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笔者还要强调一下,在工程前期调研及初设阶段首先考虑选择拥有绿色基站技术的供应商和运营商,例如华为和Vodafone。他们拥有IP组网、分布式基站、先进功放、智能电源管理、多载频技术、统一架构等关键绿色技术。这样设计的基站稳定性、可靠性高,功耗能够得到进一步优化,而且更有利于网络的平稳升级。
二、充分利用软件技术降低能耗
除提高设计水平和利用硬件升级等手段降低能耗以外,充分利用软件技术实现节能降耗也越来越重要。随着软件技术的飞速发展,其应用领域也越来越广泛,大到网络转型,小到CPU超频。以笔者所在单位为例,通信网络转型的速度远远高于其他单位基础设施的更新换代,如果频繁地对网络转型,将造成大量在线设备的退网淘汰以及更多的资源消耗,那么利用软件技术提高现有网络设备的工作效率,从而降低能耗也是非常重要的手段。通过对上网用户在线时间的统计分析,全网在忙时和闲时网络负荷变换最大,那么就可以通过软件调整核心网络设备的主频,让它随网络负荷变化,在闲时自动将设备处理能力降低,减少电能的消耗。
三、提高空间利用率降低设备冗余度
随着通信产业的蓬勃发展,每年入网用户日益增多,基站和设备间能够利用的空间越来越小,设备密度也越来越大,电力消耗明显提高,因此采用高集成度或分布式设计方案来减少基站和设备间的空间占用,使用体积更小,重量更轻,支持端口更多的设备来有效降低设备冗余度,对于降低能耗也是重要的绿色手段。对于高端网络设备来讲,性能和功能无疑是最重要的,功耗降低会以性能的降低为代价。一般的情况下,为保证功能、性能、业务卡的数量和运行可靠,设备的功耗也会较大。这类设备数量较少,放置位置的环境情况也比较好。因此,在选择高端设备方面我们只是把功耗指标作为一个辅助的参考指标。
对于低端的网络产品,如数量巨大的接入层交换机,虽然他们的功能都很强大,但是我们实际应用时只会用到它的部分功能,完全可以通过牺牲一些我们不需要的性能来换取设备的功耗降低。现在有一些接入层交换机因为自身功耗小,已经实现了设备内部无风扇,这类产品就能很好地降低设备的功耗。对于低端网络设备来说,采购过程中会把功耗作为一个比较重要的指标来考虑
四、推崇绿色环保能源的使用
利用太阳能和风能等混合能源,可更好地保护环境,减少污染物排放。在有条件的地区充分利用太阳能、风能作为辅助能源,降低电能消耗,分解能源问题。在北方城市,利用季节明显,冬季日夜温差较大的特点,优化基站、核心机房、设备间的通风设计方案和温度控制方案,充分利用自然环境温度实现温控的目的,减少冷却系统和大功率空调的使用,降低能耗,建立更多能源使用的绿色通道,使能源利用率更高。
为了使通信产业向着更加绿色的方向发展,节能降耗势在必行,让我们共同努力,打造出更多的绿色通道,从技术上提高设备、能源的使用效率,减少不必要的损耗,以实际行动来保护环境,推动通信产业持续健康发展。
参考文献:
[1]梁文斌.通信机房节能降耗前景广阔[N].人民邮电,2008,03-06
各区采用自己的变压器供电减少低压供电线路电能损耗及有色金属量耗,降低企业初投资成本,同时也便于管理与维护。重要设备宜采用双电源供电,如:糖厂的助晶箱电机、炉水泵及各车间照明,都是非常重要的用电设备,假如电力系统出现紧急故障导致系统崩溃,炉水泵突然停下,当电力系统不能及时得到恢复供电,水泵不能正常向往锅炉供水,炉膛内的高温余热继续对锅炉加热,这种情况下锅炉存在烧干锅的危险。在半个小时内不能恢复供电,糖晶加速浓缩,等到恢复供电以后电机负荷过重不能够正常启动,给我们带来很大的麻烦,短时内车间照明得不到供电,如果在晚上人员处理故障会有诸多麻烦。因此,湘桂公司制糖厂对于这些重要的设备均采用双电源供电。在第一个供电系统发生故障崩溃时,在几毫秒内自动切换到备用系统供电,确保设备正常运行减少损耗。
1.2适当地选择节能型变压器
近年来,各种系列低损耗电力变压器已得到广泛应用,在节省电能和运行费用方面,已取得显著的经济效益。节能型变压器是低损耗电力变压器,它选用高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造的新系列节能变压器,具有损耗低、质量轻、效率高、抗冲击能力强等优点。因此新建的变电所应采用低能耗的节能变压器,对旧变压器应随机械设备更新,逐步更换或者改造,以节省电能。然而,更新变压器必然会带来有功电量和无功电量的节约,但需要增加投资,这里存在着一个回收年限的问题。对于变压器使用寿命来说,各厂家对各种不同形式,不同容量的变压器使用寿命都有规定(一般为20至30年),有关资料表明,关于更换变压器的回收年限,一般考虑,当计算的回收年限小于5年时,变压器应立即更新为宜;当计算的回收年限大于10年时,不应当考虑更新,当计算的回收年限为5至10年时,应酌情考虑,并以大修时更新为宜。估算好负荷情况,合理选择变压器,减少大马拉小车的现象。糖厂变压器是耗电能比较大的设备,湘桂公司在变电所设计时,综合考虑认为唯有选择节能型变压器是最合理的。
1.3装设无功补偿设施
对于糖厂来说,自身发电及用电功率因数的高低标志着发供电品质。功率因数较低时,企业的各种设备得不到充分利用,效率较低,增加了汽轮机发电机的耗汽量,同时锅炉需增加蒸汽量,导致消耗了蔗渣从而降低了蔗渣打包率及排放物增多的一个循环系统。提高功率因数对于一个配电系统尤其重要。制糖企业中主要的用电设备来自于电机感性负载类,故在各个部位有着不同的方法:(1)可采用自备的发电机有功无功的调节提高功率因数;(2)在各低压配电区域投入具有自动投切电容补偿来提高功率因数;(3)对于大功率电机来说,采用转子串接进相器来提高单台设备的效率,减少电能损耗,从而提高供电品质。
