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1.1治理环境污染
由于能源消耗所造成的环境污染有温室效应、雾霾、酸雨等等。其中,在能源消耗的过程中会产生许多的二氧化碳,受该气体的影响导致温室效应污染;在能源消耗的时候会有大量的粉尘、烟尘出现,从而造成雾霾污染;能源消耗的时候还会有二氧化硫气体产生,这就造成了酸雨污染;对于火力发电企业推行节能降耗可以有效的治理这些环境污染问题。
1.2缓解国内能源紧缺
随着经济的不断发展,各行各业不在不断的消耗着能源,现下能源资源越发紧张。我国对能源的实际利用率较低,而且对环境也产生了污染,引起社会广泛的重视。中国地理面积较大、矿产资源比较丰富,然而中国人口较多,能源平均值在世界排名非常靠后,这就给中国经济的发展带来一定的影响。在这样的情况下,推行节能降耗可以有效的改变传统经济发展模式,有效的缓解国内能源紧缺问题,促进国内经济飞速发展。
2火力发电企业节能降耗的高效措施
2.1电气节能降耗
电气系统是发电厂调度作业的指挥中心,负责对锅炉、输料机、磨煤机、风机等设备实施自动化控制。与此同时,电气控制系统运行需要的能耗投入也很大,持续作业条件下将形成一笔不小的成本费用。未来火力发电企业的主要发展方向就是节能降耗,将电气控制模式的能量消耗系数控制好,使企业的所有设备都在比较稳定的环境下开展生产工作,电气节能降耗主要表现在三个方面,即器具、电机和变压。首先,器具节能。制约发电厂能量消耗系数的主要因素就是器具,不一样材质的器具会产生不一样的能量消耗问题,要想降低能量消耗,提升器具的使用寿命就要使用最先进的生产材质,最好使用非导磁性材料,严格按照设计图纸的要求来安装所有的器具,不可以随意改变器具的位置,防止出现耗损量多大的问题。其次,电机节能。发电设备正常工作的核心装备就是节能电机,它是所有工作阶段消耗电能最厉害的设备,以往的电机应用功能短缺,这就造成电气控制的能量消耗增大,使用高效电机取代低效电机是最有效的措施,它可以有效提升运行效率。最后,变压节能。发电厂处理电压值时经常使用到的设备就是变压器,它可以有效控制电荷的升降,预防用电设备受到高压的危害。火力发电站在使用变压器的时候,一定要注意用电的安全性,要在规定的范围之内使用,使用中心方式接线的方法来处理低压厂用电接线。
2.2提高用煤质量和锅炉燃烧率
对于火力发电企业,成本的70%都用在煤炭费用上,提高煤炭质量存在以下三方面优势:第一、减少燃料消耗量、提高燃烧效率;第二、高质量煤炭会减少对设备的磨损,增长了设备使用寿命;第三、能保证锅炉稳定可靠运行。若燃煤质量不好,不仅能源消耗量大,还会造成燃烧不稳定。锅炉是火力发电企业里能量损耗最高的机器设备,它所造成的损失包括以下三点:第一,燃料未能燃烧充分造成化学能未能全部转化成热能;第二,锅炉燃烧结束时的剩余热量未能全部实现发电;第三,燃料燃烧时排放的烟雾带走了一些热量。综上所述,就会发现锅炉运行的时候会造成一些能量损失,因此对锅炉运行开展节能降耗是大势所趋。锅炉节能降耗可以从以下五个方面着手进行:第一,控制好空气预热器的漏风现象,使换热面积加大,从而使空气流入锅炉后拥有较高的温度;第二,调节空气系数和煤粉细度,这样燃料就会完全的燃烧;第三,将排烟温度控制好,这样就会有效控制热量的损耗;第四,锅炉内按时放入吹灰器,这样锅炉内就不会存积大量的灰,可以使传热效率得到明显的提升;第五,锅炉和冷水壁使用先进材料包裹好,这样锅炉的热量就会损耗较少。
2.3创新改造传统管理模式
在进行火力发电管理过程中,必须改变传统只重视生产安全的管理理念,在火力发电生产的时候,不光要重视安全生产,还要注重企业节能降耗。首先,建立专门的节能降耗管理部门,企业高层领导作为该管理部门的主要负责人,配置相应的专门管理工作人员,这样才能确保节能降耗管理工作落实到实处;其次,组织专业知识培训,让火力发电企业的所有工作人员综合素质都提升到一个新的层次,光倡导节能降耗不进行专业知识培训是起不到良好效果的,光喊口号只能是从形式上节能降耗,不会起到实际的作用;最后,注意宣传好节能降耗理念,提升工作人员的感官认识,这样他们在工作中就会有意识的开展节能工作,给高效推行节能降耗环保的推行打下坚实的基础。
2.4建立健全节能管理机制
要想推行高效节能管理,光靠宣传节能理念是起不到任何作用的,一定要建立健全节能管理机制,确保节能降耗工作顺利的进行。首先,不断完善节能降耗管理机制,这样工作人员就会有明确的工作目标,可以依规办事;其次,建立健全节能管理机制可以引起工作人员的注意,推进企业朝着节能环保的方向发展;最后,建立健全节能管理制度,可以明确企业员工的职责和义务,培养他们爱岗敬业精神,这样可以高效的提升节能降耗成果。
近年来,电动机技术在企业中发挥着越来越重要的作用。但是,由于我国很多的企业存在管理上的弊端,以及科学技术水平还比较低,这都造成了电动机资源的极大浪费。所以,企业要积极的采用先进的技术与方法,增强电动机节能降耗的效率。
一、节能电动机
1.1 电动机节能的技术
实质上,电动机的节能就是要有效的提高电动机的使用效率。我们知道,电动机的效率是有效的输出功率与总的输入功率的比值,所以要想提高电动机的效率,就必须提高电动机的有效的输出功率。在电动机设备的运行工作的过程中,对有效功率输出影响最大的就是电动机的损耗功率,而损耗功率又包括很多的方面,比如:电动机铁芯的损耗功率、通风设备的损耗功率;设备运行过程中的摩擦损耗等等。因此,要想降低电动机的损耗功率,就必须从这些方面入手[1]。
第一,优化电动机内部的配置结构,选用质量上乘的绕组材料,对铁芯的选择要与电动机内部的设备一致,从而降低铁芯以及铜材料的损耗。第二,设备运行过程中的摩擦损耗,对于电动机的功率以及使用寿命,都具有极大的影响。所以,要合理配置电动机内部结构,选择合适的油等材料,将设备摩擦的损耗降到最低。第三,降低通风设备的损耗,这就要求企业尽量的采用自然通风的技术或者提高通风导热的技术水平,从而降低通风设备的损耗功率。
1.2 高效电动机的使用
我国自2002年就并且实施了电动机能效国家标准以来,就对我国企业电动机的效率做出了明确的规定,对于不符合电动机能效国家标准的设备一律被淘汰[2]。而我国多数企业所使用的传统电动机设备均达不到国家限定的标准。由此可见,使用高效节能电动机成为企业发展进步的必然要求。当今,我国企业使用的高效电动机大多都是高效率的三相异步电动机,这种电动机的效率可以达到甚至超过国家限定的标准,有效的提高了电动机的使用效率。因此,被大多数的企业广泛的应用在生产运作过程中。由此可见,高效节能的电动机具有其他传统的电动机不可比拟的优点,未来的发展前景十分的广阔。
二、无功补偿
2.1电动机为感性负载
我国现代企业使用的电动机设备所消耗的功率大多都是由有功功率无功功率组合而成的。电动机的有功功率受到电源传递电流与电动机的负载影响。而无功功率是电动机功率消耗比较小的一部分,主要就是电动机内部的电流与负载转化过程中所损耗的功率。在电动机设备的实际运行过程中,功率因数与电动机的负载量密切相关。当电动机的负载量大时,电源提供的电流也就越大,那么有功功率就大于无功功率,所以电动机的功率因数相应的增大。而一旦电动机的负载量小时,无功功率不受其影响,保持不变。但是,电源提高的电流减少,有功功率就会降低,所以功率系数就会减小。
2.2 电动机无功功率就地补偿
在电容负载运行中产生的超前的电流可以和在电感负载中产生的滞后电流相互补偿。运用这一原理,在电动机的电源终端并联一个适合容量的电容器,就可以随时为电动机提高充足的电流,而不必在通过电路进行电流的传递,有效的降低了线路的损耗,节约了资源能源[3]。同时,在电源终端并联一个电容器时,我们可以发现,电动机内部的负载与电流之间的转化就大大的降低了,所以电动机中的无功功率也随之降低。由此,电动机的功率因数得到了提高,从而有效的节约了电动机的能源。
三、变频调速
3.1 软启动节能
随着科技的迅速发展进步,极大的带动了电气控制技术的进步。而且在电气技术的影响下,变频器正在被各大企业广泛的应用于生产和控制的过程中。变频器实质上就是利用电力半导体的通断作用来对于频率进行转化,从而进行控制的一种电能装置。这种电能控制装置的功能就是可以改变电动机的功率,频率与速度等。如果企业的电动机设备不具备变频器,所以在电动机运行的过程中,由电源传出的电流就会全部由电网进行承担与传递,给电网的承受能力受到了强大的冲击并且造成了损害,严重时,就会导致电路中断以及各种事故的发生。而一旦使用变频器,变频器就会通过软启动功能,将电源传出的电流量降到最低,就算是流量较大也不会比额定的电流高,这样就可以保证传出的电流量在电网承受的范围之内,从而降低了对于电网及设备在传输过程中所造成的损耗,有效地节约了电能,达到了节能降耗的目的。
3.2调速节能
在电动机的运行过程中,它的转动速度受到功率、压力等多种因素的影响。所以要通过变频器对于进行调速节能。我们知道电动机的转动速度与其多种因素都是同方向变化,所以当电动机的效率一定,要求调节的量下降,自然电动机的转动速度就会下降,同时电动机的输出功率也会相应的降低,而且下降的速度远远超过与电动机转动的速度。这就说明利用变频器来调速节能能有效地减少电动机在运行过程中的损耗,从而提高电动机节能损耗的效率,电动机是整个电动系统的和核心部分,因而在使用过程中可以结合具体的使用要素开展施工攻略,常规的电动机在运行中的问题即不能有效的节能调速,故而针对这一问题的研究被列入新的项目内[4]。
结语:
在企业的生产生活中,电动机的节能的技术与方法是多种多样的。但是无论采用什么方法,核心都离不开电动机的节能降耗,电动机的节能降耗已经成为促进企业发展的重要因素之一。所以企业在电动机的运行过程中,要积极的采用先进的技术和方法,还要了解各个方法的优势综合运用,降低电动机各个部位的损耗,有效的提高电动机的有效功率,从而达到节能降耗的目标。
参考文献:
[1]徐玉芳.浅谈如何加强热电厂电机的节能降耗[J].科技创新与应用,2015,15:129.
