热能与动力工程有哪些节能减排技术？
随着全球能源枯竭危机和生产企业之间竞争的日益激烈，电气设备的节能改造已经成为许多企业内部挖潜的重要课题。目前，节能已成为所有工矿企业非常关注的话题。看了今年第八期的《变频器和阀门谁更节能》和《利用变频器节能的一个例子》两篇文章，觉得电子新闻采用这个话题意义重大。不过两者都是“大马拉小车”然后用变频器“硬”降耗。事实上，如果因为设备选型不当而长期存在“大马拉小车”的现象，改造更换配套的抢劫设备是首选，可以达到显著的节能效果。下面说说我多年来对工厂节能应用的理解，如有不妥，欢迎批评指正。
一是规范能源应用管理
工矿企业首先要建立科学的用电管理体系，建立和完善能源管理机构和制度。从技术发展趋势和长远节能效益来看，工矿企业应优先淘汰高能耗、低效率的老旧设备，更换新型高效节能设备，降低电耗。电气设备节能技术改造是一项严谨的科学工程，必须经过多方面的技术论证才能进行。一般来说，应该有以下主要程序:
1.提出了节能的话题。
2.技术部门调查和计算电气设备的电气负载的工作特性。_
3.技术部对节能改造进行可行性分析。。
4.制定节能技术改造方案和预算投资；5.选择节能产品。
6.设备安装、节电效果和设备性能参数测试等。
二、工厂常用节能技术根源
根据用电设备负荷的不同特点，目前工矿企业主要采用以下四种节能措施:在裴-压配电系统中并联电力电容器，补偿无功功率；摄像机(也叫同步补偿器)用于大功率电气设备上的无功补偿；电磁调速技术；变频控制技术。
1.电容器无功功率补偿
一般来说，供电公司要求厂内低压配电系统的功率因数达到0.9以上，否则要缴纳一定比例的罚款。采用电容器无功补偿可以有效提高供电系统中的功率因数，提高供用电设备的负荷率，减少系统中的无功损耗。用电容器进行无功补偿可分为集中式无功补偿和分散式无功补偿。
集中无功补偿是在配电室统一进行低压配电系统的无功补偿。早期一般在工厂低压配电室并联固定电容器，或由电力管理人员根据电力负荷变化手动合并或退出电容器。由于这种方法容易造成配电系统无功过补偿和过电压，现在已不再使用。专用无功补偿柜已广泛应用于集中无功补偿，智能控制器可根据电力负荷的变化实时自动补偿。
分散补偿也称终端局部无功补偿。这是在一些大功率电气设备与低压配电室有一定距离的末端进行无功补偿的节能措施。一般对单个几十千瓦到几百千瓦的用电设备进行有针对性的无功补偿。电容器无功补偿因其结构简单、价格低廉、安装维护方便、扩容灵活，在工矿企业中得到广泛应用。
2.摄像机的无功补偿。
这是一种用几百干瓦到几百千瓦的电功率来补偿单个用电设备无功功率的节能措施。摄像机“输出”的励磁电流可以有效降低用电设备的无功损耗，提高功率因数，起到无功补偿节电的作用。摄像机的投资比电容无功补偿高，安装维护比电容无功补偿复杂。因此，只有经过技术论证和经济投资比较，确认有利时才能采用。
3.电磁调速技术
电磁调速电机用于实现负载的恒转矩无级调速，实现负载的平缓启动和平缓停止，消除电机启动时大电流的冲击损耗。可根据负载的变化，在0-100%范围内连续调节机械设备的转速，以减少电机和机械传动的“空载”损耗(电机电磁调速的工作原理参见《电子新闻》2006年第19期11版)。
4.变频控制技术
这是一项先进的电控技术。在变频器的控制下，电机不再以50hz、380v运行，而是可以根据负载的变化，在0-100%范围内实时连续调节电机的运行速度，实现电机的平缓启动和平缓停止，消除电机启动时大电流的冲击损耗，减少电器和机械设备的空载损耗。微电脑智能变频控制技术使电机的输出功率随时自动对应负载的变化，即电机的输出功率与负载同步变化，大大降低了电机和机械设备的空载损耗，达到了良好的节能效果。
三、设备节能改造实例1。末端无功补偿。
罗茨风机是机械立窑(水泥生产)不可缺少的大功率送风设备，一般与低压配电室有一定距离(本例中电缆线约为织布机)。由于电机功率比较大(155kW)，启动时线路端电压会下降3-lOV，特别是在用电高峰期，有时电压甚至低于380V V .采用电容器末端局部无功补偿(补偿容量为50kVar)，电机启动时电压下降明显，功率因数提高， 并且电机满载工作电流由220A降至195A，降低了输电线路上的功率跌落损耗，有效改善了电机在用电高峰期的启动性能，取得了较好的节能效益。