2节能型设备在糖厂的运用
目前,变频器在制糖电力系统中得到了最普遍的推广与应用,其优点也受到了业内的充分认可。通过变频的功能可起到有效的节能减排,加上变频器与PLC、DCS等自动化控制结合运用效果更为显著。
2.1应用变频器
2.1.1应用原理随着电力电子技术及微电子技术的飞速发展,电力电子装置的耐压也得到显著的提高,各高低压变频调速技术日趋成熟。变频调速是当代最先进的高效调速方式,其变频方式分为“交—直—交”变频和“交—交”变频两大类型。“交—直—交”变频方式又有电压型(VSI)、电流型(CSI)和脉宽调制型(PWM)三种。就是因为其有着不同的类型,故在选型上就要加以考虑。例如,制糖企业的锅炉风机类电机、炉水泵等泵类的大动力设备,就宜选用电流型。这些设备在正常开机没有调速的情况下,一直都处在供频状态运行,在实际运行当中往往要对风量、水流量的大小进行调节。通过风门阀门调节效果不佳而且浪费了大量电能。我们都知道电机的转速:n0=60f/Pn=60f/P(1-s)式中,f:电源频率;p:定子绕组极对数;n:异步电机转速;n0:同步电机转速;s:异步电机转差率。故而改变输入电机电源频率可改变电机转子输出转速,从而改变了风量、水流量,降低了电机机械损耗和电能损耗。目前,有些企业采用变频器与DCS或PLC实现闭环自动控制,通过对风量、水流量的调节使锅炉燃烧更完全,同时也便于在中控台上监控,当突然发生事故时,能够迅速的响应,减少不必要的损失。2.1.2应用实例在湘桂公司制糖厂锅炉控制系统中:(1)采用变频器对锅炉鼓风机、二次风机、三次风机、引风机炉水泵等进行自动调节;(2)使用DCS系统进行锅炉控制,同时加装扩展模块把压榨设备并入,进行集中监控。2.1.2.1变频器自动调节方法(1)变频器对锅炉鼓风机及二、三级风机的调节通过烟气传感器对炉膛内燃烧后的烟气含氧量进行测量,通过测量值来判断炉膛内燃料的燃烧情况。传感器采集信号转化成4~20mA的电流信号给DCS主机,DCS主机通过运算相应输出4~20mA的电流信号对鼓风机调节。当含氧量低时提高鼓风机变频器频率使鼓风机加快转速,从而增加新鲜风量进入炉膛使炉膛含氧量增加。同时,二次风机、三次风机也随之发生变化,使燃料进入炉膛后得到充分的燃烧,从而节约燃料及减少炉膛结渣清理次数,降低了人力、物力的消耗。通过压力传感器对炉膛内进行测量,传送数据信号给DCS主机,DCS通过始终保持炉膛定值负压的控制方法对引风机进行控制。炉膛负压超过设定负值时则减少风机转速,负压超过定值正值时则增加引风风量,使炉膛内始终保持一个负压的状态,即炉膛的压力决定引风风量。以PID的调节方式,取炉膛内温度作为定值对喂料器进料量进行控制,炉膛温度下降则加快喂料器电机转速,温度超过设定值则减小喂料器电机转速,保持有足量的燃料进入炉膛燃烧,确保锅炉稳定运行。(2)变频器对锅炉主给水炉水泵的调节变频器对锅炉主给水炉水泵的调节是通过炉水泡的水位来定,水位高了变频器降低转速,当水位偏低了主机给变频器提高转速的命令,保持水位稳定在一个安全的水位线上。对减温水泵的控制主要体现在气泡蒸汽温度来定,以PID的调节方式对水泵进行调节。通过热量传感器对气泡蒸汽温度进行实时测量,温度高了提升减温水给水泵转速加快水流量,从而降低了蒸汽温度。当蒸汽温度降低后温度传感器给出信号传到主机,主机发出电流信号对变频器进行降低转速调节,从而使蒸汽温度恒定在一个理想定值,确保了蒸汽质量。通过几个单独的PID控制方式的调节,又相互有影响约束的关系,促使锅炉提高安全性、节省燃料、节省人员监控,从而实现节能降耗及减少污染物排放。(3)变频器在二级泵的使用二级泵将水泵至煮糖工段抽真空使用。在此采用了压力传感器采集压力信号给变频器。变频器根据设定的压力给煮糖工段泵水。当煮糖用水量增多时,水压压力降低,变频器自动调节频率增大至45Hz后,还未能满足用水压力时,自动启动另一、二、三台等水泵满足用水压力为此。当用水量减少时压力增高,变频器自动调节,频率降低至10Hz后水压仍然高于设定值,此时依此类推停止另外几台水泵达到设定水压,从而实现恒压供水,消除了人工用阀门调节水压及用水量减少、水压过高或过低给煮糖带来的不利风险。经过自动调节使设备能够充分的利用,降低能源消耗。(4)变频器在馈电方面的新突破如糖厂的分蜜机,其工作性质是瞬间提速而后快速降速停车。像分蜜机这种惯性大、用电量较大的电机需要启、停频繁运行的设备,电机在启动升速过程需要从电网中吸收电能,而在其减速时由于惯性的作用设备仍在运转,这种情况下电动机就相当于发电机在设备惯性的作用下运转产生了电能,通过变频器的逆变单元把电能反馈给电网,在多台分蜜机同时使用时效果显著。多台设备在一起的情况下变频器可以采用公用直流母线的方法,一方面:减少初投资成本,第二方面:一台分蜜机在升速运行需要吸收电能,而另外一台降速运行又能反馈电能给直流母线。一台升速一台降速运行功率可相互抵消一部分,从而降低了电能损耗达到节能减排的目的。2.1.2.2使用DCS系统进行锅炉控制的方法锅炉使用DCS集散控制,同时也可加装扩展模块把压榨设备并入进行集中监控。糖厂生产工艺流程是:压榨车间从落蔗通过一级甘蔗输送带送入一级、二级、三级撕解机打碎破解,经过二级甘蔗带把破碎后的甘蔗输送到打散机打散,打松后的甘蔗经过快带送入第一座压榨机压榨,经过第一座压榨机加工后经过中输机输送到第二、三、四、五、六座压榨机加工。压榨后的蔗渣经过输送带送至锅炉作为燃料燃烧,剩余部分送入打包机打包,整个工作流程是一个流水线式生产的过程。