前言:我国社会主义市场经济体系的建立,国民经济结构的调整都离不开,新型、清洁和环保的能源,电能作为方便节约型能源,在未来的发展中势必会越来越受到重视,越来越应用广泛。在电能生产和应用中,电压的有效调节是电能传输的重要影响因素,目前越是长距离,高强度输电,要求的电压就越高。电压的升高和降低主要依靠配电变压器正常工作,配电变压器是电力生产和使用中的重要环节。变压器是实现电网传输中不同电压转换调节的主要设备,随着国家智能电网工程建设步伐的不断加快,对电力变压器的要求也逐步增高,变压器呈现出高电压等级、大容量和高参数等发展趋向。
1.常见配电变压器的错误使用
由于经济和科技的原因,我国配电变压器使用存在选取不合理,运行水平低,损耗严重等现象,其主要的表现形式有如下几点:
1.1 配电变压器长期带病运行。在一些输变电网络中,存在大量的老旧配电变压器,由于资金和工作安排上的客观原因造成检修和维护工作跟不上,这导致配电变压器长期带病运行,造成电网的损耗巨大。
1.2 配电变压器选用与智能电网建设不协同。在智能电网的建设中需要有具备高新科技的配电变压器,但一些企业往往选用一次性投资成本较低的常规配电变压器,造成变压器与电网间存规格和技术的差异,造成不应有的损耗。
1.3 选用配电变压器时只考虑眼前的经济利益。变压器的选用不应只着眼于购入成本,而是同时应考虑日常运营能成本和检修维护成本,一些低劣的变压器虽然购入成本低,但是一旦安装就会造成后续费用的大大增加,如不及时维护和检修就会造成配电变压器巨大的能耗。1.4 在配电网规划设计、施工以及后期运行管理过程中,普遍存在变压器负载率越高,其运行效率也会越高的错误思想,没有形成配电变压器经济调度运行理念。
1.5 对于中高压电能用户而言,其配电系统普遍采用“高供低计”的电能计量收费标准。在这种电能计量模式下,很多电能用户为了少电网基本容量电费额度,在实际用电过程中,长期使配电变压器处于满负荷甚至超负荷运行工况。这样虽然在基本容量电费方面似乎降低了费用,但是配电变压器长期处于过负荷发热状态,其损坏率也会相应升高,这不仅降低了变压器综合使用寿命,同时变压器二次绕组的额外电能损耗会由于发热而明显增加,使变压器长期偏离经济运行工况区,造成更大的配电变压器电能损耗。
2.配电变压器降耗的技术措施
2.1 选用高科技为基础的自动调压器。众所周知,配电变压器有功损耗与配电网电压的平方成正比,从大量实际运行经验来看,当配电变压器运行过电压水平达到 5%时,其内部铁损将会增加 15%,而当变压器过电压水平达到 10%运行时,其内部铁损则会增加高达 50%以上,且变压器空载电流也会大幅度提升,自动调压器在配电网中的使用,可以有效改善电力用户电能综合质量水平,保证其高效稳定的生产。将自动调压器与无功动态补偿装置相互配合使用,将会取得非常好的节能降耗效果,从而有效地提高生产企业的社会效益和经济效益。
2.2 无功补偿提高变压器负载功率因数。在配电网系统中有大量感应电动机和其他感应电气设备,这些设备在运行过程中除了消耗配电网有功电能外,还需要一定量的无功功率维持系统电磁平衡。采用 SVC、SVG 等无功补偿装置,可以对配电网系统无功进行实时补偿,从而实现配电网区域无功的动态平衡,使配电网负载电流降低,减少变压器的有功损耗和无功损耗,达到节能降耗的目的。在配电变压器允许电压偏差范围内,选用调压与补偿电容器相结合的无功调节措施方案,可以实现配电变压器峰谷运行工况条件下的逆调压节能运行需求。
2.3 平衡变压器三相负荷
配电变压器三相负荷不平衡是其产生巨大能耗的主要原因,当配电变压器处于三相平衡负荷运行工况条件下,其负载损耗最小;而当变压器处于三相负荷不平衡运行工况下,其总能耗为三相损耗的总和,尤其当变压器运行在最大三相不平衡状态下,其系统损耗就是平衡负荷时损耗的 3 倍。配电变压器处于三相负荷不平衡运行工况条件下,不仅会增加自身能耗,同时还会增加一次高压侧线路损耗,据大量实际运行经验表明,配电变压器处于最大不平衡运行工况时,其高压线路的电能损耗会增加 12.5%。因此,通过调整配台区的三相负荷使变压器基本处于平衡运行工况,是降低配电变压器运行损耗的一个重要技术手段。此外,运行温度也是影响配电变压器节能经济运行的另一因素,因此,在实际检修维护过程中,要采取相应技术措施降低配电变压器运行时的绕组温度,同时在设计施工过程中,要选择环境温度较低、通行环境较好的配电变压器安装地址。
参考文献:
[1]谢琉城.电力变压器手册[M].北京:机械工业出版社.2003.
