,判断电机所处运行负荷和效率状态;当电 机在低效率轻载状态下运行时,通过优化运算决策实时调节加于电机的电 压和电流的大小,以调整对电机的功率的输入,保证电机的输出转矩与负 荷需求精确匹配,实现“所供即所需”的柔性化能量管理模式,(达到软启 动和节能效果。)不仅可以节省部分励磁损耗和负载损耗,提高功率因数, 改善电机运行状态和电网运行品质,而且具有软启动功能,是一种不同于 变频器的电机节能产品。适用于经常处于轻载或变负载运行且不需要调速 的交流电机,如冲压机、电动衣车、啤机、皮带传送机、空气压缩机等。 综合节能电率达 15%~40%,并大幅度降低无功损耗,有效降低电机运行噪 音、振动和发热、减少电机维护量,延长电机寿命 2~4 倍以上。 11.锅炉系统改造节能 ? 链条炉分层燃烧改造 分层燃烧使锅炉热效率提高 5-10%,节约燃料 10-15%。 ? 循环流化床锅炉应用 虽然链条炉锅炉的热效率已经很高,但与循环流化床锅炉相比,其效 率仍然偏低。一般循环流化床锅炉平均热效率 89%,链条炉锅炉改为循环流 化床锅炉,使锅炉热效率提高----%,节约燃料----%。 ? 高温冷凝水回收 节能技术体系 密闭式蒸汽冷凝水回收装置对于加强用汽设备的热能利用效果最为显 著,该技术适用面广,可用于化工、橡胶、啤酒、制油、食品加工等行业, 节能效果显著(25%),投资回收期短(一年之内),是国家级科技成果重 点推广项目,经济效益和社会效益十分良好。 ? 锅炉的余热回收 在锅炉尾部加装换热器回收烟道中的余热,锅炉热效率可提高 3-5%, 节约燃料 4-6%左右。 ? 热水节能 采用“太阳能与热泵高效复合能源系统”, 将性能好、技术含量高的 热泵技术和太阳能利用技术相结合,代替热水锅炉制热水,除用于生活热 水外,也可用作锅炉的补充用水。另加装储热水箱,调节热水在高峰期的 使用需求。热水管网并入原热水管网、冷水管网并入中央空调冷冻水管网, 使两个系统既可独立运行、互为备用,又可以同时运行、互相补充。节能 效果非常明显。 ? 蒸汽节能 安装蒸汽蓄热器,使锅炉和用汽的压力始终不变,稳定用汽负荷,改 善供汽品质,提高锅炉效率。一般可节能 10%左右。 ? 使用新型环保燃料——水煤浆 柴油锅炉能耗大,属用能结构不合理,可以更新改造柴油锅炉,使用 新型环保燃料——水煤浆,节省大量燃料费。 12.照明系统节能 采用高效节能灯具及智能控制系统。 节能技术体系 使用高效发光光源代替原有的低效光源,在节电的同时提高照度、显 色度,改善照明环境,从而给人们提供一个舒适、稳定的照明环境,既提 高了工作效率亦保护了人体健康。 用 T5(高效荧光灯+电子镇流器)替换 T8(荧光灯+电感镇流器),节 电 25%以上,照度提高 15%以上,显色指数由原来的 70 提高到 85,消除了 频闪,T5 荧光灯的寿命是 T8 的两倍。 磨砂灯泡或白炽灯泡选用色温相当的节能灯替换,在照度不降低的前 提下,节电 60%以上,且寿命提高 6 至 8 倍。 用大功率紧凑型荧光灯替换自镇流汞灯,在保持原有照度的前提下节 电率达到 50%,如用大功率 85W(镇流器+灯管为 95W)替换自镇流汞灯 250W, 节电率为 62%。其照度提高 10~30%,颜色还原度提高 60%,同时大大降低 了频闪,改善了照明环境,提高了工作效率。 在电压经常超过 220V 的地方,加装照明节电器,一来可以节电,二来 可以延长照明器具的使用寿命。 13.空调系统节能 ? 减少冷负荷,包括:改善建筑的隔热性能;局部热源就地排除;选 择合理的室内参数(空气温度 13℃~23℃,空气相对湿度 20%~ 80%);合理使用室外新风量(新风负荷占建筑物总负荷的 20~ 30%,新风阀门采用焓差法自动控制);防止冷量的流失。 ? 