玄明(青島伊科思技術(shù)工程有限公司 山東 青島 266042)

一、前言

節(jié)能是社會發(fā)展的必然趨勢，也是人類世界發(fā)展的必由之路，還是我國政府能源發(fā)展的基本方針。面對能源日益枯竭的今天，節(jié)能義不容辭。作為節(jié)能戰(zhàn)略的重要組成部分，石油石化行業(yè)是耗電耗能的大戶，也是主要的節(jié)能的重要大戶。而且對于企業(yè)控制成本而言，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)發(fā)展的根本之道，目前企業(yè)中已經(jīng)采用了相應(yīng)的很多電氣節(jié)能措施，取得了相當好的成效。

二、石油石化電氣節(jié)能原則

石油石化行業(yè)企業(yè)節(jié)能要滿足幾點原則：

1.節(jié)能要在不影響電氣設(shè)備的功能下進行設(shè)計、研究和使用，要在保證用電設(shè)備及供電設(shè)備安全性、可靠性為前提條件下使用，必須保證安全可靠為前提，在保證各個用電設(shè)備技術(shù)性能指標的前提下，進一步降低能量損耗，提高產(chǎn)品性能指標。

2.電氣節(jié)能一定要考慮經(jīng)濟性，考慮投資和運行成本，以及經(jīng)濟效益的回收。

3.節(jié)能應(yīng)該以環(huán)境為準則，以保護環(huán)境為前提，不可破壞環(huán)境而節(jié)能，拆東墻補西墻。

4.加速老型電氣設(shè)備更新?lián)Q代是企業(yè)節(jié)能的重要途徑。老設(shè)備淘汰要劣中汰劣，新型設(shè)備選型要優(yōu)中選優(yōu)。

5.電氣節(jié)能要考慮技術(shù)的發(fā)展和先進性，不可逆著科技的發(fā)展而進行項目研究，違背科技運行原則。

三、電氣節(jié)能主要途徑

1.無功補償

無功功率補償，簡稱無功補償，在電氣供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低輸送線路的無功損耗，從而減少供電變壓器的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統(tǒng)電壓波動，造成用電設(shè)備的故障。

常用的無功補償分為兩種：電容補償和statcom補償（靜止同步補償）。

電容補償，是常見的高低壓補償裝置，其優(yōu)點是補償明顯且設(shè)備價格便宜，是大部分石油石化工廠首選電力補償裝置。因其價格便宜，并且原理簡單，主要為電容器件組成的補償裝置，被大部分廠家所接收，并且設(shè)備運行穩(wěn)定。

Statcom補償，又稱靜止同步補償，是一種基于動態(tài)無功補償?shù)囊环N先進技術(shù)，能夠相當好的提高電網(wǎng)的用電質(zhì)量，節(jié)省電能，由于其技術(shù)高端和價格昂貴，不能被大部分石化企業(yè)所采用，但是應(yīng)用在高端技術(shù)的場合是適用的，例如發(fā)電和輸電以及高端開采煉化行業(yè)所應(yīng)用。

2.變頻技術(shù)

變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60 f（1-s）/p，（式中 n、f、s、p 分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù)）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。

變頻技術(shù)是一種比較完善、運行合理，在生活當中常見的技術(shù)，例如我們經(jīng)常使用的空調(diào)、電梯等；在石油石化行業(yè)當中的電氣節(jié)能技術(shù)也是必不可少的節(jié)能技術(shù)，常見的設(shè)備如變頻泵，電動攪拌器及變頻采油裝置等。由于其技術(shù)原理決定，所以在相應(yīng)的工況場合下可以進行調(diào)頻從而降低能量損耗和浪費，避免“大馬拉小車”的情況產(chǎn)生，大幅度減少能耗。

3.消諧技術(shù)

諧波主要是由于大容量整流或換流設(shè)備以及其它非線性負荷，導致電流波形畸變造成的。我們對這些畸變的交流量進行傅立葉級數(shù)分解，即可得到50Hz的基波分量和頻率為基波分量整數(shù)倍的諧波分量。

諧波的危害：

（1）諧波影響供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

（2）諧波影響電網(wǎng)的質(zhì)量

（3）影響供電系統(tǒng)的無功補償設(shè)備。

（4）影響電力變壓器的使用

（5）影響用電設(shè)備

治理諧波的方法有很多種，大概的技術(shù)方法主要采用LC消諧和動態(tài)消諧以及兩者共同使用技術(shù)。

LC消諧技術(shù)主要采用電容電感抵消諧波的技術(shù)，對于高次諧波及諧波干擾不強烈的場合適用，由于其技術(shù)簡單并且設(shè)備廉價，廣泛利用于配電和輸電設(shè)備，是一種常見的消諧設(shè)備原理。由于采用的電感元件L和電容元件C組成的消諧回路只能對一種頻率的諧波消除，所以，一般只能做成對5、7次諧波消除；對于3次諧波，則利用變壓器繞組接成Δ消除。

