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一、前言

節(jié)能是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是人類(lèi)世界發(fā)展的必由之路，還是我國(guó)政府能源發(fā)展的基本方針。面對(duì)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(hù)，也是主要的節(jié)能的重要大戶(hù)。而且對(duì)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(dāng)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(mǎn)足幾點(diǎn)原則：

1.節(jié)能要在不影響電氣設(shè)備的功能下進(jìn)行設(shè)計(jì)、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(gè)用電設(shè)備技術(shù)性能指標(biāo)的前提下，進(jìn)一步降低能量損耗，提高產(chǎn)品性能指標(biāo)。

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

3.節(jié)能應(yīng)該以環(huán)境為準(zhǔn)則，以保護(hù)環(huán)境為前提，不可破壞環(huán)境而節(jié)能，拆東墻補(bǔ)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(jìn)性，不可逆著科技的發(fā)展而進(jìn)行項(xiàng)目研究，違背科技運(yùn)行原則。

三、電氣節(jié)能主要途徑

1.無(wú)功補(bǔ)償

無(wú)功功率補(bǔ)償，簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)功補(bǔ)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(wú)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(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)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(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)，造成用電設(shè)備的故障。

常用的無(wú)功補(bǔ)償分為兩種：電容補(bǔ)償和statcom補(bǔ)償（靜止同步補(bǔ)償）。

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

Statcom補(bǔ)償，又稱(chēng)靜止同步補(bǔ)償，是一種基于動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊环N先進(jìn)技術(shù)，能夠相當(dāng)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(jià)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(chǎng)合是適用的，例如發(fā)電和輸電以及高端開(kāi)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(jī)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(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù)）；通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)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(yùn)行合理，在生活當(dāng)中常見(jiàn)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(dāng)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(jiàn)的設(shè)備如變頻泵，電動(dòng)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(chǎng)合下可以進(jìn)行調(diào)頻從而降低能量損耗和浪費(fèi)，避免“大馬拉小車(chē)”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(fù)荷，導(dǎo)致電流波形畸變?cè)斐傻摹Ｎ覀儗?duì)這些畸變的交流量進(jìn)行傅立葉級(jí)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(yùn)行。

（2）諧波影響電網(wǎng)的質(zhì)量

（3）影響供電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)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(dòng)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(duì)于高次諧波及諧波干擾不強(qiáng)烈的場(chǎng)合適用，由于其技術(shù)簡(jiǎn)單并且設(shè)備廉價(jià)，廣泛利用于配電和輸電設(shè)備，是一種常見(jiàn)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(duì)一種頻率的諧波消除，所以，一般只能做成對(duì)5、7次諧波消除；對(duì)于3次諧波，則利用變壓器繞組接成Δ消除。

動(dòng)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(jìn)行消諧處理，此技術(shù)廣泛用于動(dòng)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(duì)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(jìn)行消諧，即采用LC消諧技術(shù)進(jìn)行消除固定次諧波，而采用動(dòng)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(dá)到完美電路輸入波形，達(dá)到完美消除諧波和減少諧波對(duì)電路的振蕩影響。

5.電機(jī)的選取

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

Y-△型電機(jī)廣泛適用于起重力矩較大但是能在啟動(dòng)電機(jī)時(shí)刻不需相當(dāng)大的啟動(dòng)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(dòng)功率小，△型網(wǎng)絡(luò)電路具有提供大力矩的電路原理，當(dāng)兩者進(jìn)行轉(zhuǎn)換變化的時(shí)候，就能產(chǎn)生用小功率電能啟動(dòng)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(jiàn)的電機(jī)，廣泛應(yīng)用于電力起動(dòng)裝置，不僅減少電能損耗而且電機(jī)的性能極好。

雙功率電機(jī)廣泛應(yīng)用在啟動(dòng)功率及運(yùn)行功率不一及相差較大的情況下，由于電機(jī)本身具備兩種功率，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電機(jī)運(yùn)行功率時(shí)候，選擇此電機(jī)，在啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)采用啟動(dòng)功率，給予相應(yīng)的啟動(dòng)力矩，并在運(yùn)行時(shí)候降低為運(yùn)行功率，此時(shí)節(jié)省電能，并不是一味的使用一個(gè)功率運(yùn)行，浪費(fèi)電能。

變頻電機(jī)采用“專(zhuān)用變頻感應(yīng)電動(dòng)機(jī)+變頻器”的交流調(diào)速方式，使機(jī)械自動(dòng)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(jī)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(jī)具有高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，常見(jiàn)設(shè)備如變頻泵及變頻電機(jī)所帶動(dòng)的各種設(shè)備。

永磁電機(jī)的工作原理與直流勵(lì)磁同步電機(jī)相同，區(qū)別在于前者是以永磁體替代勵(lì)磁繞組進(jìn)行勵(lì)磁。當(dāng)永磁電機(jī)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(gè)以同步轉(zhuǎn)速推移的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。穩(wěn)態(tài)情況下，主極磁場(chǎng)隨著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦是同步轉(zhuǎn)速，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)恒與永磁體建立的主極磁場(chǎng)保持相對(duì)靜止，它們之間相互作用并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。與傳統(tǒng)的直流勵(lì)磁同步電機(jī)相比，永磁電機(jī)，特別是稀土永磁電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠；體積小，質(zhì)量輕；損耗小，效率高；電機(jī)的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優(yōu)點(diǎn)。因而應(yīng)用范圍極為廣泛，幾乎遍及航空航天、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。

結(jié)語(yǔ)

多年來(lái),我國(guó)政府大力提倡、鼓勵(lì)和支持企業(yè)推廣高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo),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(jìn)行節(jié)能降耗改造開(kāi)辟了新的途徑。雖然企業(yè)對(duì)節(jié)能項(xiàng)目進(jìn)行了較大的投資,但是節(jié)能項(xiàng)目投用后的未來(lái)收益是巨大的,不僅降低了企業(yè)對(duì)節(jié)能項(xiàng)目的投資風(fēng)險(xiǎn),而且使企業(yè)設(shè)備升級(jí)、降低了運(yùn)行成本。

節(jié)能降耗不僅能給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，還帶來(lái)一系列社會(huì)效益，使能源消耗一再減少，這對(duì)于處在發(fā)展中國(guó)家來(lái)講意義巨大，在能源日漸枯竭的今天來(lái)講，能源就是金錢(qián)就是生產(chǎn)效率。

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

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

[3]《電氣傳動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)手冊(cè)》天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所編制【M】 機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[4]中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》【Z】GB50052／95.

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