假如在某个环节发生故障停机时,对生产都带来重大的影响。例如:第三座压榨机发生故障停机,在短时间内操作人员不能及时将第三座压榨机前的设备停下时,2#中输机继续工作把蔗渣堆积在第三座压榨机上,同时蔗渣断节,假如在5分钟内故障不能排除,锅炉不能及时补充燃料,炉膛内温度急剧下降同时蒸汽压力下跌,致使汽轮机因蒸汽压力不足而跳闸停机,导致全厂停电造成全公司生产瘫痪。通过使用传感器把各个生产阶段的设备运行状态传送到DCS主机上,DCS主机可根据数据处理来进行对设备启停控制。如上述例子:第三座压榨机故障停机后,传感器把停机信号发送到主机后,主机通过判断对第三座压榨机前面的设备控制停机,第三座压榨机之后工序的设备继续运行,同时自动启动锅炉应急蔗渣输送带把蔗渣输送到炉膛内燃烧,确保了锅炉正常运行,也确保了发电机正常运行。在发生故障的同时,上位机上发出报警信号方便维修人员能及时处理。从而消除人工排渣的危险,避免重新升炉所损耗的能源风险,减少了各车间因突然停电导致各生产环节瘫痪。
2.2选用高效型电机
高效电动机在节能方面优于普通电动机,高效电动机在材质上采用高质量的铜绕组和硅钢片,降低了各种损耗。据估计损耗可降低20%-30%,效率提高2%-7%;能在短期内收回投资成本。因而,高效电动机取代技术落后的普通电动机是必然趋势。
2.3采用节能型照明电器
能源是不可再生的资源,而节能减排应从生产点滴抓起,现国家已逐步淘汰非节能的照明电器(如白炽灯)。但是,一般糖厂的普通照明应用还很普遍,无功损耗极大,因此,糖厂照明选择LED等高效低耗、节能环保的照明灯具是最佳的选择。另外,采用高效、耐用、安全、可靠的照明电器配件,也可以为企业相应减少电耗成本。2.4合理选用电缆线影响电力电缆的因素主要有:(1)导线所用金属材料的电导率;(2)线的长度;(3)导线截面积;(4)运行环境温度;(5)电晕影响;(6)金属导线集肤效应。经验表明,在诸多条件中影响最大的是导线所用的材料。因此,在糖厂应优先选用低阻导线,以确保减少输电线路中的电能损耗,增强导线过载能力,减少事故频发的危险,最根本的是减少企业的经济消耗。
2.提高自来水厂节能降耗优化措施分析
2.1确保机械设备高效运行
自来水厂建设投产使用以后,需要根据水厂的取水量以及净水能力进行估计。为了达到降低降耗的目的需要确定专门的节能课程,在这个课程中必须包括用水标准监测仪器、健全净水构建物检测技术摸清生活污水反应池的基本结构和状况进行详细的观察,从中找出提高节能降耗的方法。实践证明对反应池进行改造是确保机械设备高效运行的重要方式,反应池在整个节水过程中对能源的消耗占总体比例最大,技术改革以后,不但可以实现节能降耗的目的还能实现设备合理搭配的目的。确保机械设备高效运行还有一个方法就是对取水泵扬程进行准确的定位,取水泵扬程确定一般是根据河床抽水到反应池为基础,这个过程最重要的是对能源消耗进行定位,要是定位的数据过高在一定程度上会影响机械设备的运行,其实在可以根据水位变化确定枯水期和丰水期数值,选择一台机组配备两套合适的叶轮,从而保证取水扬程。
2.2提升水泵节能优化技术
推升自来水厂节能降耗的消耗,最重要的方式就是从水泵节能方法出发,对节能设计进行全方位的思考,对水泵节能优化技术的设计一般会根据管道系统的特性选择科学的设计方法,让水泵发挥重要的作用。实现水泵节能优化技术,需要从独立性角度对水泵进行设计,与此同时选择和水泵相匹配的电机也很重要,一般为了实现水泵节能优化技术都会选用高效运行的水泵技术,虽然这个电机要比传统电机价格高处15%以上,但是该技术维护费用很低,并且投入后可以帮助水厂顺利完成技术升级工作。所以说综合其技术优点,提高水泵节能优化技术必须要选择高效节能技术电机。
2.3优化污泥脱水节能技术
优化污泥脱水技术会涉及到以下主要两方面即:脱水机类型选择、增加药剂投入量。污泥脱水机器主要有包括五个类型,板框式污泥处理技术、带式污泥脱水机、离心式污泥脱水技术等。对带式污泥脱水技术进行分析,可以得出离心式污泥脱水技术具有工作稳定节能消耗的优点,但是这项技术具有运行效率不高且维修资金消耗较大的缺点,因此这项技术很少的被企业采用。板框式污泥处理技术和其他技术相比在污泥饼效率高度30%以上,但是这项技术也存在一定的缺陷,就是该项技术占地面积较大、运行速率低、运行效率较低,而且对环境存在二次污染的后果,所以说很多自来水厂会采用离心脱水处理技术。一些企业也采用氧化沟处理方式对生活用水进行处理,这项技术要考虑到减少排泥量的效果,提高排泥量一般会采用提高污泥井数量的措施,在这个过程中可以通过对沉淀池时间以及污泥排量进行合理控制,来达到缩短污泥池工作时间提高工作效率的目的。合理对排污量进行控制还包括提高离心机的运行速度、增加脱水机台数和缩短运行时间的方式来有效的降低节能消耗。据调查很多自来水处理厂都配置了变频自动投放药物系统,从而实现对药物数量进行合理投放的目的,这个系统在自来水厂的投入在根本上达到了减少药物使用量的目的。例如,该项技术在深圳一家自来水处理厂投入,取得了良好的效果,这个水厂占地面积约为14千米,虽然场地面积较小,但是处理技术的投入为该长带来的效益却是以往的两倍,该工厂还考虑了精确的气体控制方法,这些技术在2009年进行的改造,并且针对耗能大的缺点进行改进,将风压技术引入到改造内容中,让主控技术根据风压以及所需要的风机设备进行系统控制,从而实现了水厂改良技术全面升级的目的。
2.4针对锰元素超标进行调试实验
针对自来水厂存在锰元素超标的情况一般会采取添加氯元素实现锰沉淀的效果,在这个过程中,氯会将四价锰除掉。实验证明这项技术虽然处理工艺很简单,但是处理效果却很好,所以为了保证锰元素更好的沉淀必须要做好满负荷生产,要用这种生产工艺来实现锰元素沉淀工作。