動態(tài)消諧技術(shù)采用了電力電子技術(shù)，并采用控制回路的形式反饋調(diào)節(jié)方法進行消諧處理，此技術(shù)廣泛用于動態(tài)情況下消除諧波，使高中低壓電路的波形趨于完美，從而提高電能輸出及減少諧波對電路的影響。

在高端技術(shù)和極其需要穩(wěn)定電能的電子設(shè)備，一般采用兩種技術(shù)共同使用的方法進行消諧，即采用LC消諧技術(shù)進行消除固定次諧波，而采用動態(tài)消諧技術(shù)能穩(wěn)定消除諧波和穩(wěn)定電路波形從而達到完美電路輸入波形，達到完美消除諧波和減少諧波對電路的振蕩影響。

5.電機的選取

節(jié)能的電機大概分為四種，大概分為：Y-△型電機、雙功率電機、變頻電機和永磁電機。每種電機都有各自的特點，節(jié)能方式也不同，節(jié)能效果也不同。

Y-△型電機廣泛適用于起重力矩較大但是能在啟動電機時刻不需相當大的啟動功率，從而在這種原理情況下節(jié)省電能，Y型網(wǎng)絡(luò)電路具有啟動功率小，△型網(wǎng)絡(luò)電路具有提供大力矩的電路原理，當兩者進行轉(zhuǎn)換變化的時候，就能產(chǎn)生用小功率電能啟動產(chǎn)生大力矩的情況從而減少功率損耗及電能損耗，是一種常見的電機，廣泛應(yīng)用于電力起動裝置，不僅減少電能損耗而且電機的性能極好。

雙功率電機廣泛應(yīng)用在啟動功率及運行功率不一及相差較大的情況下，由于電機本身具備兩種功率，當電機啟動功率遠遠大于電機運行功率時候，選擇此電機，在啟動時自動采用啟動功率，給予相應(yīng)的啟動力矩，并在運行時候降低為運行功率，此時節(jié)省電能，并不是一味的使用一個功率運行，浪費電能。

變頻電機采用“專用變頻感應(yīng)電動機+變頻器”的交流調(diào)速方式，使機械自動化程度和生產(chǎn)效率大為提高設(shè)備小型化、增加舒適性，目前正取代傳統(tǒng)的機械調(diào)速和直流調(diào)速方案。由于變頻器節(jié)能的效果所定，因此變頻電機具有高效節(jié)能的優(yōu)點被廣泛應(yīng)用，常見設(shè)備如變頻泵及變頻電機所帶動的各種設(shè)備。

永磁電機的工作原理與直流勵磁同步電機相同，區(qū)別在于前者是以永磁體替代勵磁繞組進行勵磁。當永磁電機的三相定子繞組（各相差120°電角度）通入頻率為f的三相交流電后，將產(chǎn)生一個以同步轉(zhuǎn)速推移的旋轉(zhuǎn)磁場。穩(wěn)態(tài)情況下，主極磁場隨著旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)動，因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦是同步轉(zhuǎn)速，定子旋轉(zhuǎn)磁場恒與永磁體建立的主極磁場保持相對靜止，它們之間相互作用并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)并進行能量轉(zhuǎn)換。與傳統(tǒng)的直流勵磁同步電機相比，永磁電機，特別是稀土永磁電機具有結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠；體積小，質(zhì)量輕；損耗小，效率高；電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優(yōu)點。因而應(yīng)用范圍極為廣泛，幾乎遍及航空航天、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域。

結(jié)語

多年來,我國政府大力提倡、鼓勵和支持企業(yè)推廣高新技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能減排目標,并且在資金上給予了很多優(yōu)惠政策,為石油化工等高能耗行業(yè)進行節(jié)能降耗改造開辟了新的途徑。雖然企業(yè)對節(jié)能項目進行了較大的投資,但是節(jié)能項目投用后的未來收益是巨大的,不僅降低了企業(yè)對節(jié)能項目的投資風險,而且使企業(yè)設(shè)備升級、降低了運行成本。

節(jié)能降耗不僅能給企業(yè)帶來經(jīng)濟效益，還帶來一系列社會效益，使能源消耗一再減少，這對于處在發(fā)展中國家來講意義巨大，在能源日漸枯竭的今天來講，能源就是金錢就是生產(chǎn)效率。

[1]《石油和化工工程設(shè)計手冊》編委會 煉油裝置工程設(shè)計【M】.東營：中國石油大學出版社，2010.

[2]《石油化工電氣設(shè)備選用手冊》弓普站主編【M】化學工業(yè)出版社.

[3]《電氣傳動自動化技術(shù)手冊》天津電氣傳動設(shè)計研究所編制【M】 機械工業(yè)出版社，2005.

[4]中華人民共和國機械工業(yè)部 《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》【Z】GB50052／95.

[5]《電機常用技術(shù)數(shù)據(jù)速查手冊》孫克軍主編【M】中國電力出版社，2009.