[2]张大立.城市中压配电网接线与开闭所的配置[J].电网技术,2007,31
[3]赵凯,张凌宇.国际推动变压器节能降耗的经验做法[J].电力需求侧管理,2006,63
传统电动机的工作原理较为复杂,工作效能较低,会导致大量电力能源的浪费,对此,我国开始加强对新型Y型电动机的研发,最为成功的就是转子异步电动机,这类电动机彻底改变了传统电动机存在的弊端,运行效能较高,节约能源,启动速度较快。当前我国政府必须要加快对传统电动机的替换速度,要加强对转子异步电动机的推广。
1.2根据使用需求选择电动机型号
通常我国技术标准部门都会对转子异步电动机的运行范围进行明确划分:转子异步电动机的运行范围是与变压器的实际容量和额定容量比值有关系的,通常运行经济区域是要保证变压器实际容量与额定容量的比值在70%~100%之间,而一般经济运行区域就是变压器实际容量与额定容量的比值在40%~70%之间,非经济运行区域对变压器实际容量与额定容量的比值在40%以下。在选择电动机型号时,必须要根据使用需求进行制定,所选择的电动机要能满足正常工作需求,然后还要确保有功功率和视在功率的比值较低,这样才会减少对电能的浪费。通常在现代工业生产中,电机变压器实际容量与额定容量的比值最好保持在60%~100%之间最好。
1.3对老式电机整体能源节约的改造方式
当前我国老实电动机外部都有一个散热装置,不同型号电动机的散热装置都差不多,这就容易导致能源的浪费,对此,当前的主要任务就是要将电动机的散热装置改造成节约能源的类型,要根据不同电动机的散热需求进行制定,这样就可以提高电机的工作效能,减少能源的浪费。其次,要将原来的普通器件替换为导磁槽楔,这样可以有效提升电动机的运行效果,减少电力能源的浪费,同时还会降低对内部配件的撞击,延长配件的使用寿命,减少了噪声。但是这种改进也是存在一定缺陷的,那就是导磁槽楔的安装可能会导致电机启动力矩的下降,容易增大电机的负载。再次,为了增大电机线路的横截面,可以使用阻止电流通过的材料,而对于一些高压类电机就要做好绝缘处理,通常都会使用美国生产的M胶带进行绝缘防护,这样可以减少电力能源的浪费,还可以增大线路的横截面积,有效降低电机升温速度,实现节能降耗的目的。
2电机减少能源耗费的主要方法
2.1通过改变电机的工作电源频率实现节能降耗
改变电动机的工作电源频率,这是一种新型节能技术,主要是针对电机的工作需求进行相应调节,使电动机的能效达到最佳状态,这已经成为工业生产中广泛应用的技术。例如,在工业生产中应用最多的就是风机水泵专用变频器,这种变频器不会受到季节、气候、超负荷等因素的干扰,能够根据电机生产需求而进行调节,有效减少了能源的浪费,也保障了电动机工作效率。
2.2有功功率提升方式
由于电路中会产生大量无用能量,处于转动状态下的Y型电动机,会吸收该能量,让电能出现更多额外损耗,导致降低系统运行效率。上述问题,可通过无用功率补偿方法处理与解决,做到有效调整。采用并联的方式在Y型电动机电能输出端与电容量连接,有功功率在整体中占到的比例更高,无功功率比例相对下降。满足基本条件下,降低系统内传输的电流,供电系统产生电能损耗情况减少,真正的达到电能的节约。
2.3三相电压相位差保持一致
若电机内存在的三相电位差之间不同,则会导致电机中电子转动方向发生改变,与磁场运动方向相反,转子运动力受到影响。电机轴承上产生能效,转子吸收该能量,作为电机内一种无用能被消耗,从而降低电动机机械耗能。转子转动时与磁场方向相反,该过程会出现大量额外能量被损耗,电机耗能增大,并向热能转换造成电动机温度过高。电动机中的三相电位差通过电路系统三相负荷功能,达到统一化,减少由于该因素影响导致电动机能耗量大。
2.4降低电动机能耗使用节能器实现
对比VFD的新型电动机控制系统,电动机智能节电系统是目前最新型的节能产品,电动机内转子转动力矩、转速、输入量、输出量等,由开始到结束状态间产生的响应均受到影响。符合节能要求的情况下,无需通过减少电机转速的方式实现。该方式的基本原理是,对电机转动流程中产生的交流电与电压之间的差值,对电动机产生的能量供给情况进行调整,让电动机的工作状态达到最佳。电动机通过智能节电系统对非满载下的状态进行检测,可以在短时间内利用整流元件将已调整的数据向电动机电能发送,从而平衡电动机输出的电压负载与机械能,实现能源节约的目标。系统中包含启动平滑功能,让电机中定子与转子之间产生的损耗降低,从而很大程度上降低维护费用与投入资金,实现能源节约。电机负荷高于百分之六十的,电机能源节约效果较差。
2.5定期保养电机器件
电机工作状态不同,所需的剂不同。一些电动机转速较快,会导致整个设备温度过高,剂在高温下浓度下降,易被损耗,这时剂需要使用浓度高的;电动机处于满负荷状态下工作,选择剂时粘稠度高、油粘度高;部分电动机的工作环境为腐蚀性较大,则选择剂时需要包含大量抗腐蚀性。选择剂时,基于各个器件之间摩擦性、性、维护性等方面完成,让投入成本降低。电动机中轴承之间牢靠平滑度较低,导致电动机各个器件之间产生较大的摩擦力,导致能耗上升。电动机轴承的选择,考虑到轴承能量损耗方面,需要使用国内性能好的货值国外厂家进口的轴承,适合在高转速的电动机中使用。电动机转速慢的情况下,轴承质量与性能高,让各个器件质量有保障,同时费用也可以降低。
资源节约是我国一项基本国策。近年来,国务院和省政府高度重视节能降耗工作,不断加大工作力度,实行问责制和"一票否决"。市委、市政府把节能降耗作为贯彻落实科学发展观的重要措施和转变经济发展方式的重要抓手,采取有力措施加以推进,取得了显著成效。但是推进节能降耗非"一日之功",我市经济发展方式尚未实现根本性转变,结构性矛盾依然存在。尤其是去年三季度以来,随着经济的复苏,我市一些高耗能、高排放企业生产能力逐步恢复,能源消费强度逐渐释放,导致我市上半年万元GDP能耗不降反升,节能形势十分严峻。是实施"十一五"规划的最后一年,也是实现"十一五"节能降耗目标的关键一年。省委、省政府下达给我市的节能降耗目标是政治任务和刚性约束性指标,必须不折不扣地完成。建立全市节能降耗预警调控机制,对"双高"行业的部分企业实施阶段性节能降耗调控措施,是确保完成节能降耗目标任务的有效保障。各地、各部门要正确认识当前我市节能降耗工作的严峻形势和完成节能目标的压力,切实增强做好节能降耗工作的责任感和使命感,进一步落实和细化工作措施,强化对节能指标的预测分析,科学合理地制定符合实际的节能降耗预警调控方案,确保完成节能目标任务。
二、指导思想、目标任务和基本原则
(一)指导思想
深入贯彻落实科学发展观,认真执行资源节约基本国策,进一步完善节能统计、监测和考核体系,加强节能降耗预警预测,建立健全能耗预警调控制度,提高能耗预警调控管理水平,确保全面完成节能降耗目标任务。
(二)目标任务
根据《市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《市节能减排综合性工作方案》要求,全市万元GDP能耗由的1.34吨下降到1.0168吨标准煤,降低18%,经统计部门测算,全市需完成单位GDP能耗下降4.35%的目标。本方案适用于上半年和第三季度全市单位GDP能耗降幅不足以支持完成年度单位GDP能耗下降4.3%目标情况下,所采取的阶段性措施。
(三)基本原则
1、正确处理预警调控与经济发展的关系。全面落实科学发展观,正确认识能耗预警调控与保持经济平稳较快发展的关系,把保增长与转方式、调结构结合起来,提高经济社会发展的协调性和可持续性。
2、正确处理预警调控与保障民生的关系。在加强对"两高一低"企业限产、停产的同时,要确保非调控企业和居民生活用电、用汽(气)不受影响,确保党政机关、部队、医院、学校、市政公用设施、国防工业、重点工程等重点单位正常用能需求。
3、正确处理控制增量与调整存量的关系。切实把握国民经济发展与能耗总量增长的关系,严格限制能耗增量。大力发展高新技术产业和先进制造业。严格控制"两高"行业发展,加快淘汰落后产能。
4、正确处理依法监管与预警调控的关系。严格落实节能法律法规,综合运用经济、法律和必要的行政手段,进一步强化依法监管,切实将各项调控措施落到实处,推进转方式、调结构工作深入开展。
5、正确处理整体与局部的关系。牢固树立全局观念和大局意识,围绕完成全市及"十一五"节能目标,以控制重点地区、重点行业和重点企业为突破口,统一领导、分级管理,条块结合、以块为主,分类排队、区别对待,妥善处理好局部利益与全局利益的关系,调动各方面的积极性,确保能耗预警调控工作顺利实施。
6、坚持分级属地管理原则。市政府根据形势分析,决定启动全市和有关县(市)区预案,各县(市)区根据实际情况,可以报市政府同意,提前启动本地区的预案。预案启动后,各县(市)区政府在市委、市政府的统一领导下,根据预案启动实施等级,负责落实阶段性节能降耗工作措施,实行分级管理,属地负责和行政首长负责制。
三、预警调控程序
(一)分析阶段。市节能办会同市工信委、市统计局对全市节能降耗整体形势及完成进度进行月度分析和季度(预警阶段)核算,及时把握趋势变化情况,为启动预警调控方案提供依据。其中,季度(预警阶段)核算包括上半年、1-3季度、1-11月份三个阶段核算。
(二)执行阶段。季度(预警阶段)核算数据初步确定后,对未完成节能时序进度的县(市)区,由市工信委、市统计局、市节能办将有关情况及时报市政府,由市政府责成有关县(市)区启动能耗预警调控方案。有关县(市)区政府在接到预警通知后立即启动本地区调控方案,有序做好调控企业限产、停产等工作。
(三)恢复阶段。全市能耗达到预警调控目标,由市工信委、市统计局、市节能办将有关情况及时报市政府,由市政府决定有关县(市)区暂停执行预警调控方案。