2.采用变频技术降低电耗
调节注汽锅炉辅助设备到最佳工况下的锅炉柱塞泵和鼓风机的选型设计都是以额定负荷为计算依据,计算流量和扬程还要加一个富裕量,一般都略高于计算值,注汽锅炉负荷变动很大,一般多在额定负荷下运行。由于诸多因素,锅炉运行时柱塞泵、鼓风机的实际流量都小于设备的额定流量,必须进行调节,一般的调节方法都是改变其柱塞泵出口回水阀或鼓风机入口挡板的开启度,形成电机的输出功率一部分用来克服节流阻力的状况。因此,调节后流量减少了,但电机功率没有明显的减少,也就是说电机消耗的电能中的一部分用于调节流量形成的运行阻力而消耗。变频器技术工艺由变频器、压力变送器、气电转换器、配套仪表及控制系统组成。变频调速是由频率改变来调节电机的转速,流量得以调节而电机的输出功率也随转速的大小而改变,也就是说流量大转速高,电机输出功率大,电能消耗大;流量小,转速低电机输出功率小,没有节流阻力的存在.故流量减少时,电机功率明显减少,可减少15%~40%的电能消耗。
3.采用红外辐射涂料技术
采用高温红外辐射保温技术这种做法主要是当炉内温度超过一定时,辐射段内的传热方式变成辐射,在这种情况下如果能够提高辐射段的辐射率,就能够大大提高炉膛的吸热量。因此在注汽锅炉的炉膛内耐火层加涂高温红外辐射涂料就能够提高其辐射率。
2.节能降耗的电力计量技术的应用
在电力计量技术的运用过程中做好节能降耗工作是极为必要的,其成果也是较为明显的,具体来说,我们可以从以下几个方面采取措施加强节能降耗在电力计量技术运用中的效果。
2.1改进电力计量技术设备
对于电力计量技术而言,要想加强其节能降耗效果就必须注重对于电力计量技术设备的管理,尤其是对于当前我国常用的传统电力计量设备来说在很大程度上影响了电力计量过程的节能降耗效果。基于此,我们必须加强对于电力计量技术设备的研究,切实提高设备的技术水平,尤其是要加强电力计量技术设备对于当前一些先进技术的利用,比如对于智能化技术和信息化技术来说,如果能够很好地融入到电力计量技术设备中就能够很好地完善电力计量技术设备的缺点,提高电力计量技术设备的使用效率,减少一些不必要的电力能源损耗,这也是当前我国电力计量技术研究的一个主要方面,尤其是当前对于智能电表的研究和使用已经具备了一定的成效,这就更进一步验证了加强电力计量技术设备研究能够促进我国节能降耗工作效果的可行性。
2.2规范电力考核制度
加强电力计量过程中节能降耗效果的另一个办法就是规范当前的电力考核制度,完善电力考核方法,尤其是对于用电大户来说,更应该加强对其电力使用的考核和监管,对其节电效果进行综合的评测和审查,并且针对考核的结果采取相应的措施,进而规范用电企业的用电状况,当然这一考核和评测过程都离不开电力计量技术的参与。
2.3完善电力计量技术系统
做好电力计量工作中的节能降耗效果还必须完善当前的电力计量技术系统,当前我国电力计量技术系统因为其复杂性和综合性较强,所以存在着很多的漏洞和缺陷,只有针对这些问题进行必要的完善才能够确保节能降耗工作的顺利开展。
3.智能电表在电力计量节能降耗中的应用
在电力计量工作中进行节能降耗建设的一个突出代表就是智能电表的使用和普及,具体而言,智能电表在电力计量中的运用对于节能降耗来说起到的作用是极为明显的,其具体表现有以下几个方面:
(1)计费方式更加科学合理,智能电表的一个主要功能就是其能够进行不同费率和时段的切换,这也是智能电表有别于传统电表的一个主要方面,这种计费方式的一个好处就是能够有效提高用电者用电节能意识,避免一些不必要的电力能源消耗;
(2)对于整个的电力网络进行时时刻刻的检测和管理,进而提高了电力网络的完整性,确保电力网络的顺利运行,避免了一些电力能源的损耗,并且智能电表还能够根据整个电力网络的电力需求状况调整整个电力网络的电力配置,起到一定的管理作用,进而确保电力网络运行的有效性,最终达到节能降耗的目的;
(3)智能电表使用的一个最为突出的优势就是其提高了电力计量的节能效果,在具体的使用过程中,智能电表能够根据用电器的具体状况来自行分配电力能源到用电器上,加强了用电器的用电管理和监控,进而确保了电力能源的有效利用,达到了节能降耗的目的。
萨中开发区为最大限度控制低效无效循环,遵循以“控”为主,“提控”结合的技术对策,精细地质研究成果,深化注采结构调整。以控制聚驱后续水驱和水驱特高含水井无效循环为重点,优化提液方案设计,降低增液含水率,实现控水控液目标。水驱做法:注水井一是推广“7788”细分注水技术、二是推行“双定双轮换”分层注水方法、三是实施浅调剖控制低效无效循环、四是实行注水井重配与细分相结合。采油井一是实施下调参数,控制高含水井液量、二是优化堵水方案,控制高含水层液量。聚驱做法:注入井一是实施深度调剖控制低效无效循环、二是个性化设计聚驱停层不停井方案、三是对空白水驱和后续区块采取单卡突进层、四是对不同区域实施个性化周期注入。采出井应用长胶筒封堵控制后续水驱低效循环。
1.2机采系统措施效果
截止到2013年11月,萨中开发区机采井开井9144口,其中抽油机井7268口,螺杆泵井1513口,电泵井363口。机采井平均有功功率12.96kW,年耗电量达到88000×104kWh,占全区总耗电量的31.5%。机采系统节能措施主要有抽油机节能技术措施:抽油机节能电机按照电机节能原理分3种类型:双速双功率电机、永磁同步电机和双功率电机;抽油机节能配电箱包括自动供、断电节能控制箱、、动态无功补偿节能控制箱、自动跟踪调压节能控制箱、柔性衡功节能控制箱。螺杆泵节能技术措施:螺杆泵驱动控制装置、螺杆泵直驱装置。电泵井变频油井电磁防蜡器。通过强化机采井管理,合理优化机采参数,取得较好效果。