2.摄像机的无功补偿。
245kW/380V线绕球磨机电机额定工作电流为454A，正常生产时运行电流约为400Ao。电机转子绕组串联进入相机(电机启动运行正常后，手动操作闸刀开关进行切换)，球磨机电机运行电流降低到360A左右，不仅达到了良好的节电效果，而且大大降低了交流接触器、闸刀开关等控制器件的发热。以前玻璃纤维座(接触器动触头固定绝缘座)十天半个月更换一次，改造后半年没断一个，提高了设备的生产运转率。
3.电磁调速技术
(1)机械立窑转盘速度控制
机械立窑的碎料转盘是一个塔形的圆形底盘，上面覆盖着从塔顶伸出的铁块，看起来像一个突出的“鼻子”，俗称“塔鼻”。生产时，电机(11kW)通过减速装置带动转盘以额定恒速旋转，塔上伸出的机头将窑内烧成的缎料和下落的熟料“刮”走，然后通过专用控制设备由出料管输出碎料。原来电机是由交流接触器控制的。无论窑内烧缎是否正常，电机和转盘始终以额定的恒速“碾压”物料。在机械立窑烧缎异常的情况下，“碎”料出现过快，导致窑内料层断开，造成事故隐患，也造成电机和机械设备空转损耗。
把三相电机换成同功率的电磁调速电机。这样就可以根据实际生产情况调节转盘转速，从而人工掌握“粉碎”物料的过程，根据生产量的高低(由于摩擦等原因， 一般机械设备在高速时的损耗远大于低速)，也可以避免电机带负载启动时大电流的冲击损耗，从而达到节能的目的。
(2)物料输送带的速度控制
正常生产时，输送带以满负荷功率运行(电机功率5.5kW)。在生产异常或减产的情况下，输送带上很少或没有物料(空载)，常规控制下的电机传动机械仍以额定速度运行，造成“空载”损失。更换相同功率的电磁调速电机后，达到节能的目的。在以上两种情况下，如果用变频器进行控制，同样可以达到节能的目的。
4.变频控制技术
(1)注塑机的节能改造
注塑机主要是由电机和油泵组成的液压循环工作系统。注塑机一个完整的生产周期包括:锁模、熔化、注射、冷却、开模等阶段。在以上几个阶段中，液压系统对油泵提供的压力和流量有不同的要求，即注塑机是一个负载功率周期性变化的装置。而电机和油泵是按照注塑机运行过程中的最大负载来装配的，在运行过程中始终以额定速度运行。当负载较小时，电机和油泵有“空载”损耗。注塑机配有相应规格的微电脑智能变频节能器，使电机实现软启动，避免了启动时的大电流冲击损耗。而且电机不再是50 Hz、380 V的恒速稳定运行，而是可以根据设备负载的变化，控制电机的输出功率与负载消耗功率相匹配，减少电机和油泵等设备的损耗，同时减少设备磨损，从而达到节能的目的。
(2)机械立窑风机的节能改造
风扇电机功率匹配，无大马拉车现象，变频控制技术能节能吗？答案是肯定的。
大型鼓风机是机立窑供气“助燃”和生料缎烧的重要环节。在实际生产中，根据窑内出料、进料和燃烧温度的要求，送风光环的大小会经常发生变化。需要注意的是，当风门置于“中等风量”或“小风量”时，可以显著降低电机的运行电流，降低电机的功耗。但这不是为了节能，而是为了生产需要。当风门置于“中等风量、小风量”时，虽然电机电流减小，但电机和风机传动机械仍以额定转速运行，电机和传动机械的“空载”损耗并未降低。采用变频器控制后，可根据风量要求方便地控制电机转速。由于风扇的风量与其转速成正比，轴功率与转速的三次方(工频)成正比，所以当电机转速降低时，其功耗显著降低，从而节省了电能。同时“小风量中等风量”阶段的机械噪音和磨损也大大降低。风机满负荷大风量运行时，变频器只控制电机运行，没有节能效果。
综上所述，电容和摄像头以无功补偿的形式提高了功率因数，降低了系统的无功损耗，从而达到了节电的目的；电磁调速和变频控制是靠减少机械设备在小负荷下的“空载”损耗来达到节电的目的。至于变频节能控制技术，不存在大马拉大车现象。只要是因生产需要负载功率发生变化或波动的，如风机、物料输送带、油泵等电气设备，都可以采用变频控制技术或电磁调速技术。因为电磁调速只是调节机械传动的速度，而电机始终以额定速度运行，所以变频控制技术同时“调节”了电机的输出功率和机械设备的传动速度。因此，变频控制比电磁调速具有更好的节能效果。