提高制冷机组的效率,包括:降低冷凝温度(使冷却水出水和冷凝 温差控制在 1℃左右,相当于新机的效果,使冷凝器始终保持最佳 热转换效率,主机节能 10%左右);提高蒸发温度(不要盲目降低冷 节能技术体系 冻水温度,蒸发器注意清洗,保持高的热转换系数);制冷设备优 选;利用自然冷源。 ? 采用楼宇三恒智控设备模块节能系统,使冷却泵、冷冻泵、空调风 柜、冷却塔风机随负荷的变化自动调节流量或转速,在改善舒适度 的同时显著节能,节能幅度在 30%~70%之间。 ? 采用余热回收技术或双效机组,免费制取卫生热水。空调余热回收 采用专用设备安装在原有制冷机组上,回收制冷机组部分废热制取 45~75℃的热水。该设备与制冷机组同步运行,在制热水的同时可 降低制冷机组的冷凝温度,提高制冷机组制冷量,节省制冷系统耗 电 5%~10%。 ? 利用自然资源,采用地源/水源冷热水机组,极大提高制冷、制热 的效率,机组 COP 超过 7,节省大量电费。 ? 楼宇冷热风排放能量回收系统节能,通过全热交换器,将排风的冷 热量传递给新风,可以回收排风冷热量的 70~80%左右,有明显的 节能作用。 ? 蓄冷空调,蓄冷空调系统在夜间电力负荷低谷时启动,以蓄冷工况 运行,将冷量储存起来,白天供应制冷,转移白天高峰用电量。系 统将电谷低电价时期储存的冷量转移到电峰高电价时期使用,具有 移峰填谷的功能,可以缓解供电部门的供电压力,平衡电网负荷, 减少系统制冷装备数量,并可减少主机的开停次数,降低系统的配 电容量。虽然其初投资可能比常规空调系统稍高一些,但运行费用 的降低将使得蓄冷系统很快收回增加的初投资,改善了空调系统整 节能技术体系 体的经济性,有着很好的发展前景。年节电费 30%以上。如从基建 时考虑,再全面采用中央空调系统综合节能技术及蓄冷技术,空调 运行费用可减少 50%以上。 14.电梯系统节能 采用 VVVF 电梯,VVVF 电梯使用全可控有源能量回馈器进行节能,单台 回馈器投资回收在 2.5 年左右,如计算节省的空调费用,投资回收在 2 年 以内。 采用变频调速的电梯启动运行达到最高运行速度后具有最大的机 械功能,电梯到达目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止,这一过程 是电梯曳引机释放机械功能量的过程。此外,升降电梯还是一个位能性负 载,为了均匀拖动负荷,电梯由曳引机拖动的负载由载客轿厢和对重平衡 块组成,只有当轿厢载重量约为 50%(1吨载客电梯乘客为7人左右)时, 轿厢和对重平衡块才相互平衡,否则,轿厢和对重平衡块就会有质量差, 使电梯运行时产生机械位能。 电梯运行中多余的机械能(含位能和动能)通过电动机和变频 器转换成直流电能储存在变频器直流回路中的电容中,目前国内绝大多数 节能技术体系 变频调速电梯均采用电阻消耗电容中储存电能的方法来防止电容过电压, 但电阻耗能不仅降低了系统的效率,电阻产生的大量热量还恶化了电梯控 制柜周边的环境。 有源能量回馈器的作用就是能有效的将电容中储存的电能回送给交流 电网供周边其他用电设备使用,节电效果十分明显,一般节电率可达 15% -50%。此外,由于无电阻发热元件,机房温度下降,可以节省机房空调 的耗电量,在许多场合,节约空调耗电量往往带来更大的节电效果。 15.用水系统节能 实施雨水收集、中水处理,用于生产用水、绿化用水。 使用节水器具和自感应洁具。 16.绿色植被系统节能 采用种植屋面技术,减少室内冷负荷。在楼顶种植绿色植物,可减少 外界对大楼的热输入,改善楼顶小气候,达到保温效果,减少能源消耗, 还可丰富建筑外观。 17.外维护结构系统节能 对于准备新建的建筑,可采用节能建筑材料来建筑,主要是墙体、窗 户、地板、屋顶 4 个地方。 ? 墙体:墙体的保温分为外保温和内保温。