1.3地面工程系统措施效果
截止2013年11月底,萨中开发区共有注水站42座,注水机组155套;注水电机的安装总功率为30.286×104kw•h;目前运行82台注水泵,全年注水耗电量为109637×104kw•h,占全区总耗电量的39.3%。2013年萨中开发区集输系统耗电量为77687×104kwh,耗气量为1.7×108m3,占全区总电量的27.8%,总耗气量的81%。主要耗电设备主要有输油泵316台,掺水泵250台,热洗泵143台,综合耗电为1.12kwh/t;主要耗气设备有掺水炉热洗炉283台、脱水炉34台、采暖炉82台、外输加热炉11台,吨液耗气为1.08m3/t。全区井用高耗能变压器总计2300台,2007年至2009年节能计划更新高耗能变压器300台,年节电61.53×104kWh;2011年-2013年节能计划更新、改造井用高耗能变压器1817台,实际拟将实施2096台,预计年节电429.89×104kWh。截止到2013年底,全区井用高耗能变压器更新改造全部立项完成。
2萨中开发区节能降耗措施未来展望
2.1油藏系统
随着油田进入高含水后期,水驱开发中存在的主要问题即油层间吸水状况差异较大,动用不均衡,存在低效无效循环。近年来通过在油水井开发调整中实施注采结构调整,控制高含水井层的注水量、产液量,达到优化井组间、层段间的注采结构的目的。由于萨中开发区油层发育小层层数多,油层发育复杂,非均质性强的特点,动用不均衡的问题在今后仍然存在一定的调整潜力。聚合物驱具有层段较单一、层系开发时间短的特点,尤其是一类油层进入后续水驱以后,由于发育多为大段厚油层,层内突进严重,不能采用封隔器实施卡分,控水挖潜难度较大。目前这种突出的矛盾主要集中在南一区西东块、断东后续和中区东部、东区等区块,其中含水大于98%井占总开井数的42.4%,含水达到98.3%,是聚驱控水的潜力。
2化工工艺当中节能设备分析
2.1热管换热器
热管换热器是化工工艺当中最为常见的节能设备,作为一种具备高导热性质的传热组件热管是基于在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来进行热量传递。由于上述特点使得热管具备了良好的等温性,并且冷热两侧的传热面积均可根据要求进行调节并能够实现远端传热,另外可对其进行温度控制。由于受到材质所限使得热管的耐高温性以及抗氧化能力均不够理想,为了弥补上述缺点可加入陶瓷换热器来进行完善。从经济角度来看热管的性价比较好,经济效益较高,安全性及稳定性都较为理想。在长期使用过程中热管换热器可能会出现堵灰问题,可预先对受热面积进行调节来预防此类情况出现。若生产过程中出现腐蚀性气体时,一般可对管壁温度进行调整,同时调节蒸发段与冷凝段接触面积来尽可能控制腐蚀情况。
2.2蓄热器
蓄热器多见于工业锅炉当中,它在供气系统当中可将多余热量储存起来即收集了一部分能量,当工业生产有所需求时则将这部分能量释放出来,从而达到能源循环的效果。在锅炉实际工作时会存在气量产生大幅波动的情况,这就会使得锅炉内部的气压受到影响,甚至还会带来水位浮动,在这种情况下会给锅炉操作带来较大的阻碍,同时会使得燃烧效率在一定程度上有所下降。针对于以上情况采取蓄热器便能够让锅炉获得稳定,对其负荷进行改善从而给予锅炉更好的运行条件,让锅炉可以保持相对较高的使用效率。从类型上来看蓄热器一般分为两种,一种是定压式蓄热器,另外一种是变压式蓄热器,其中定压式蓄热器在应用过程中能够保持恒压状态,给水蓄热器即为最常见的代表之一。当用汽量低比锅炉蒸发量还要低时,那么多余的蒸汽将被用于加热给水,然后将给水转变为饱和水在蓄热器当中储存。然而在汽量不断上升的过程中,蓄热器可将饱和水送入锅炉,以此来加大锅炉的蒸发量。相对而言给水蓄热器更加实用与小型锅炉,大型锅炉温度较高,会使得蓄热器的蓄热能力有所下降。蒸汽蓄热器的压力则会受到热量影响,热量增减时它也会随之出现变化。在锅炉蒸发量较汽量更大时,多余的蒸汽将进入至蓄热器当中并对饱和水进行加热,而蒸汽本身也凝结与其中,此时蓄热器压力也会在一定范围内提升。而汽量高于锅炉蒸发量时,也就是说蓄热器会产生加压,饱和水沸点下降,从而出现沸腾态,同时蓄热器将向锅炉提供蒸汽让锅炉负荷可维持不变。在这个过程中有一组自动阀门可对气压进行控制,从而让蓄热器以及锅炉的压力维持在正常态,在大型工业系统当中蒸汽蓄热器较为常见。
2.3热泵
热泵技术作为一种新型能源技术近年来受到了广泛关注。它的主要功能是将低位热源导向于高位热源。它主要是从自然界当中取得热能,然后以电力进行做功从而将其转变为高品位热能供用户使用。通常采取COP性能指数对热泵性能进行评价。大多数热泵制冷系数处于3至4范围内,换句话说热泵可将自身能量需求的3至4倍热能从低温物体导向于高温。事实上热泵是一种能量提升装置,工作时自身需消耗一部分电能,但经过转变提取的能量是消耗电能的数倍,因此带来了巨大的效益。在最新的报道中称最新的热泵制冷系数可达到6至8,若该技术可得到普及将能够大大地促进能源使用。
3节能降耗技术在化工工艺中应用建议
3.1加强催化技术使用
在大多数化学反应当中都需要利用催化剂来提升反应活性,特别是在规模化生产中催化剂有着十分重要的作用。通过使用催化剂不仅仅可以提升化学反应效率,同时可以降低化学反应条件,使得反应在低温低压条件下也可正常进行,这就大大地降低了能耗。在部分高效催化剂的作用下可以降低反应当中的副产物含量也就让原材料的使用量得到了有效控制。
3.2加强工艺自动化控制