四、应急组织管理
(一)市节能减排工作领导小组:统一领导部署全市节能降耗工作,建立和完善全市节能降耗应急处置机制,明确各部门职责,确定应急预案的启动、指挥、组织、协调、监督工作,审核确定节能降耗应急预案实施方案。
(二)市节能减排工作领导小组办公室:落实领导小组部署的各项任务;执行领导小组下达的应急指令;监督预案执行情况;分析预测全市节能降耗工作目标完成情况,收集掌握预案实施后各阶段节能降耗进展情况,定期向领导小组汇报,提出应急预案启动方案;负责信息;做好政策宣传、预案实施的解释和协调工作。
(三)市委宣传部:负责全市节能减排工作情况和省节能降耗应急预案的宣传报道工作,及时向社会宣传国家节能方面的法律法规,宣传企业节能先进经验,引导全社会增强节能意识;根据领导小组的部署,及时向社会公布市节能降耗实施方案信息;对拒不履行节能降耗措施的单位和个人予以媒体曝光。
(四)市统计局:负责全市节能降耗情况的统计指导、汇总分析工作;负责预案实施后我市能源统计数据及相关情况汇总分析,及时向领导小组汇报。
(五)市物价局:组织实施对超过国家和地方规定的单位产品能耗限额的单位,收取惩罚性电价工作。
(六)电业局:按照领导小组的部署和预案要求,配合做好预案启动后相关措施的实施,对拒不执行预案的实施对象采取限电、停电措施。
(七)市政府办:按照领导小组的部署和预案要求,负责实施全市机关公用车辆限行工作。
(八)市发改委、工信委、监察局、环保局、质监局:按照领导小组的部署和预案要求,对各领域重点用能单位依据《节约能源法》、《环境保护法》等法律法规,对不合理用能单位责令停止生产或限产,对其项目3年内一律不予审批。
(九)市公安局:负责维护实施预案时期的社会治安和稳定工作。
(十)市局:负责预案实施时期到市政府上访的接待和协助宣传解释工作。
(十一)市财政局:负责实施预案专项经费落实。
(十二)市城乡建设局、农委、交通运输局等相关部门:根据预案实施要求,按照各自工作职责,配合做好预案的实施,并完成领导小组交办的相关工作任务。
(十三)各县(市)区、各重点用能单位:要建立相应的节能降耗应急处置机构,保证人员和经费,制定本区域、本单位节能降耗应急预案,并按照要求启动和落实应急措施。各县(市)区、各重点用能单位必须于8月30日前,将应急预案报市节能减排办(市发改委)。
五、预案实施等级
实施等级分为两级,分别为一级、二级,实施分级控制。
一级:全市高能耗的水泥、冶金、化工等企业限产7天;当年拟竣工投产的高耗能项目,部分投产或停止投产;公用设施和大型建筑物装饰性景观照明时间或强度缩减30%;全市各级机关公用车辆实施每周按尾号限行一天行驶。
二级:全市高能耗的水泥、冶金、化工等企业限产15天;对全市高能耗行业超过能耗限额标准的企业电价按淘汰类加价标准执行;对超过能耗限额标准一倍以上的企业勒令停产。当年拟竣工投产的高耗能项目停止投产;公用设施和大型建筑物装饰性景观照明时间或强度缩减60%;全市各级机关公用车辆实施单双号行驶。
在具体实施时,两个级别的预案将分别根据节能目标完成情况进行科学测算,确定实施的范围和时间。
六、预警调控重点企业
各阶段能耗预警调控的重点企业:
(一)第一阶段
1、使用国家和省明令淘汰的用能设备或生产工艺,虽已列入淘汰计划,但尚未完成淘汰的企业;
2、单位产品能耗超过国家或省限额的企业;
3、企业固定资产投资项目未经节能评估审查,或者节能评估审查未经验收以及验收不合格的企业;
4、未完成节能目标的企业;
5、钢铁、印染、造纸等行业实际产量(折算为月度值)超出核定批准产能的企业;
6、单位能耗高、污染重、附加值低的企业;
7、违反《节能法》有关规定的企业。
(二)第二阶段
1、列入第一阶段调控的企业;
2、今年以来单位产值能耗上升的企业;
3、综合能耗上升且属于高能耗行业的企业;
4、列入四大行业整治整合的企业。
(三)第三阶段
1、列入第一、二阶段调控的企业;
2、超过全市单位工业增加值能耗水平的企业;
3、耗能总量大、通过调控效果明显的企业。
启动预警调控的县(市)区,每月要将调控进度情况报市工信委、市统计局、市节能办。达到预警调控目标后,经市政府审核同意按照有关程序及时解除预警。
七、保障措施
(一)进一步健全能耗统计、监测体系。各级统计部门要加强能耗统计、监测体系建设,做好能源生产、流通、消费统计工作,全面提高能耗指标数据质量,客观、真实、准确地反映能源消耗状况。各重点用能企业要从计量仪表配置、原始记录和统计台账建设等基础工作入手,全面加强能源利用的计量、记录和统计工作,依法履行统计工作职责,如实填报统计资料。
(二)加强预测预警工作。各县(市)区要重点加强对高耗能行业、企业的监控,确保能耗总量增幅与经济指标增幅相协调。要加强对新投产耗能大的项目监控,按照属地管理的原则,每月向市工信委、市统计局、市节能办报送新投产高耗能项目产量和能耗情况。
1 冷骨料及燃烧控制
1.1 石料含水量及粒径。冷骨料是搅拌沥青的主要原材料,由于湿冷的原材料不能达到沥青搅拌站的生产要求,所以需要利用沥青搅拌站干燥系统对石料做烘干加热处理。原材料的湿冷程度关系到干燥系统的工作强度,越是湿冷,工作量就越大,特别是针对一些吸水性比较强的细骨料。通过研究发现,石料的湿冷程度每增加1%,对于能源的消耗就会增加10%。由此可见,对于石料中含水量控制的重要性。在沥青混合料的生产过程中,需要采取相应的措施控制石料的湿度。例如,为了排水方便,一般将石料堆放场地设置一定的坡度,并且对地面进行混凝土硬化,场地四周必须要宽敞,这样有利于水分充分蒸发。此外,场地要设置遮雨棚,以防下雨时对石料造成水分渗透。干燥系统在对石料湿度要求很高之外,还对石料的颗粒大小以及石料的形状规整程度有一定的要求。冷骨料干燥系统在运行过程中,针对石料的粒径大小合格率小于70% 的石料需要加大溢料的工作力度,这样做的后果便是燃料浪费。因此,冷骨料的质量必须要合乎质量要求。冷骨料的粒径和湿度都有明确的规格要求,粒径要控制在2.3-6mm以内。对于不同颗粒大小的石料进行分类处理,进而减少干燥系统的工作量。
1.2 燃料选择。在对含水量较高的湿冷矿料加热及烘干处理时会耗损大量热能,因此,沥青搅拌站干燥系统必须要结合实际情况选择燃料。通常气体燃料(如天然气)以及固体燃料(煤炭)等,这些燃料在使用时往往燃烧性能不是很好,热量并不能得到有效发挥。所以,冷骨料干燥系统在生产时应选用液体燃料,例如重油、柴油等。所谓重油即是燃料油,颜色呈黑色,根据国际公约的分类准则,可将其划分到可持久性油类中。重油由于其自身含水量比较低,少有杂质,而且具有相对比较黏稠,不易挥发等特点,因而得到广泛使用。柴油价格比重油略高,所以从经济实用角度考虑,重油更有选择性。此外,对于沥青搅拌站燃料的选择,要考虑燃料的纯度、水分、燃烧效率、黏度及运输等方面,需要根据实际情况选择最佳的燃料。以往使用的燃料是重油一类,对人体及环境有较大不利影响,因此选择现阶段的新型燃料,以节能减耗为目的,既可以降低成本,又可以起到提高环境效益的作用。
1.3 改造燃烧系统。对现有的燃料系统进行优化和改建,其主要方向是重油供油管路和增设重油罐。首先是燃油加设部分,其中设有两个气动三通阀,如果可以改为自动切换重油和柴油,将会有效降低能耗。
1.4 燃烧器的维护。(1)最佳风油比的保持空气与燃油的进料比即风油比。风油比对于燃烧器的效率影响较大,要选择最合适的风油比,在节能的同时保证热量的供应。(2)燃油雾化控制燃油雾化器的作用是提高燃烧效率,优化燃烧器。雾化措施是燃烧中非常重要的一个环节,应根据所用雾化器的规格选用最合适的燃油种类,以提高燃烧效率。(3)保持良好的燃烧火焰形状正常情况下,燃烧器喷出的火焰形状应该是如下情况:燃烧器喷出的火焰中心居于燃烧器干燥筒的正中央,形成的火焰长度应该在燃烧器干燥筒长度的三分之一左右,喷射出来的火焰应该是匀称分布的,而且不会触碰到燃烧器的干燥筒筒壁,喷射出的正常火焰不会发出异响,也不会出现跳跃现象。相对于喷枪头的位置来说,火焰挡板可能会对火焰的长度及直径造成一定的影响,一般为L5mm。当火焰的挡板接近燃烧器的喷口时,火焰的长度会增大,与此同时直径会缩小,只要稍微移动喷嘴与火焰挡板之间的距离,就可以获得正确的火焰形状。(4)做好干燥滚筒的保温工作通常沥青搅拌站干燥筒表面热能的损耗范围在5%~10%,为了有效降低干燥滚筒筒壁的热能损失,减少对燃料的消耗,一般采取的方法是在沥青搅拌设备的干燥滚筒外面包上一层保温材料。
2 沥青罐、成品料仓及管路的保温
设备的保温措施作为沥青搅拌站中节能降耗的方法之一非常重要,比如热骨料仓库、成品储存仓库、干燥筒及重油管道,都需要铺设保温层。常用的方法是用蒙皮将5~10cm 厚的保温棉环附于沥青罐、管路或阀门等设备上,形成保温层,降低热量损耗。同时要注意由于保温层的使用寿命周期,出现风化、老化等现象时要及时进行修补。
3 变频技术
在电机驱动系统中的应用沥青搅拌站中使用的电机驱动对于电能的消耗极大,其消耗的很大一部分原因是沥青搅拌站设备与其他施工机械设备之间出现匹配问题,因此,需要对施工机械进行科学合理的安排,确保机械设备的优化组合,降低频繁停机、空转等问题,最大限度地发挥其生产力,以提高工作效率,降低成本。
3.1 使用变频技术控制成品料输送系统。卷扬机带动输送系统的作用是对成品料进行输送,其在运转过程中电机基本上一直处于高压运行,引起电流增加,电量消耗必然较大。但是在停车时又会因为速度快产生较大的冲击力,这个过程就会造成电能的浪费。因此,在卷扬机带动输送系统中引进变频数控技术,在整个运转过程以启动时低频、运输时高频、刹车时低频三种模式的转换,修正全程高压运行模式,能有效降低电耗.