外保温使保温涂料在挥发 过程中不会进入室内。而且能有效屏蔽太阳光线中紫外线的光波辐 射,最大限度地控制被涂覆物表面及内部温度,使顶层楼房室内气 温相一致,极大地改善居住和工作环境。同时,由于保温涂料涂层 将太阳辐射热完全隔绝,减缓了室内照明线路的老化,特别是厂房、 节能技术体系 仓库内易燃易爆物和储气罐的消防隐患大为降低。 ? 外门窗户:中空镀膜LOW-E玻璃不仅增加玻璃的强度,其保温 效果更好。外门窗框可采用多腔结构的 PVC 塑钢、断热型铝合金, 在窗外加装铝质卷帘等设施,也能提高房子的保温隔热效果。 ? 地板:增加楼板厚度会提高保温效果,在加厚层中选用陶粒混凝土, 那就比普通混凝土更为保温隔音。 ? 屋顶: “平改坡”和加隔热层。 对于已建好的建筑,我们可在建筑墙体屋顶上喷上一层保温涂料,进 行玻璃贴膜,进行外门窗更换。玻璃贴膜在保证透光率的同时反射大部分 辐射热,有效减少大楼能耗;外门窗框可采用多腔结构的 PVC 塑钢、断热 型铝合金门窗等,尽量降低外围护结构的传热系数,减少楼外冷热量的传 入和楼内冷热量的消耗。 18.建立能效管理中心(设置中控室) 配置 XXZHN 智能设备近控、中控和远程监控系统。远程监视各种运行 参数,自动生成所需报表,远程控制设备启停,故障自动诊断。 控制室(样板参考) 设置中控室后,优化系统运行,减少管理成本,便于能源使用考核, 节能技术体系 极大提高能管水平。 19.注塑机节能 油泵是注塑机工作的动力来源,利用变频器对油泵进行控制,主要通 过对其流量的控制而有效的节能,这是变频器最广泛的一种应用。 注塑机生产运行时,其液压系统在各个工序阶段要求的压力、流量是 不同的,但是油泵电机始终定速运行,其输出流量始终不变,大量能量以 压力差的形式浪费在阀门上。采用变频调速控制技术后,节能器可根据注 塑机当前的工作状态,控制油泵电机的转速来调节油泵的输出流量,使油 泵实际供油量与注塑机实际负载流量在任何工作阶段均能保持一致,保证 电机在整个变化的负荷范围内的能量消耗达到所需的最小程度,彻底消除 了溢流现象,并确保电机平稳、精确地运行。采用变频技术改造后,节能 效果十分显著,一般可达 25%~60%。 注塑机节能系统的核心技术为变频技术,具有如下技术特点: ⑴过载能力强。 ⑵防护等级高,环境适应能力强,使用寿命长。 ⑶采用流量和压力双信号控制,适用于各种复杂模件的生产。 ⑷体积小,结构紧凑,安装简便。 ⑸具有自动复位、掉电复位功能,保证生产连续及生产效率。 ⑹质量好,稳定性高。 注塑机采用变频节能技术后,具有以下特点: ⑴、高节电率:采用先进的微电脑控制技术,使定量泵变为节能型变 量泵;注塑机液压系统与整机运行所需功率匹配 ,无高压节流溢流能量损 节能技术体系 失;节电率高达 25%~60%;改善功率因数:改造前功率因数一般为 0.6~ 0.8,改造后可达 0.96 以上,故能显著提高电网功率因数,降低无功电流, 从而降低线路损耗。对供电设备而言,则起到了增容的作用。 ⑵、高可靠性 :保留注塑机原有控制方式及油路不变;计算机监控, 发现故障及时报警,具有过压、过流、过载、过热、欠压及对地短路等多 种保护,还可有效地保护油泵电机;采用市电 /节能运行控制方式,以备 故障时不影响生产。 ⑶、软起动:减轻开锁模震动,延长设备和模具的使用寿命;减轻噪 音 ,改善工作环境;系统发热明显减少,油温稳定,注塑机冷却用水量可 节省 30%以上;延长密封组件的使用寿命,降低停机维修机会,节省大量维 护费用。 ⑷、操作简易:与注塑机同步运行 ,无须任何调节。 