在实际生产过程中通过投入自动化设备来对工艺进行控制,来提升工艺生产的稳定性以及安全性。例如将PLC应用在实际化工工艺控制当中便可实现化工生产自动化。PLC(ProgrammableLogicController)即为可编程逻辑控制器,它实质上是储存器但具有可编程功能,同时可实现逻辑计算、顺序控制并且可借助输出、输入手段对各类型生产过程进行调节。PLC系统通过数据采集对相关工艺进行控制,数据采集即按照自动化控制系统模数对精度进行转换,同时可对数据周期进行自动化扫描从而得到模块采样速度,然后利用各种方式如图表、文字等对数据进行表达从而将实时信息展示在相关工作者面前。工艺顺序控制则是对可选功能组级进行独立性的开启或停止工作,同时可满足单项控制需求。一旦出现特殊情况产生程序故障时,PLC将会直接对信号进行中断并关闭或停止相关程序,让自动化控制可保持安全态工作。自动化生产无疑较人为操作精确性更高,并且避免了人为操作错误,由此来达到能耗控制的目的。
3.3控制生产动力损耗
在生产线上投入变频调速器并构建出有效的变速调节方案,以此对电机能源消耗进行控制。方案设定中要保证电机拖动系统可在输入过程中与输出过程中维持平衡态。相对而言化工生产装置的负荷率较低,因此采取节能变频技术可避免机器长时间处于工频运作状态,让电量得到有效控制。同时对于供热系统进行改良,在这个过程中可采取组合装置来实现系统优化,来提升冷热能源转化的效率,从而产生低热高勇的效果。对余热回收进行完善。在使用传统工艺生产的过程中大量余热会直接被浪费,事实上这部分余热涵盖了很大的能量,完全可以被再次回收、利用来进行生产。在部分高温反应当中便可采取特殊装置如蓄热器对余热进行回收利用以此来提升热效率同时控制生产成本。
3.4合理利用阻垢剂
在部分设备如锅炉等使用一段时间后,设备内部必然会出现结垢或锈蚀,这显然会对设备的传热带来影响,降低设备的换热效果,采取阻垢剂能够将这些结垢或锈蚀出去从而保证设备的换热系数处于正常状态当中,这不仅仅可以控制能耗同时也提升了设备的使用安全性。
3.5加入新工艺促进生产效率提升
化工生产效率的提升必然与新工艺的加入有着明显关系,化工企业在资金、条件、规模允许的情况下应当引进国内外先进工艺以及节能型设备,以此来将降低能耗,控制成本。对一些基础技术如结晶技术、蒸馏技术等进行优化,从而让整个生产流程整体上更加合理化,进一步控制消耗。
4对化工工艺生产管理进行完善
节能降耗技术的有效实施不仅仅需要设备支持,同时还需要管理工作相互配合。由于化工生产涉及面及规模较大,因此整个流程较为复杂,在一定程度上能源损耗也取决于环境因素以及管理因素等。因此在实际管理过程中需要对节能损耗给予充分重视,加强生产监督,并落实执行生产制度的执行力,对违规行为进行严惩。对于生产操作进行规范,同时对生产设备使用投入进行合理化组织,预防出现过负荷生产。在上述基础上加强设备维护工作,让设备维持正常状态投入到实际生产当中。
随着人们需求的不断增加,能源短缺问题不断加剧,人们的生活、工作离不开电力资源的使用,为了解决能源短缺问题,保护我们赖以生存的环境,节能减排越来越重要。电力计量不仅对电力市场有着重要意义,而且可以有效的分析相关设备的损耗情况,对有效运用能够起到节能降耗的作用。电力计量能够为节能降耗工作提供电压、频率等数据信息,电力计量技术的水平直接关系着相关信息的准确度。而且,在电力管理工作中,我们只有准确的分析相关数据,才能改善电力节能技术,提高电力资源的利用了,进一步降低电力损耗。为此,我们只有不断完善电力计量技术,才能保证相关数据的正确性,使其更好的为电力节能降耗工作服务。
2.分析电力计量在节能降耗中的应用
2.1加强智能电表的应用
智能电表作为一种智能化仪表,它主要是先采集用户供电数据,然后再通过内部集成电路对采集信息进行相关处理,采集来的信息转换成脉冲进行输出,输出后经过单片机的有效处理和分析,再将脉冲转换成用电量输出。智能电表在节能降耗方面有很重要的作用,它能够利用计算机管理系统实时、准确的进行用电费用计算,有效的提高了结算效率。智能电表的实时监测功能方便了供电企业了解供电情况,避免了电能质量问题。而且,通过智能电表对水、热等能耗数据的采集,我们可以对能耗、峰值进行预测,为节能用电提供了很大帮助。
智能电表的功能性十分强大,使用智能电表可以通过电价来对用户负荷和分布式发电进行控制,在常规用电中实施分时电价控制,在短期用电需要中实行实时电价控制,在高峰期用电需求中实施紧急峰值电价控制。智能电表的使用过程中,会将有关能耗信息传达给用户,这样就能够方便用户合理用电,通过转换能源利用方式等减少能源消耗。我们也可以将智能电表提供的相关信息加以利用,在这一基础上建立用户能量管理系统,这样以来,就可以为各类型的用户提供能量管理服务,在满足用户需求的条件下尽量减少能源使用,避免了能源浪费。
除此之外,智能电表给用户提供相关能耗数据可以帮助用户改进用电方法,方便用户及时的发现各种能耗异常情况,有利于提高用户的节能意识。而且一些用户安装了分布式发电设备,这能够帮助用户进行合理用电和发电方案的制定,从而使用户实现利益最大化。
2.2促进电力计量系统的综合化
电量考核对电力管理来说尤为重要,考核的实施需要依据相关数据信息,从而针对电力市场交易情况进行考核。在对发电厂进行考核时,需要依据相应的电能量数据,与发电计划进行对比,准确得知发电厂执行情况。为了进一步完善电力考核系统,需要我们优化电力计量系统,充分满足电力计量综合化需求。电力远程计量主要采用了分层式结构,利用该计量系统,不仅能够通过移动通信系统、光纤等方式和采集终端进行通信,而且还能够将采集装置的相关数据信息进行记录,有效的提高了节能降耗的工作效率。
2.3提高计量工作人员的专业素质