3.2 使用变频技术控制引风机电机。引风机的目的是借助外部能量起到加大气体压力进而排送气体的目的。其运转也离不开电能,并且其电机的耗电量在沥青搅拌站中是最大的,可达总耗能的20%。与成品料的输送模式一样,引风机的工作模式也比较呆板,总是处于一个固定的工作状态,在排送气体中各阶段对于风量的需求高低不一,所以以一个笼统的模式排送气体,必然会造成不必要的能源损耗。因此,在引风机电机控制中引人变频数控技术,依据工作中的实际要求开展高低频转换,在满足工作需求的同时,也可降低电耗。
3.3 使用变频技术控制沥青循环泵。日工NBD320型沥青搅拌站的沥青循环周期45s/批,即15s的搅拌时间,再加上30s的回灌循环时间。虽然进行搅拌时需要沥青循环泵满负荷工作,但是回灌循环过程并不需要,但是现在循环泵在工作时是一直处于满负荷状态,这样设备的磨损和电能的损耗必然加大。因此,在此系统中也可以引用变频数控技术,搅拌时选择高频输送满足电机的满负荷工作要求,回灌时选择低频输送,这样既可以满足沥青生产工作的要求,又可以尽可能地降低电量的使用和设备的磨损。
4 结语
通过对在冷骨料控制、干燥筒的保温、变频技术在电机驱动三个方面的深入研究,对进一步实现对沥青搅拌站系统全面节能,降低施工成本,提高市场竞争力有积极的借鉴意义。
参考文献
[1] 孙亚东,李慧贤.沥青搅拌站燃烧系统的使用维护与改造[J].中国水运,2009(06):255,266.
[2] 张培博.沥青搅拌站导热油炉加热系统的改造[J].工程机械,2013 (04):63-64.
[3] 袁潮清.中国节能降耗途径的节能效果测算及优化研究[J].南京:南京航空航天大学,2010.
中图分类号:TQ08 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2017)05-0223-01
一、前言
当前化工企业发展非常迅速,在我国工业建设中占有十分重要的地位,部分行业为了能够提高生产效率和质量,不断对化学工艺进行改进和调整,但由于一些商家过于注重经济效益而忽略对能源与环境的影响,导致了在化学生产过程中对能源的巨大消耗和加重了环境的污染,因此,在化学生产工艺中我们要对节能降耗技术进行分析,并采取有效的措施来完善化W生产的能耗弊端。
二、化学工艺中的节能降耗技术内容
化工企业在生产过程中必然需要利用化学工艺,化学工艺的选择和实施需要根据生产的类型和特点进行分析,这个过程中必须要以化工生产过程中的各种参数和数据为中心进行工艺的设计,其中生产参数和数据是化学工艺设计和确定的基础部分,因而在生产的过程中需要对其中的化学工艺进行优化设计并使之符合生产的要求,所应用化学工艺需要在满足产生效率和产品质量的基础上,对能源的消耗进行要求,力求最大限度的降低能源的损耗,在这个过程中要求对工艺流程进行有效的控制,另外在进行化学生产的过程中必须要对相关的计算进行严格控制,从而明确生产中所造成的能源消耗[1]。化工生产过程中如果想要对能源的消耗进行有效的控制必须要从三个方面着手:首先,化工生产的原材料质量要达到生产的要求,材料的配比要确保能够减少能源的浪费;另外需要从化工生产的设备方面进行控制,采用的生产工艺要与生产的设备相匹配而且要确保其生产的稳定性;最后就是对生产过程中各项参数的有效控制,其中的每一项参数必须要在生产的要求之内同时加强对能耗方面的控制。
三、当前化学工艺节能降耗技术探析
现阶段很多化工企业已经意识到生产过程中节能降耗的重要性,所以在生产过程中很多生产技术向节能的方向改善。
1.创新化工生产的技术工艺
这是在新的时代控制化学生产能源损耗和浪费的最有效的措施,同时也是国家最提倡的措施,新的科技和工艺不仅能够帮助化工企业在生产过程中提高生产效率同时对能源的消耗也能进行有效的控制,防止生产过程中造成不必要的能源浪费。当前有很多化工企业在进行生产过程中采用传统的生产工艺,不但生产的效率比较低使得产品的质量无法达到要求,而且生产的过程中导致了环境的污染和能源的浪费,所以当前只有利用新的科学技术创新生产工艺,使整个生产的过程无论是在工艺水平上还是在生产设备上都能有新的提升,这样才能够提高生产的效率和质量,不仅能够进一步提高化工企业的经济效益而且新的化学工艺能够大量的减少能源的消耗从而达到节能降耗的目的[3]。
2.生产过程中的动力控制
对于我国现阶段的化学生产过程中来说能源的浪费有很大的一部分都是设备的动力问题造成的,所以在生产的过程中加强对动力的控制能够有效的减少能源的损耗和浪费。现在的化工生产过程中通常都是采用改进和优化供热系统,另外通过变频节能调速减少生产过程中动力系统中能源的损耗。化工生产中供热系统是重要的组成部分同时也是能耗比较大的一个部分,所以在这个过程中需要对供热系统进行优化设计,生产的过程中单套装置的设计模式已经不适合当前的化工生产,现在需要利用生产中不同部位供热的特点采用多个装置联合运作从而有效的减少动力系统的能源消耗。另一方面在生产的过程中会产生大量的废水以及能源的损失,对于废水来说不仅要做出积极的处理进而减小其对环境造成的污染,同时还要做好回收处理的工作。对于损耗的能源来说也要做好回收和利用从而达到化工生产的节能降耗的目的[2]。
3.对化工生产的余热进行回收
化工企业在利用化学工艺进行生产的过程中难免会产生余热,而为了能够有效的控制生产过程中能源的损耗和浪费需要对其中的余热进行回收,如今很多的化工生产过程都会产生余热而生产的人员对这些并不重视从而导致了能源的浪费,所以现在需要对余热进行回收并将之再次应用到生产过程中从而降低能源的浪费,比如生产过程中需要进行高温加热的环节进行余热的收集并将其应用到下一个过程之中,这样就会让这些消耗的能源得到充分的利用从而减少能源的浪费,采取这种措施能够对化工生产的过程中化学工艺的节能降耗有很大的帮助作用。
4.高活性催化剂的应用
当前化学生产的过程中应用的化学工艺使得很多的反应不能充分的进行从而导致能源的大量消耗和浪费的现象出现,而催化剂是加速化学反应的一个重要的方法,很多的化学反应需要催化剂的加入才能够更加有效的进行,而高效催化剂会让化学生产过程中生产的效率大幅度的提升[4];另外有些高效催化剂会使一些放映在常温或者低温低压下就可以进行,这种就能够减少生产过程中高温加压所造成的能源损耗,所以说高效催化剂的应用可以大幅度的提高生产效率同时减少生产过程中的能源损耗进而达到节能降耗的目的。
5.对生产设备的性能进行提升
化学生产过程中需要应用的设备是生产过程中最重要的组成部分,只有确保生产能够稳定的运行才能够让生产中的能源损耗得到有效的控制,对于化学生产来说分离和提纯的工作是最重要的部分而且也是能源消耗最严重的部分,所以在生产的过程中需要对这部分进行控制而最有效的措施就是提升设备的性能。化工生产中如果能够应用热传效率较高的设备就能够促使生产过程中热传效率的提高,这样就能够对化工生产能源的损耗进行有效的控制。而当前在其中应用的很多设备在应用的性能方面都比较低进而导致能源浪费,所以现在必须要利用新型的科学技术对生产设备的性能进行有效的提升[6]。
6.加强制度的完善和管理
减少化学工艺中能源的浪费最根本的办法就是完善管理的制度,在化工企业中进行化工生产必须要严格的按照操作的程序和步骤进行生产,否则将会给企业造成巨大的损失甚至导致能源的大量消耗和浪费。化学工艺中的节能降耗不仅仅需要在生产技术上进行加强,在人为的管理方面同样不能放松警惕,有些生产人员对生产的流程和能源的控制不加强注意就导致整个生产过程出现了大量的能源损耗[5]。所以对于管理人员来说对生产过程中的制度进行完善非常必要。
四、结束语
随着我国科学技术水平的不断提高,化学生产中生产工艺和技术也在不断的改进和完善,其在化工企业极大的提高了经济效益和生产效益,然而在能源的控制方面还存在一定的问题和缺陷,当前急需对化学生产工艺节能降耗技术进行完善。文中对化工生产中节能降耗的主要内容和应对措施进行了阐述,这对于未来的化学生产能源控制有积极的作用。
参考文献
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[3]李志.化工工艺中常见的节能降耗技术措施[J]工业技术,2015.(11)52-53
[4]苏兴民.分析化工工艺中常见的节能降耗技术措施[J].工程技术:全文版, 2017(2):00191-00191.