定量泵注塑机和变频节能器控制注塑机性能对照表 节能技术体系 现场改造的几点技术问题: 目前市场上各种注塑机变频节能器种类繁多,技术含量和产品质量参 差不齐,因此在现场改造中出现了一些具体问题,有的是属于采用变频调 速技术后的正常现象,而有的则是属于产品或应用中应该克服的缺点: (1)电机声音较市电时尖锐 节能器驱动注塑机油泵电机是采用变频技术,由于变频器输出电压是 由无数脉冲组成,存在着高次谐波,故电机运行转速不同时会发出不同响 度且稍尖锐的声音,这是正常现象,并可以通过调整变频载波频率来降低 尖啸声。 (2)电机温度略高于市电运行时的温度 由于输出谐波的存在,谐波通过电机绕组也要产生一部分热量,因此, 电机在变频节电运行时的温度要稍高于市电运行时的温度;同时,在中低 速运转阶段,电机冷却风扇转速下降,散热能力降低,温升可能上升 5~8℃ 左右。由于普通油泵电机绝缘等级均在 B 级或 F 级以上,故电机温升仍在 允许的范围内,不会影响电机的使用和寿命。 (3)对注塑机的正常运行产生干扰 变频装置产生的谐波对注塑机的一些控制回路会有一定干扰,影响注 塑机的正常动作,特别是一些制造工艺粗糙﹑谐波含量大的的变频器用在 工艺不稳定的注塑机表现的更明显,这就需要我们在现场采取一些对策解 决干扰问题。干扰源主要有下面两个方面: ①高次谐波通过导线产生的无线电干扰 对这类干扰可以通过在变频装置的输入或输出侧加装抑制无线电干扰 节能技术体系 的设备加以解决,例如磁环或滤波器等; ②输入谐波通过电源耦合到其他用电设备形成干扰 对这类干扰可以在变频装置的输入侧加装滤波器解决,或者安装进线 侧交流电抗器也有 (4)影响注塑生产的效率 变频节能器在控制油泵电机速度的过程中存在着一定的加减速时间, 相比原来的电磁阀开通速度有一定的滞后,导致单位加工周期延长,生产 效率受到一定影响,如果变频节能器能够采用流量和压力两路信号控制, 同时根据情况修改部分注塑机参数,就能够较好地解决这个问题。 注塑机变频节能实际应用中出现的一些问题及相应的解决方案列表 节能技术体系 20.电机相控器节能 在中国,有近 10 亿台交流电机在使用之中。60%的工业电机消耗了约 70%的电网电能,电机的耗能在电力工业中占主足轻重的地位。 节能技术体系 电机在额定负载状态下,其机电转换效率可达 95%,但当电机在轻载状 态下运行时,其机电转换效率可低至 20%。 美国国家电力研究所(EPRI)的研究表明:60%的交流电动机是在其设 计额定负荷的 55%或更低状态下运行。在此状态下,电机消耗的电能中有相 当部分是以发热、铁损、噪音与振动等形式浪费掉。 造成轻载运行电机效率很低的主要原因是电机偏离最佳效率的额定功 率运行,且无论电机负载怎么变化,电机与电网之间的电压和频率不可调 节的硬性供电方式所致。 在电机与电网之间加上一能量管理控制器,通过实时检测电机运行的 电压和电流及其相位角的大小,判断电机所处运行负荷和效率状态;当电 机在低效率轻载状态下运行时,通过优化运算决策实时调节加于电机的电 压和电流的大小,以调整对电机的功率的输入,保证电机的输出转矩与负 荷需求精确匹配,实现“所供即所需”的柔性化能量管理模式,(达到软启 动和节能效果。)不仅可以节省部分励磁损耗和负载损耗,提高功率因数, 改善电机运行状态和电网运行品质,而且具有软启动功能,是一种不同于 变频器的电机节能产品。 这种电机的输入功率和电压能自动跟随电机负载的动态变化的模式, 是一种柔性化电力能量管理新模式,也就是相控技术设计理念的精髓。 应用对象: 适用于经常处于轻载或变负载运行且不需要调速的交流电机软启动及 节电控制,如冲压机、电动衣车、啤机、皮带传送机、空气压缩机等。 由于冲压机的电机选型是参照冲压时的最大负荷来设计的,并留有一 节能技术体系 定的富余空间,而冲床其加工过程具有周期性,向上提升冲头时需要能量, 处于电动过程;而向下冲压工件时是势能转化为动能的阶段,是处于能量 释放过程。实际运行状况决定了冲床长时间轻载和空载的低效率运行状态。 