要提高电力计量在节能降耗中的运用效率,一定要做好计量人员的管理工作。首先,要加强计量人员的培训工作。计量人员使计量工作的执行者,一旦计量工作人员缺乏相关专业技能,就会影响计量系统的正常运行。为此,对计量人员要实行岗前培训、定期培训,并根据实际情况给工作人员提供对外学习的机会,使他们不断的学习新技术。其次,要提高工作人员的积极性。计量工作的开展离不开人员操作,为了保证计量系统的有效运行,我们要不断优化人员考核系统,完善奖励机制,提高计量人员的积极性,减少人员流动。
1、人工抄表技术。人工抄表技术是一项传统技术,指在每个区域固定一个抄表员进行每家每户的抄表并用此进行电费使用量的核算的行为,仅适用于个体管理;
2、远程抄表技术。远程抄表技术是以远程通讯技术及计算机网络技术发展为基础,是一种便捷的现代化电力计量技术,可靠性高并得到广泛应用;
3、智能抄表技术。智能抄表技术并不是新技术,但它与传统电表收集的数据相比具有更高的完善性及多样性,且控制耗电量效果相对明显。现阶段,我国大部分地区电力资源不足成为了制约我国经济发展的主要因素,因此电力计量技术的发展成为了我国发展中较为重要的一项任务。当今,我国经济发展与人口剧增都导致了资源的使用量增加以及能源大量消耗。电力计量技术存在的诸多问题也导致不能有效节约资源,做到节能环保,低耗安全。电力资源利用与生产已经不再仅仅是技术问题,它已经逐渐成为了我国发展经济指标中的重要项目。经研究表明,近年来我国电力事业的发展不尽人意,城市人均耗电量及单位建筑面积耗电量是发达国家的两倍左右,严重超出了资源能够承受的范围,尤其是电力超额,导致社会供求不平衡,影响社会发展。若想有效控制超额用电,就要完善电力计量技术应用,广泛推广智能电能表对社会向前发展有重要现实意义。
二、电力计量技术实现节能降耗的前提
电力计量技术实现节能降耗需要以下两个条件,即先进的电力计量设备和规范化程序化的考核制度。先进的设备与技术能够进一步提高监测结果的准确性,但在我国的电子计量技术设备的发展中,处于相对优势地位的只有智能表,但它仍然需要不断完善与改进。在发展技术的同时,我们也要使电力考核程序化,不断健全完善考核方式,加大考核力度。例如对一些采用大型机电设备的用电单位,实施系统测量并定期对电力进行平衡检测,对电量使用进行限额且采用避峰就谷的方法来控制用电,保证科学合理用电,减少资源浪费,避免资源紧缺。对用电量大的单位要不定期检测一次,进行定期考核,保证电量合理使用。除此之外,还可以制定限电考核,采取超量收费的办法控制用电。在考核制度不断完善下,采用远程电力计量系统,既能够有效准确的收集电量使用信息数据,又能够实现节约环保,低耗安全,对社会发展起到了促进作用。
三、智能表在电力计量技术中发挥节能降耗作用
智能表作为我国当前较为科学合理的一种计量手法,被广泛接受。下面我们分析智能表的主要功能及优势,了解智能表在电力计量技术中应用的意义。
(一)智能表电力计量技术主要功能简述
智能表电力计量技术主要功能有如下几点:
1、多时间段与多费率可供选择。智能表可以根据设定的费率及时间段自主进行更换,节省能源同时也能够使用电费用更加精准,优越性与便捷性显而易见;
2、功能更加丰富。智能表比传统电能表多了有功组合电量的功能,能够进行自定义组合,从而达到节能降耗目的;
3、实时监测。智能表在电力计量中能够对各项功能进行监测且精确度非常高,还能够对异常情况进行记录与反馈,为供电单位提供准确数据;
4、端口输出功能得到强化。端口功能强化能够使日常用电更加安全与便捷,避免不必要的浪费。
(二)智能表电力计量优势
智能表在电量计量中拥有明显优势,其优势共有如下四点:
1、节能高效。智能表可以对电器用电量自行分配并能够有效控制用电时间,还能够建立安全防御系统,它可以在用电过程中出现漏电等情况时进行报警。除此之外,智能表除了反馈供电信息还能够对线路中损耗问题及时反应,方便人们及时处理。智能表能够分辨出损耗大的设备提醒人们及时更换或维修,从而达到节能降耗的效果;
2、防窃电。众所周知,窃电现象一直受到人们广泛关注,尽管在过去采取很多措施,但仍然避免不了窃电现象的发生。智能表能够有效分析电路异常用电并找出窃电根源,防止电能肆意挥霍从而避免造成巨大浪费;
3、缩短停电时间。传统电力系统无法自动反馈信息,智能表在第一时间将断电事故反馈给供电部门从而能够在最短的时间内将故障维修好,使人们生活质量得到保障;
4、及时检测供电动态性。智能表能够实时监测用电情况,能够保证供电系统安全可靠,及时反馈信息的同时,对人们购电时的决定也起着关键性作用。
(三)智能表使用在电力计量中的意义
智能表作为具有较高完善性与多样性的一种电力计量方法,在日常生活中的应用可谓是必不可少。相比于传统电力计量技术,智能表拥有先进的技术且能够很好的控制耗电量,并能够通过纷繁复杂的设计用以提高所收集的数据的可靠性与准确性,对其进行备份处理以备不时之需。智能表与计算机智能信息化采集完美结合,促进电力能源的节约,且智能表能够采用阶梯式电价,有效控制了整体用电量,避免出现用电高峰期,从一定程度上来说控制了用电节奏,降低消耗。智能表明显提高了电力计量技术的管理与智能水平,从根本上实现了节能低耗,真正做到了“低投入高收获”,节约了资源,保护了环境,并且完善了人们日常生活中的用电质量,提高人们生活水平。总而言之,智能表在电力计量技术及电力系统中的应用,对节能降耗起到了非常重要的作用。
②工艺塔13C01塔顶蒸汽压力可通过控制通往空气冷凝器13-E01气动阀门开度大小进行自动调节,以保证工艺塔13C01塔顶压力的平稳。
③将工艺塔13C01塔顶蒸汽经13-E02制备的热水送往热水型溴化锂制冷机、长丝空调机组以及聚酯装置浆料配制乙二醇换热板,综合利用热水。