一、基本概况
该区块1966年投入开发,通过逐步加密调整,截止到2011年6月共有油水井97口,其中采油井60口,注水井37口,注采井数比1:1.62。注水井开井35口,日注水2231m3,累积注水量3181.20×104m3,年注采比1.14。采油井开井55口,日产液1834t,日产油116t,综合含水93.67%,累积产油1118.09×104t,采油速度0.51%,采出程度48.23%。
二、油田开发现状分析
“十一五”期间,为了控制注入水的无效循环,注水井进行了方案下调、周期注水,高含水关控、间抽等。使得2006年和2000年度对比,注水量下降6.2408×104m3,产液量减少8.3255×104t,产油量减少1.1478×104t。
三、节能降耗潜力分析
1.含水存在差异,产液结构需进一步优化
从2009年含水分级表中可以看出,不同含水级别采油井含水存在差异,含水大于92%的井有31口,占总开井数的57.41%,产液比例68.99%,而含水小于90%的潜力井仍有18口,占总开井数的33.33%,产液结构需进一步优化。其中:日产液小于10t/d,日产油小于1t/d,沉没度低于100m井11口,平均单井日产液5.67t,日产油0.37t,平均含水93.48%。这部分低产低效井的存在严重地影响了油田的整体开发效果和经济效益。而含水大于95%的井14口,占25.93%,含水低于85%的井11口,占20.37 %。可见区块平面含水存在差异,区域内注水、产液的无效循环较突出。
2.实施周期注水,控制注水及产液的无效循环
为减缓产量递减及含水上升速度,控制注水及产液的无效循环,基础井网井自2004年以来实施周期注水,已经取得了较好的稳油控水降压效果,下部继续实施周期注水方案。
3.地层压力分布不均衡,注采需及时调整
地层压力分布不均衡,存在高压和低压区块。其中南7-丁4-337井区2009年地层压力11.97MPa,总压差-0.75MPa,高于区块平均地层压力3.67MPa,存在高压现象;而南8-30-641井区地层压力仅4.13MPa,总压差7.12MPa,低于区块平均地层压力4.17MPa。因此,井区高、低压井组的平面调整仍有较大潜力,可以做为压力治理的重点。
4.采取油、水井压裂,完善注采关系,挖掘剩余油潜力
针对注采不完善井区,通过压裂改造措施,完善注采关系,挖掘剩余油潜力。在细分沉积相研究的基础上,通过动静态的分析,建议二次加密油井压裂1口,一次加密注水井压裂2口。
5.合理优化工作参数,降低能耗
结合采油井的动态变化,对低沉没度井合理优化机采井参数,改善机、杆、泵工作状况,在最佳的匹配状态下生产,以达到控液控水降低能耗的目的。
四、节能措施的应用及效果
针对油田开发中存在的问题和潜力,遵循以“控”为主,“提控”结合的技术对策,强化精细管理,开展节能降耗工作。重点控制水驱特高含水井无效循环,同时优化提液方案设计,降低增液含水率,控水控液,提高开发效益。
1.以控液增油为核心,控制采油井无效采出
1.1对高含水低产低效井采取间抽生产,降低无效产水,提高经济效益。
2010年共采取间抽生产5口井,每天8:00-18:00关井间抽,间抽前正常生产平均日产液55t,日产油2.6t,综合含水95.27%,平均沉没度44.63m。间抽后与正常时对比,平均日降液16.1t,日降油0.1t;目前已累计降液6960t,累计降油42t。
1.2合理优化工作参数,控液稳油
采取衡油调液技术控制产液量,确保产量稳定,结合采油井的动态变化,合理优化机采井参数,达到控液稳油的效果。
到目前共调整参数10口井,措施前后对比:日降液38t、日少产水37.1m3、日少产油0.9t;目前累计降液1.3779×104t,累计少产水1.3502×104m3,累计少产油0.0277×104t。
1.3采油井挖潜措施
对含水相对较低采油井,根据开采情况采取压裂、换泵等治理措施,挖掘剩余油潜力,提高低含水井产液能力,2010年至目前采油井共上增产措施8口,累积增油0.4047×104t。
2.以综合调整为基础,减少注水井无效注入
2.1适时调整注水井方案,保证注采合理,控制无效注入水
2.2针对低压区块上调注水方案
2.3通过注水井调剖,缓解层间干扰,改善注采剖面,控制无效注入水
3.应用节能措施取得的效益
通过上述节能降耗工作的实施,2010~2011年已经控制无效注水量16.021×104m3,节约资金43.2567万元;控制无效产液量8.7564×104t,节约资金49.0358万元。共节约资金92.2925万元。
五、结论与认识
随着经济的不断发展,我国对能源的需求已经变得越来越急迫,而加氢改质装置作为炼油的关键装置之一,已经引起人们越来越高的重视如何对其进行节能减排设计,这对于资源的利用来说,有着很大的意义。这样就要求对柴油进行一系列的措施以降低其硫、氮等的含量。其中是对加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、烯烃与芳烃的饱和加氢,以及加氢脱金属的工艺技术有重要的要求;降凝和精制在冬天也是特别重要的。所以很多炼油厂都有较大的加氢改质车间以满足市场需求。
二、加氢改质的反应原理
一般来讲,炼油厂使用柴油加氢改质技术,它的最终目的是为了提升劣质的二次柴油的质量即在降低催化剂裂化柴油中的硫、氮等杂质以及改善油品颜色的同时,又能够在很大程度上使得柴油中的十六烷值大大增加。纵观我国现有的柴油加氢装置,其工艺流程主要包括以下三项:加氢改质工序、分馏以及煤油加氢补充精制等。
2.1 化学反应
在常规的加氢改质装置中,主要的化学反应有以下几种:脱硫反应, 脱氮反应,烃类的加氢反应,含氧化合物的氢解反应,脱金属反应。
(1)脱硫反应:在加氢精制条件下石油馏分中的含硫化合物进行氢解,转化成相应的烃和H2S,从而硫杂原子被脱掉。
(2)脱氮反应:石油馏分中的含氮化合物可分为 脂肪胺及芳香胺类、吡啶、喹啉类型的碱性杂环化合物、吡咯、咔唑型的非碱性氮化物。为了脱氮完全,一般需要比脱硫通常采用的压力范围更高的压力。
(3)烃类的加氢反应:在加氢精制条件下,烃类的加氢反应主要是不饱和烃和芳烃的加氢饱和。这些反应对改善油品的质量和性能具有重要意义。例如烯烃,特别是二稀烃的加氢可以提高油品的安定性;芳烃加氢可提高柴油的十六烷值。
①不饱和烃的加氢饱和反应。直馏馏分中,一般不含有不饱和烃,但二次加工产品如催化柴油、焦化柴油中,则含有大量的不饱和烃,这些不饱和烃在加氢精制条件下很容易饱和。
②芳烃的加氢饱和反应。加氢原料油中的芳烃加氢,主要是稠环芳烃(萘系)的加氢。提高反应温度,芳烃加氢转化率下降;提高反应压力,芳烃加氢转化率增大。芳烃加氢是逐环进行的,芳烃第一环的加氢饱和较容易,随着加氢深度增加,加氢难度逐环增加。
(4)含氧化合物的氢解反应:石油和石油产品中含氧化物的含量很少。原油中有环烷酸、脂肪酸、酯和醚、酚等。在蒸馏过程中这些化合物都发生部分分解而转入各馏分中。在石油馏分中经常遇到的含氧化合物是环烷酸。
(5)脱金属反应:在重质石油馏分和渣油脱沥青油中,含有金属镍和矾,它们是以卟啉化合物状态存在的,在较高的氢压下,这些大分子进行一定程度的加氢和氢解,在催化剂表面上形成镍或矾沉积。一般来说,以镍为基础的化合物,反应活性比矾络合物要差一些,后者大部分沉积在催化剂的外表面,而镍更多地穿入到颗粒内部。
2.2 改质反应
十六烷值是柴油燃烧性能的重要指标。柴油馏分中,链烷烃的十六烷值最高,环烷烃次之,芳香烃的十六烷值最低。同类烃中,同碳数异构程度低的烃类化合物具有较高的十六烷值,芳环数多的烃类具有较低的十六烷值。因此,环状烃含量低,链状烃含量多的柴油具有较高的十六烷值。
催化柴油(LCO)中双环和三环芳烃,在MCI过程中,双环以上的芳烃只进行芳环饱和和环烷开环,其分子碳数不变。由于双环和三环芳烃转化为烷基苯,柴油中的高十六烷值组分增加,故柴油的十六烷值可得到较大幅度的提高。
2.3 降凝反应