啤机、衣车用离合器控制带动机器工作,当机器停止加工时离合器跟 电机分离,电机空转,待工人把工料准备就绪以后踩动离合器使其电机连 动的飞轮咬合带动机器运转。工人备料的时间占整个生产周期很长的一部 分,而这部分时间里,电机一直处于空转状态,造成机器的低效率运行。 对于这类间歇性(冲击)负载,可采用在电机安装相位控制节电器, 通过相位控制器实时监测电机负荷的变化情况,应用最优化原理,动态调 整电机的运行电压和电流,使其与负载匹配,从而有效提高电机在低负荷 下的用电效率,达到节能的目的。 适用场所: 负载变化较大且不允许速度变化的设备。 与传统变频控制器相比,相控控制器不影响电机的速度,转矩的动态 响应,因而具有下列特点: *不改变电机速度,避免了采用变频器调低速度而导致生产效率下降的 弊端; *不需要整流和逆变,可大大降低高次谐波对电网的污染,减少电机的 谐波损耗与噪音; *不需要改变电机原有控制线路,安装接线简单,且能自动跟踪最佳节 能状态; *成本更低,运行更可靠。 节能技术体系 功能特性: 适用各种处于轻负载运行交流电机,综合节能电率达 15%~40%,并大 幅度降低无功损耗。 软 启 动:有效降低电机启动时的冲击电流; 改善运行:可有效降低电机运行噪音、振动和发热、减少电机维护量, 延长电机使用寿命的 2~4 倍。 优化特性:不改变电机运行特性和转矩特性,不改变电机转速;一旦 设定,自动跟随控制,不需人为调节。 安装方便:不改变电机原有控制线路,直接串接于电机供电输入端。 使用环境:全静态固体部件,箱体整机密封、防雨、防尘、静态散热。 21.衣车节能 沃基诺(南通)电力电子工业科技有限公司 单相节能效果在 30%~60%,三相节能效果在 25%~45%。 产品原理:包括平车、双针车、钉钮车、 钮门车和一些特种机械设备 在内,其马达(电动机)使用率都非常低。例如平车在工作时,只有当缝纫 针在面料上面缝纫时,才使用到马达。多次实验表明,平车、双针车等在 在工作状态下,马达的真正使用时间不到一半,约在 20%~48%之间,就算 钮门车和钉钮车最多也只有 45%~68%左右的时间工作在有用状态。 针对这 一现象采用微电脑处理器对马达的实际功率进行检测和计算,按照马达的 实际负荷来控制其输出大小,在马达空载情况下节电率最高可 55%~73%, 在马达带负载情况下,节电率平均达 15%~23%,平均节电可达 30%~50%。 技术特性: 1.实际节能控制技术——应用微电脑芯片,对工作实操和马达负载进 节能技术体系 行时检测和运算,对马达进行最佳控制,大大减少马达在空载和轻载时的 耗电现象。 2.低速分离接合技术——完全改变普通马达在运转过程中与离合片之 间的高速瞬间结合磨损,应用这一技术,可使马达和离合片的接合状态由原 来的高速接合改变为低速接合后瞬间完成启动加速过程。大大避免了离合 片的瞬间高速磨损,延长离合片使用寿命 1.51~1.8 倍。 3.降热减磨技术——改变马达在原有状态下的空载大功率状态,智能 降低空载和轻负载的使用功率(完全对使用效果没影响的情况下),使马达 温度下降 15~ 32 摄氏度(实测),减少马达线圈的高温老化,延长使用寿 命。同时可以大大减少由于马达在 50%以上的空载状态下的轴承高速旋转所 带来的磨损和发热,减少马达高速运转时的磁能损耗,降低其发热量。从 而可大大延长马达轴承的使用寿命。 4.瞬间短路保护——采用完善的电路保护,对马达的工作状态进行实 时检测和调整,对于轻微故障的马达能及时发现,以防止马达的故障进一 步扩大。使设备的故障损失降到最低。 5.免费维护运行,设计使用寿命 20 年。


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