一般来说，采用上述节能技术改造，可以取得5%-30%的节能效益。对于水泵年电能几百万千瓦时的企业来说，效益相当不错。对于一些号称“改”后节电50%以上的电气线路和电力设备，首先要考虑到线路过细老化，设备功率严重不匹配，甚至一些高能耗、低效率的老旧设备已经被国家明令淘汰，应优先更换合格、匹配的电气设备。
上述节能技术改造不存在孰优孰劣的绝对问题，要根据不同的生产环境和负荷特性综合评估采用。变频控制器比较“娇贵”，对环境和温度要求高，运行时产生的谐波容易干扰相邻的电子器件，价格也是最贵的。
现代科学研究证明，供电系统中的电压波形畸变、谐波叠加干扰、浪涌、三相不平衡等都会造成电子电力设备发热损耗、效率降低甚至异常运行。在损耗和节能这两个对立面中，节能新技术不断涌现，需要我们去了解和普及。
通用电气设备运行节能减排技术/Html/？543.html
电力变压器运行节能
◎理想运行负荷通常情况下，电力变压器的运行负荷约为60 ~ 70% Se(电力变压器的额定视在容量)，较为理想。此时变压器损耗小，运行成本低。
◎理想功率因数提高了电网的功率因数，有利于变压器的经济运行。
◎降低电力变压器的运行温度。电力变压器的温升每超过8℃，其使用寿命就会减少一半。如果其运行温度超过变压器绕组绝缘的允许范围，绝缘会迅速劣化，甚至绕组击穿烧毁变压器。
◎避开高峰负荷的电力变压器应降低高峰负荷，提高低负荷。
◎保持电力变压器三相负荷平衡。电力变压器三相不平衡，最大负序电流不能超过正序电流的5%。如果连接变压器绕组YO，中性线中流动的电流不应超过25% IE(即变压器的额定电流)。如果超过这个值，损失会加大。
◎降低或消除供电系统的高次谐波，无论在电力系统中产生哪个等级的谐波，都会造成电能损耗，对于电力变压器也不例外。
◎将变压器δ接线改为V接线是经济运行的重要手段之一。
◎电力变压器的合理负荷分配对于两台或两台以上容量相同或容量不同的变压器，负荷分配是不同的。如果分配不当，重负载的有功损耗增加，轻负载的无功损耗增加，功率因数变差。
电机运行的节能
◎确保电机运行环境良好。
◎确保电机温升不超标。
◎更换高损耗电机。
◎更换大容量电机。
◎限制电机启动次数。
◎减少或消除电机空载运行。
◎对三相异步电动机实施静态电容无功补偿等措施。
风机运行的节能
◎在条件允许的情况下，大马拉大车的风机全部更换为小容量风机。
◎根据工艺要求和天气温度变化，尽可能减少运行时间。
◎有效控制风量，如调节出口挡板、入口挡板、入口叶片，以减少空气阻力。
◎降低静压。
◎及时对管网进行检漏堵漏。
◎调整风扇电机的速度。
水泵的节能运行
◎避免使用大型马拉车，对于容量过大的水泵，应更换容量适合工艺要求的水泵。
◎根据工艺要求，尽可能减少运行时间。
◎控制水量，利用阀门和挡板适当减少流量。
◎降低静压。
◎适当串联或并联泵。
◎减少电梯或运行机组的数量。
◎轴流泵和斜流泵的翼角可在较大范围内控制，提高效率。
空调设备的节能运行
◎去除过滤器的污垢和灰尘，换热器的水垢，处理水质。
◎检查漏水和漏汽，并进行处理。
◎保温老化和损坏应及时更换和修复。
减少无效运行时间。
充分利用自然能量，使回收装置有效工作。
◎经常巡视检查，及时处理隐患。
◎保证空调设备大、小修的时间和质量。
电焊机的节能
◎焊机应放置在通风、背光(或遮阳)的地方。
◎焊机与焊接工件的最佳距离为3m左右，最远不超过10m，节能效果好。
◎多台电焊机，一般安装一根共用的电焊机接地线。
◎焊接过程中一定要有好的夹具，可以提高焊接效率。
◎电焊用的软铜线应保证载流量，以防止能耗增加，甚至发生危险(燃烧、火灾等。)由于线径小。
◎多台电焊机同时使用并进行集中补偿时，应经常观察无功补偿的程度并随机调整，使电网的功率因数保持在最佳状态。
电阻炉运行的节能
◎炉体保温层应完好。首先，要保证保温材料的质量。其次，如果运行中绝缘材料脱落，应及时补充。
◎操作时保证炉门和炉盖的密封，同时减少打开炉门和炉盖的次数，尽可能缩短打开炉门和炉盖的时间，将温度泄漏控制在最低限度。
◎缩短喂食时间。
◎在工艺允许的情况下，尽可能缩短升温时间。
◎炉内电阻丝的吊挂应按照产品说明书的要求进行，防止吊挂过松或过密；对于三相电阻炉，必须保证三相电阻分布的平衡。
◎注意每相电阻丝的使用寿命，按时更换。
◎保证测量和显示仪表的准确性，按规范要求定期调整，发现异常及时处理。
◎对于大型电阻炉，应尽可能采用连续操作，以减少热量损失。