企业节能实用手册

第一部分工业节能第一章工业节电第一节照明系统节电据有关资料统计，目前我国照明所消耗的电能约占电力总消耗量的1/6，而工业照明是照明耗能的大户，且以低效照明为主，节能潜力很大。采用高效节能电源光源是能量转换成光的器件，是实现照明节能的核心。高光效光源主要是指气体放电灯，在亮度相同情况下，气体放电灯比白炽灯节电70%～80%；一般白炽灯的寿命只有1000小时左右，而气体放电灯的寿命可高达5000～10000小时以上。气体放电灯包括：低压气体放电灯，以荧光灯为代表；高压气体放电灯，主要为高压钠灯和金属卤化物灯。目前工业照明中采用的高效节能光源主要有节能灯（又称三基色紧凑型荧光灯）、高压钠灯和金属卤化物灯。荧光灯管径在26mm以下的细管径荧光灯，如T5等，是荧光灯中的主流产品，比管径为38mm以上的粗管径荧光灯如T12等更省电、亮度更高，由于其汞用量小，更有利于环保。稀土三基色荧光粉灯比普通卤磷酸钙粉荧光灯光效更高、显色性更好、使用寿命更长、光衰更小，但价格相对来说比较昂贵。三基色紧凑型荧光灯（又称节能灯CFL）是低层车间和多层工业建筑最佳的光源选择，目前在多层工业建筑的车间如电子产品、仪器仪表生产、玩具生产、服装加工、实验室、控制室等空间环境主要采用这种节能光源。金属卤化物灯与高压钠灯这两种光源统称高强度气体放电灯（HID）。金属卤化物灯的特点在于高光效，显色性好；高压钠灯的最大特点是光效更高，寿命更长，但缺点是显色性差。这两种电光源目前主要应用于大型机械、发电、水泥、钢铁、冶金、石化等大型工业生产车间。表1适合工业照明的节能电光源性能比较光源种类光效(lm/W)平均寿命(h)节能情况初始投资综合成本适用厂房范围自镇流式汞灯30－6010000耗电廉价高应用范围较广大功率节能灯(三基色紧凑型荧光灯CFL)50－808000有一定节能效果较少较高低空间厂房高压钠灯50－12022000节能量大略贵低高空间厂房金卤灯50－12020000节能量大略贵低高、低空间厂房在工业照明中，应优先选用高强度气体放电灯（高压钠灯和金属卤化物灯），尤其是金属卤化物灯是光色和显色指数要求较高的仪表装配车间、机加车间、汽机房运转层等工业厂房的首选光源。当一种光源不能满足色温或显色性要求时，可采用两种光源的混光光源，混光光源能充分发挥高强气体放电灯的优点为，达到节约能耗、提高照度、改善光色的照明效果。采用节能的照明电器附件工业照明中建议使用低损耗、性能优的光源电子附件包括电子镇流器、电子变压器、电子触发器等。高效节能气体放电灯都要使用镇流器。目前采用的镇流器主要有电感镇流器和电子镇流器两种。从节能的角度来看，电子镇流器比电感镇流器用电少，但是存在使用寿命短、经济性不高的缺点。表2各种荧光灯镇流器性能比较类别性能36W/40W传统电感镇流器36W/40W节能电感镇流器36W/40W国产标准电子镇流器自身功率（W）94－5.5≤3.5光效比0.95－0.981.02－1.051.10成本回收年限——2.169.22连续使用寿命（年）1010－202－4采用高效率、配光合理的照明灯具在工厂照明中优先采用抛光铝材料制成的灯具，在灯具外形上宜选用介于深照和广照之间的宽口灯具，不应选择单抛物面反射型，因为这样会将大部分的光能反射回灯泡，引起电压上升和功率增加，缩短灯寿命。同时减少采用格栅灯具照明。因为格栅灯具的效率较低，大部分低于60%，使用一段时间后效率会更低，而开敞式灯具的效率为75%左右，在对眩光无特殊要求或要求不高的情况下，应尽量不采用格栅灯具照明。采用合适的照明方式在充分了解厂房的工艺布置、空间内各部位对的照度的不同要求的情况下，一方面，综合利用一般照明加局部照明的混合照明方式：在有特殊要求的场所设置局部照明如工厂的检验、划线、钳工台及机床照明等，既能节电，又能达到较高的照度要求，也避免了因亮度分布不均而影响视觉功能的弊端；另一方面，充分利用自然光，正确选择自然采光：在厂房建筑中，窗户的配置应使用最大量的阳光，从多点而不是一点射入厂房；有条件的企业在厂房建设时可在屋顶一些采光瓦，充分利用自然光，最大限度减少照明用电。