临氢降凝是典型的选择形催化裂化反应,裂解反应在质子酸中心上进行,遵循正碳离子反应机理;临氢降凝催化剂以ZSM-5沸石为主体,该沸石是由两个交叉的孔道系统组成,即直线型孔道和之字形孔道。直线孔口为0.53nm×0.56nm的椭圆,由于受沸石特殊孔道的限制,只允许分子直径小于0.55nm的链烷烃、带短侧链烷烃和带长侧链的环烷烃等高凝点组分选择性地裂解成小分子,从而降低油品的凝固点,其余的大分子异构烷烃、环烷烃、芳烃因不能进入孔道内从而不发生反应。柴油馏分只有长而窄的石蜡分子才能进入沸石的微孔中被裂化,因此临氢降凝工艺也称为催化脱蜡工艺。
2.4 影响加氢过程的因素
影响石油馏分加氢过程的主要有反应压力、反应温度、原料的性质和催化剂等几方面因素。
反应压力:反应压力的影响是通过氢分压来体现的。系统中的氢分压决定于操作压力、氢油比、循环氢纯度以及原料的汽化率。对于含硫化合物的加氢脱硫和烯烃的加氢饱和反应在压力不太高时就有较高的平衡转化率。
反应温度:提高反应温度会使加氢精制和加氢裂化的反应速度加快。由于加氢裂化的活化能较高(125-210千焦/摩尔),因此,这个反应的速度提高得快一些。但必须根据原料性质和产品要求等条件来选择适宜的反应温度。
空速和氢油比:空速反映了装置的处理能力,工业上希望采用较高的空速,但是空速受到反应速度的制约,根据催化剂的活性,原料性质和反应深度不同,空速在一较大范围内波动,从0.5-1.0时,重质油料和二次加工中得到的油料在加氢处理时要采用较低的空速。在加氢精制过程在给定的温度下降低空速,烯烃饱和率、脱硫和脱氮率都会有所提高。
三、装置节能降耗措施
装置能耗较大,为提高能源利用率,降低加工成本,增加企业效益,装置通过实施优化低分气脱硫塔进料,脱丁烷塔顶气的回收利用和低分气的回收处理等一系列方法,解决了装置生产中遇到的问题,有效的降低了装置能耗
3.1 优化低分气脱硫塔进料
对于那些脱硫化氢塔在实际操作起来比较困难的问题,可以进行适当的优化来进行节能。笔者认为,可以新增加几台串联浮头式换热器,或利用分馏塔底后的几台水冷换热器,从而使得硫化氢塔进料走管程,而分馏塔地的那些柴油则走壳程。通过实践可以发现,在增加换热器之后,该脱硫化氢塔操作起来也更容易得多,并且各项参数都向设计的数据靠拢,此时还可以形成稳定的气流,最终硫化氢和干气的清除率大大增加[3]。除此之外,柴油入空冷器时的温度也大幅降低,这不仅解决了柴油空冷器的负荷问题,而且使得柴油从装置出来时的温度也能够符合要求。还可以节省水电。
3.2 脱丁烷塔顶气的回收利用
中图分类号:TE256+.7 文献标识码:A
1 水泥余热发电厂电气概述
1.1 供电的要求
对电源的要求:以项目的供电电源为220kV变电所的供电110kV单塔双回路架空进厂区的总降厂区中高电压等级为10kV主变容量为25000kVA。保安电源主要是由工厂自设柴油发电机来解决。
1.2 对配电系统的要求
一般的原料磨配电站都是单母线分段结线的结构,在这其中,两路的电源都是来自总降压站的,在正常情况下两路电源是同时供电的,并且母联柜是断开的,如果有一路电源发生了故障,母联柜就会自动合上,变换成另一路电源来给整个配电站进行供电,发电厂窑头的配电站是由单母线不分段结线结构构成的,这两路电源也同样是引自总降压站,如果有一路正常工作,那么另一路就其备用电源的作用,石灰石破碎配电站一般是单母线不分段的结线结构,一路电源来自总降压站的。
2 目前水泥行业已经推广应用的几种纯低温余热发电技术
以蒸汽参数来分,基本上有两类:一类为0.789~2.27MPa-270~350℃的低压低温系统,一类为1.67~3.63MPa-350~445℃的次中压中温系统。
0.699~1.37MPa-260~350℃的低压低温系统
2.1 热力系统模式
对于0.699~1.37MPa-260~350℃的低压低温系统来说,这种热力系统的构成大体上可以分为三种模式:第一种是复合闪蒸补汽纯余热发电模式;第二种是单压不补汽式的纯余热发电模式;第三种是多压补汽式纯余热发电模式。
2.2 热力系统的技术要点
第一,发电系统的主蒸汽参数是:温度为260到350℃,压力为0.699到1.47MPa。第二,是利用PC窑的窑尾预热器排出的低于三百六十度的废气来设置一台窑尾预热器余热锅炉(简称SP锅炉),还利用PC窑的窑头熟料冷却机排出的低于六百度的废气设置一台熟料冷却机废气余热锅炉;并把这两个锅炉设置为一台蒸汽轮机。这两种技术没有太大的区别,它们有共同的特点,其共同的特点是:都利用了在窑头熟料冷却机中增设的抽废气口,也都利用了冷却机尾部废气出口低于四百度的废气和窑尾预热器排出的废气余热,两者最重要的共同特点是都采用了压力为温度为260到350℃、0.699到1.47MPa的低压低温主蒸汽。
3 提高型水泥窑纯低温余热发电技术
3.1 上述热力循环系统、废气取热方式和循环参数的主要特点
3.1.1 改变原有抽取窑头熟料冷却机的废气方式,也就是在靠冷却机进料端布置一个可以出去四百度左右的废气抽废口,另外,还要必须在冷却机的中间部位安装一个可以抽取二百八十度左右的抽废气口。并根据废气的温度利用AQC炉生产1.7~3.92Mpa次中压或中压饱和温度至450℃的过热蒸汽也可同时生产0.2~0.6Mpa饱和温度至190℃的低压低温蒸汽、95~300℃热水。
3.1.2 在窑尾利用预热器系统的时,可以非常有效的排出二百四十度到四百度的废气,并且还可以用C2级旋风筒内筒至C1级旋风筒入口的四百五十度到七百度的废气水泥生产通过的三十五到五十度的废气热量。
3.2 上述的提高型水泥窑纯中低温余热发电技术可以取得的效果是前述的两个特点。在不影响水泥熟料热耗的情况下,水泥窑的生产条件是:第二,余热可同时生产次中压或者是中压饱和的温度至五百五十度左右的过热蒸汽、0.2到0.6Mpa的饱和温度至二百度低压低温蒸汽、九十度到三百度的热水;第一,提高型热力循环系统能够运用中压中温或者是次中压中温参数,来提高了热力循环系统的工作效率;第四,本技术最大限度的利用了水泥窑不同位置的废气温度余热,并根据废气的余热温度分布实现了热量阶梯利用;第四,前面所说的三个因素,提高型水泥窑纯中低温余热发电热力循环系统、废气取热方式和循环参数,造成了水泥窑废气余热按其质量充分地转换为电能,所以,提高型水泥窑纯中低温余热发电技术比传统的余热发电技术的发电效率高出了很多,进而造成了提高型低温余热发电技术的快速发展。
4 提高型水泥窑纯低温余热发电技术的应用情况
水泥窑纯低温余热发电工程普遍采用的是提高型水泥窑纯低温余热发电技术,其有如下两类情况:
4.1 采用提高型不补汽式的纯中低温余热发电技术,在浙江省湖州市兴宝龙建材有限公司的1900t/d新型干法水泥生产线上建设了装机容量为4.0MW的纯低温余热电站,该电站是实验性项目,现在已进入设备安装阶段。
4.2 其它余热发电工程:河南省杜山集团有限公司2600t/d新型干法窑5.5MW、济源昌乐水泥有限公司2600t/d新型干法窑6.3MW、上海创新水泥有限公司2600t/d新型干法窑5.5MW、河南洛阳水泥有限公司2600t/d新型干法窑6.5MW、安徽山水水泥有限公司1900t/d+3000t/d新型干法窑6.5MW纯低温余热电站采用的提高型多压补汽式纯中低温余热发电技术,前述工程将分别于2010年陆续投入生产运行。目前在做设计的其它水泥生产企业3300t/d级、4000t/d级新型干法窑纯低温余热电站同样采用的纯余热发电技术,当浙江省湖州兴宝龙建材有限公司6.0MW实验型余热电站投入生产运行并积累相应经验后,将着力推广余热发电技术。
结语
电厂是一次能源消耗大户,一次能源是不可再生的资源,节约是国家的基本国策,节能降耗是国家的长远方针。节约能源,保护环境,是我国长期的重大方针,也是全世界所关注的重要课题,水泥低温余热发电节能降耗方法不仅为国家提供了电能还有效的节约了国家资源。
参考文献
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[2]夏炽宇.元宝山发电厂门式斗轮堆取料机的技术鉴定简讯[J].起重运输机械,1980(01).