④在热水的进、回水总管上设有调节阀跨接,通过调节进入13-E02的热水流量,来维持热水温度的稳定。主要设备和投资情况如表1所示。
2节能降耗措施
针对工艺塔直接利用蒸汽制冷存在蒸汽压力波动大且塔顶蒸汽利用单一,未能完全利用蒸汽余热的潜热等缺点,采用热水控制与综合利用的方法,达到节能降耗的效果。其具体措施如下:
①夏季气温高时,聚酯装置和长丝空调部分设备需要冷冻水进行制冷,将制备的热水送往热水型溴化锂制冷机制备冷冻水,供应厂区所需用户。
②冬季气温低时,长丝空调需要升温,将制备的热水直接送往空调机组制热,加热纺丝的工艺风和环境风。
③在聚酯楼内增设配浆乙二醇换热板。热水系统投用时,通过热水加热配浆乙二醇,维持浆料的温度稳定,保障对苯二甲酸(PTA)实际含量的稳定,有利于后续反应的稳定,同时减少酯化反应器的需热量。该换热板可常年运行,通过升温浆料,可节约进入反应釜后的热媒供热量,间接降低装置能耗。
3实际生产效果
设备运作过程中实际得到的效果如下:
①装置满负荷开启时,可供应2台1.76×107kJ热水型溴化锂制冷机组运行。
②聚酯浆料配制乙二醇采用热水换热后,乙二醇温度可从60℃提高到80℃,浆料温度可间接升高4~6℃,温度波动范围在±0.5℃以内,通过优化可缩小至±0.3℃以内,浆料中PTA百分比含量更稳定,更有利于后续酯化和缩聚反应的稳定。
③热水系统供应长丝空调机组时,温度控制范围在±0.1℃以内。
④采用除盐水,减少设备结垢引起的传热效果变差。
⑤系统封闭运转,不存在泄漏问题,不会造成水的浪费和环境污染。
4经济效益分析
①制冷机的制冷量与节能效果:根据装置运行负荷计算,装置100%运行时,可产生3.22×107kJ的制冷量。如果使用电制冷,相应需要增开4台空冷器13-E01风机(每台18.5kW),扣除热水水泵和热水型制冷机耗电量,额外增加的用电功率为1692.8kW;而综合利用后,每月可节约用电121.88万度。
②浆料配制节能:聚酯楼内增设乙二醇(配浆)换热板,通过热水加热配浆乙二醇,可节约进入反应釜后浆料升温的需热量。按浆料回用乙二醇升温20℃计算,每天可节约1.64×107kJ的能耗,相当于0.56t标煤(未考虑燃煤利用率);同时可维持浆料的温度稳定,从而保障PTA实际含量的稳定,有利于后续酯化和缩聚反应的稳定。
③长丝空调节能:冬季使用热水供热,温度稳定控制范围在±0.1℃以内,可提升产品的品质;相比采用蒸汽加热(100%负荷),相当于每天节能7.4t标煤(未考虑燃煤利用率),或相当于每天节电1.83万度。
二、油气集输系统节能降耗措施及改造方案分析
油气集输系统作为油田开发的重要内容,能耗比重比较大,这个环节中对电能和热能的亏损比较严重,实现此系统的节能降耗能有效减少油田开发中的油田消耗,提高油田开发的运行效益。合理调节动力结构和能源结构,严格把控油气集输的流程,不断优化改造运行参数,加强对设备的检测管理,有利于实现油气集输系统的节能降耗。
1.加热设备的优化改造设计
加热炉是油气集输系统里的主要供热设备,很多因素影响着加热炉的效率,比如炉型结构、炉内的热损失、排烟温度、余热回收和燃烧器等都制约着增加了加热炉的能源消耗。可以应用先进的加热炉节能技术,首先淘汰更新落后的加热炉,推广使用真空加热炉并采用高效的燃烧器,提高热效率;其次要优化加热炉的监控系统,通过监控加热炉运行情况控制各种异常的发生,控制加热炉的运行参数,减少不必要的热损;还可以加强对加热炉的维护、除垢工作,缓解加热炉的损坏情况,采用引射式辐射管改造加热炉结构,实施加热炉涂层减少炉体对外的热散失;最后要努力寻找比燃油更节能的替代品,在水焦浆、水煤浆和油煤浆的基础上,开发应用更新型的燃料。
2.不加热集油和低温集油工艺的运用
在油田开采后期,加热处理含有大量水分的原油会造成能源的浪费,加大生产成本,可以推广应用不加热集油的新工艺。传统的双管掺水技术,虽然具有安全方便的优势,但是需要消耗大量的电能和热能。不加热集油包括单管和双管不加热集油、掺常温水不加热集油、季节性不加热集油和掺低温水不加热集油[1]。油田可以根据自身所处的开发阶段、原油特点、自然条件实施不加热集油工艺,通过取消单管加热流程中的进口热炉和计量站、集输线上的加热炉,简化加热保温系统,降低成本投入并且方便管理。单管不加热是停掺原有掺水管线,是依靠油井生产中的自身压力和温度将油气经过管线运送到计量间;双管不加热集油是在将原有掺水管线停掺的情况下,将此改为集油管线并改造井口和计量间,实现双管同时出油,能够随时回复掺水功能,方便冬季作业;低温水环状不加热集油是指经过一条集油管线将几口油井串联成一个环形集油系统[2],计量阀组件在环的一端掺水,在另一端把油田生产的油、水、气集中到计量阀组件汇管里,这种技术已经在很多油田大规模使用,具有显著效果。
3.应用热泵回收余热
热泵是基于逆卡诺循环原理的热回收装置,通过载热物体从低温余热中吸收到热量,在温度较高的地方释放热量,可以有效的把低温位热能转化为高温热温能,能够有效回收低温余热,提高能源的利用效率。由于目前很多油田油气集输系统系统含水率较高,同时原油采出液逐年上升,从而造成油田现有设备能力超出一定负荷,无法满足油田生产所需。基于此,笔者针对某油田设备的能耗情况,以降低原油脱水加热能耗为目的,提出将油田集输系统中主要能耗设备原油加热炉替换为吸收式热泵机组,为原油储量系统提供热源。通过上述分析得知,此方案在供热量、温度以及介质性质方面都比较适合油田生产的实际情况,同时通过进一步深入分析发现,此种方案的应用对油田集输系统的节能降耗具有非常显著的效果。
4.应用油气混输技术