采用合理的控制手段必要情况下实行照明分区或采用多开关控制，每个开关控制的灯数宜少些。控制开关的种类根据需要可以是一般的，可以是非电阻式调光的，也可以是时控、声控、光控或触摸开关等。同时，加装智能控制装置，不但可控制电压，而且可控制灯的亮度、开关时间等；对工厂户外的道路照明应实行自动控制和半夜灯控制。采用照明系统节电器，可相应降低灯具的端电压，自动调节。在照明配电线路上加装电压稳压装置来控制电压，不但可以节省电压升高所多消耗的电能，而且可以保护灯具，延长灯具的使用寿命。合理的供电方式和线路选择照明线路的损耗约占输入电能的4%，影响线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。因此，要采取三相四线方式供电，线路损耗小。选用线路不仅应考虑载流量和机械强度，还应从经济性角度出发，使照明线路电流密度远小于经济电流密度。良好的日常维护管理灯具清灰灯具在使用一段时间后，表面会积许多灰尘，特别是工作环境较差时，光源及反射罩等附件积灰更严重，这将严重影响灯具的发光效率及灯具的使用寿命，根据积灰的程度不同，光通量会减少20%－70%。更换光源用便于维护、清洁的新型灯具更换老式或损坏的灯具。用电管理分区域分别进行装表计量和考核用电，能有效地节约用电。第二节空调系统节电空调系统是工业企业重要的耗能设备，其能耗一般占工业总能耗的20%－40%，大量空调系统存在着30%以上的节能潜力，降低空调能耗刻不容缓。中央空调系统主要能耗设备一般包括空调主机、水泵、末端设备等。其中空调水系统的能耗又占整个空调系统总能耗的60%以上，是空调节能的主要内容。采用蓄冷技术采用蓄冰空调蓄冰空调是再冷式冰蓄冷空调，利用昼夜峰谷负荷的差值进行夜间蓄冰白天放冷调节，平衡电网负荷，节省运行费用，又可节能。可应用在制药、食品加工、啤酒工业、奶制品工业等用冷量大、绝大多数空调负荷集中在白天的制造业；另外，还可以应用在现有空调系统能力已经不能满足负荷需要，而需要扩大供冷的企业，这样企业可以不增加主机，改造成冰蓄冷系统最有利。设置冷冻水池一般的冷冻水池主要功能是起缓冲和补充水作用，有的系统无水池，只有小的膨胀水箱。在冷冻机能力有余量，且冷冻水池可以有一定容量的情况下，可利用峰谷电电价差，在谷电时段几台冷冻机满负荷运行，使水池中存有较低温度的冷冻水，水池所蓄的冷量在峰电时段释放，以减轻冷冻机的负荷，可以节省较可观的电费。如涉及到空调系统新建或改扩建项目时，应考虑充分发挥冷冻水池的功能，首选考虑较大容量的地下水池，水池上方又可以绿化，其次考虑谷电蓄冷，再次可以充当一部分消防水池等功能。定期清洗空调定期清洗空调水系统主要是对冷凝器、蒸发器、盘管、冷却塔和其他换热器进行清洗。当水系统运行一定时间后，由于杂质、油污等会吸附在换热器的内外表面，使换热器的换热能力下降，冷水机组的降低、出力不足。定期对换热器进行清洗，可提高换热能力，提高冷水机组的和出力，同时也可延长设备的使用寿命。定期清洗空调风系统主要是对空调箱、风机、盘管、过滤器、凝水盘、风口等进行清洗。这些设备运行一定时间后，表面积灰较多，导致换热能力下降、阻力增加、微生物细菌繁殖污染空气等。定期清洗空调的风系统，不但可减少系统阻力、提高换热能力，节省电力，而且可以减少空气污染，改善空气质量，有益健康。采用变频技术使用变频水泵空调系统中水泵耗电量非常大。一般情况下，空调水泵占空调耗电量的15%－30%，所以水泵节能非常重要。通常，水泵是按负荷最大时进行设计，并且留10%－20%设计余量，然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的富余，而水泵不能随负载变化做出相应调节，出现“大流量，小温差”现象，造成电能的浪费。使用变频水泵可以实现节能。