[3]郎继兴.地热汽轮发电机组的旁通超速保护[J].华北电力大学学报,1980(01).
中图分类号:TU831;TU201.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)08-0239-01
随着开发时间的延长,抽油机井逐年增多。在有杆抽油系统中,井下抽油泵载荷交替变化造成地面系统工作不稳定,加剧了动力系统的无功损耗,导致抽油系统长期低效率运行。目前平均系统效率仅为4.8%。全面系统地分析影响有杆采油系统效率的因素及能量在传递过程中消耗的原因,是实现抽油机井节能降耗,降低生产成本,提高经济效益的一个有效途径。
1.影响系统效率因素
1.1 电机
电机运行时间长,会造成线圈老化,机械磨损增加,降低电机的输出功率。电机负载率过低时,电机效率和功率因数下降,电机处于“大马拉小车”现象,会严重影响抽油机系统效率。
1.2 抽油机传动部分
抽油机的皮带传动、减速箱和四连杆机构的能量传递损耗造成电机能耗增加。皮带的张紧度、四连杆点及减速箱的效果影响着系统效率的提高。
1.3 平衡率
抽油机工作时,悬点载荷及平衡块在曲柄轴产生的扭矩应与电机输入给曲柄轴产生的扭矩相平衡。当抽油机不平衡时,上下冲程电机电流峰值增加,导致电机耗能增加,降低机采井系统效率。
1.4 井口回压、套压的影响
油井井口回压的存在,增加了上冲程时的悬点载荷力,当井口回压增加时,相当于增加了抽油杆的重力,上冲程悬点载荷增加,导致电机耗能增加。井口回压过高,悬点载荷增大,亦可造成泵的漏失,影响机采井系统效率。当套压过大,降低了泵举升的有效扬程,导致机采井系统效率下降。
1.5 沉没度
沉没度与泵效有着十分密切的关系,随着沉没度的增加,泵效增加,当沉没度达到一定数值时,泵效增加趋于变缓。沉没度的改变会影响下泵深度、吸入口压力及泵的充满系数,从而影响系统效率。为了克服流体进泵的阻力以及减少自由气的影响,必须保持足够的沉没度才能得到较高的泵效。然而过高的沉没度不但不会提高泵效,有时会降低泵效。这是因为在动液面一定的情况下,增大沉没度就必须增加下泵深度,从而使得冲程损失增加;另一方面,增大沉没度后,增加了原油中溶解气含量,溶解气在地面脱气后,将引起原油体积收缩,使地面产量减少。由此可知沉没度并不是越大越好,而是存在一个合理的界限。
1.6 冲程损失
抽油杆柱与油管柱的弹性伸缩使活塞冲程小于光杆冲程,引起冲程损失,使泵的实际排量减小,从而降低泵效;由于气体进泵必然减少进泵的液体量,从而使得泵效降低。气体影响严重时,由于气体在泵内的压缩和膨胀,使得泵的吸入阀无法打开而抽不出来油,即产生气锁。对于能量过低或原油粘度过高导致进泵阻力过大,都将出现供油跟不上,油还未来得及充满泵筒而活塞已经开始下行,导致泵效降低。
1.7 抽油杆摩擦损失功率
抽油杆柱与液体间的粘滞摩擦功与下泵深度、原油粘度、抽油杆运动速度的平方成正比。随着下泵深度的增加,摩擦损失功率增大,导致系统效率的下降。
2 系统效率分析及理论上提高的几种方法
2.1 系统效率分析
影响机械采油系统效率的因素很多,它不仅受机械采油设备和运行参数的影响,而且还受油井管理水平和地质情况的影响。机械采油系统由电动机、抽油机、井口装置、油管柱、抽油杆和抽油泵等装置组成,其中抽油机又包括传动装置、减速器、四连杆机构和游梁装置。
根据抽油机井的工作特点,抽油机的系统效率分为地面效率和井下效率两部分,并且存在以下关系。
N=Ns×Nw
式中:N ――抽油机系统效率;
Ns――抽油机系统的地面效率;
Nw――抽油机系统的井下效率。
地面系统效率损失主要发生在电动机、皮带、减速箱及四连杆机构中,井下效率损失主要发生在盘根盒、抽油杆、抽油泵和管柱中。
由于能量(此处指电能和机械能)在转换过程中,会发生不可避免的损失,所以有效功率一定小于输入功率,系统效率一定小于1。根据能量守恒定律,输入功率应当等于有效功率(输出功率)与损失功率之和,有效功率与输入功率的比值就等于系统效率。
2.2 理论上提高系统效率的几种方法
由机械采油系统效率损失分析可知:提高系统效率有以下两种办法:一是增加系统的有效功率;二是减少损耗功率。
2.2.1 推广应用节能型抽油机和电动机
目前使用较多的节能型抽油机为双驴头抽油机,使用较多的节能电机超高转差率电机、双速电机等。
2.2.2 进行有杆抽油系统优化设计
有杆抽油系统的设计就是要根据油井的实际情况选择机、杆、泵及抽汲参数,所选择的有杆抽油系统不仅要满足油井的生产要求,而且必须经济合理。
2.2.3参数的优化
当冲次保持不变时,抽油机系统效率随着冲程的增加而升高;当冲程保持不变时,抽油机系统效率随着冲次的降低而增加。随着冲程长度的增加,冲次下降,能耗降低。
2.2.4杆柱组合不同,抽油机井系统效率不同
较重的抽油杆柱能耗大、光杆功率增大、井下效率降低;当冲程、冲次及泵径不变,仅仅改变杆柱组合,对系统效率影响不大。
2.2.5泵径不同,抽油机系统效率不同
随着泵径的增大,系统效率降低,抽油系统所需输入功率增大,从而导致电机额定功率的增加。如果油层供液充足,随着泵径的增大,井下功率将会增加,井下效率将会增加。
2.3 调整抽油机平衡率
平衡率对抽油机井能耗和系统效率都有一定影响。对同样一口抽油机井,平衡率在85%~100%之间的要比平衡率小于85%的井系统效率高1%~3%。
2.4 加强抽油机的科学管理
在现场管理中,经常采取的方法有定期检查传动装置,定期更换减速箱内机油,提高地面传动部分效率;对于油气比高的油井应采取适当加大泵的沉没度,定期放套管气等措施,以提高泵的充满系数;加强特殊井的分类维护;保持抽油机的较高的平衡度等。
2.5 认真解决抽油机电动机的欠载问题
电动机运行的效率取决于负载率β,轻载时电动机的效率很低,而当负载增加到一定值时变化则很小。当β
3.结论与认识
3.1 加强油井的日常管理有助于提高系统效率
1)采油队应该制定切实可行的抽油机井管理制度,不定期的对油井运行情况进行抽查,检查负载率和工作制度是否合理,对电流不平衡、参数配置不合适和负载率焦低的油井,及时通过调平衡,调参数、更换电机等具体措施解决,提高电动机负载率,从而提高机采井的系统效率。
2)优化设计抽油机井的生产参数,可以达到提高系统效率的目的。从而达到提高抽油机系统的整体管理水平。
参考文献