变速调节不但可保证水泵在高效区运行，效率最高，能量损失最少，而且能根据不同的需求，柔性调节水泵运行功率，使水泵在满足需求的情况下，消耗的电功率最匹配、最节能。同时也是目前水泵节电中采用最普遍、最有效的一项措施。当水泵并联运行时，要根据冷却水进出口温差大小来控制水泵运行台数，几台并联泵最好大小搭配，根据需求负荷变化而运行不同规格的水泵，实现水泵节能运行。如果同时对水泵进行变频控制，效果更佳。空调风柜风机变频通常风柜都是采用控制冷水阀或风阀开度来调节室内温度，存在较大的节流损失。采用变频风机或对普通风机加装变频控制，通过改变送风量来调控室内温度，不但可以大幅减少送风机的动力消耗，还可减少阀门调节带来的节能损失。变风量空调系统与一般定风量系统相比，能更有效的调节局部区域的温度，实现温度的独立控制，避免在局部区域产生过冷或过热现象。使用变频压缩机变频压缩机是转速恒定的压缩机而言，通过一种控制方式或手段使其转速在一定范围内连续，能连续改变输出能量的压缩机。变频压缩机可根据空调系统末端负荷的变化自动调节转速，在部分负荷下其效率显著提高，节能效果明显。加装空调群控系统加装空调群控系统可以实时监测空调系统各设备的运行情况，方便地控制面积较大工业厂房里众多数量空调设备的启停，提高空调系统的运行管理水平。同时系统可根据末端负荷及系统运行工况合理调节空调主机、水泵、冷却塔等设备的启停时间和运行台数，使系统保持在较高的能效下运行，实现系统综合节能。加装水力平衡装置水力输送系统如果缺少压力调节装置，会造成系统局部水压不平衡。为保证需求，不得不提高水泵的扬程来克服系统的最大阻力，增加了水泵的电能消耗。如果将产生水力不平衡的管道加装压力平衡装置，并加以调节，即可降低水泵的扬程，从而降低电耗。控制冷冻水进出口温差一般情况下，制冷主机的出水设计温度为7℃，用户可以根据需求自行设定制冷主机运行时的出水温度。在满足室内空气品质要求的前提下，提高主机出水温度可以提高主机的运行能效，降低产生单位冷量所消耗的电量，实现主机节能。通常，出水温度每提高1℃，主机能效可提高3%－5%，节能效果比较明显。减少风机电耗空调系统中风机包括空调风机以及其他送风机、排风机，这些设备的电耗占空调系统耗电量比例较大。减少风机能耗除定期清洗过滤器外，定期检修、定期检查皮带是否太松、工作点是否偏移、送风状态是否合适等，可以达到节能的目的。管理节能日常管理的节能措施包括：加强对空调操作人员的培训，提高管理人员素质，懂得根据室外参数的变化进行合理而有效的调节；在过渡季节，应尽量采用室外新风的自然冷却能力，节省人工冷源的冷量；有较大的发热源的空调区域，在无法消除发热源的情况下，减少其所产生的热量是减轻空调负荷的主要途径，局部排风、岗位送风、与周围隔离等都是行之有效的措施。在满足直接生产需求的前提下，随季节变更合理调整室内温、湿度设定值，在制冷时，应尽量控制在生产所规定温度的上限，并将办公区域空调温度应控制在26℃左右，对一般中央空调系统来说，温度调节1℃，可节电6%左右。第三节电机及拖动系统节电选用高效节能的电动机一般电动机常年运行，其效率高低直接决定其耗电多少，例如：一台45千瓦电机效率提高1％，年节电近4000千瓦时。Y系列电机比JO系列电机效率平均高1.5%左右，而高效电机比Y系列电机效率还要提高3%左右，所以企业在淘汰、更新、调换电机时，就应优先选用YX、YE、YD、YZ等系列的高效电机以及稀土永磁电动机，节电效果明显，一般1－3年内可收回全部更新电机的投资。加装变频控制器全世界的用电量中有60%左右是通过电动机来消耗，变频器在提高电动机电能利用率上有很大的作用。它主要用于交流电动机的变频调速，它的电源主电路AC-DC-AC的方案，它利用电力电子技术，通过改变频率，输出高质量的电能，提高能源利用效率，消除有害的高次谐波和电压波动，达到节能目的。控制三相异步电动机的空载一般异步电动机的额定电流和空载比例为2：1和4：1之间，电动机转数越高，其比例越高。电动机额定功率与空载时功率也在此比例之中，所以控制电动机的空载是电动机最有效的节电措施