1、常用节能技术培训及案例分析常用节能技术培训及案例分析一、能源管理系统一、能源管理系统二、节能型变压器的选型、无功补偿技术、谐波治理技术二、节能型变压器的选型、无功补偿技术、谐波治理技术三、水泵、风机变频节能技术三、水泵、风机变频节能技术四、绿色照明技术四、绿色照明技术五、热泵技术（空气源热泵）五、热泵技术（空气源热泵）六、工业废（余）热、余压、余气回收利用六、工业废（余）热、余压、余气回收利用水泥、玻璃、水泥、玻璃、陶瓷、钢铁、有色冶金、陶瓷、钢铁、有色冶金、 化工、煤层气等行业化工、煤层气等行业目目 录录 第一章第一章 能源管理系统能源管理系统 很多企业都完成了大量的节能改造，面对十二五的目
2、标和领导层不断增多的节能要求，如何应对？更换低效设备照明改造变频技术控制技术大量的技术节能，是否忽视了管理节能的重要性！热回收什么是能源管理体系？能源管理体系 management system for energy-在能源方面指挥和控制组织的管理体系 -GB/T 23331-2009Effective Energy Management for Sustainable Saving有效的能源管理将为企业带来持续的节约 - US Department of Energy 能源管理水平的各阶段能耗数据动态监测能源管理系统的功能 能源监控系统的动态显示对企业使用的各种能源（水、空气、燃气、电、蒸汽
3、、冷量等）进行实时监控，并提供从概貌到具体的动态图形显示，并提供区域数据监控，用户可以在企业平面图或者某个区域的平面图快速浏览到所管理的能耗数据。u 能源数据中心 u 设备效率分析 u 节能效果测量与验证 u 定制各种关键能耗指标（E-KPI)u 能耗指标排名 u 成本分析与价格管理 u 超限报警u 报表中心 u 能耗变量分析u 虚拟仪表u 邮件定制u 其他u 能耗预算及比较u 日历负荷图u 碳排放计算器 第二章第二章 节能型变压器的选型、无功补偿技术、谐波治理技术1、S11、S13节能型变压器的介绍 在国家节能减排政策的推动下，节能型变压器应用越来越广泛，从S7、S9到S11，到目前S13和
4、SH15非晶合金变压器，性能不断提升。 2、变压器损耗及噪声对比 如下表为S11、S13节能型变压器损耗与S7、S9变压器损耗的对比：与S7S7同容量变压器对比的下降量与S9S9同容量变压器对比的下降量 变压器S11变压器S13变压器S11变压器S13变压器空载损耗35%55%30%50%负载损耗20%33%空载电流85%以上85%以上85%以上80%以上噪声8dB(A)-11dB(A)8dB(A)-13dB(A)6dB(A)-10dB(A)8dB(A)-11dB(A) 变压器根据参数、负载率等的不同，年运行成本也不同。S7、S9变压器与新型节能型变压器相比，损耗大，运行成本高。 如下表为16
5、00kVA的S7型变压器与S11、S13节能型变压器年运行成本对比表：全年运行成本（电价按0.8元/千瓦时计算：）Cp=(8760P0+5000Pk)+0.05(8760I0Pn+5000UkPn)0.85000指负载系统查Q/CSG11624-2008 配电变压器能效标准及技术经济评价导则的机械制造行业Pn功率项目容量( kVA)短路阻抗Uk空载损耗P0空载电流I0负载损耗Pk年运行成本kWh元SZ7变压器16000.0492.650.00916.50 131621.20 105296.96 S11-M.RL0.0451.640.001614.586866.40 69493.12 S13-M
6、.RL0.0451.170.001214.582749.20 66199.36 S14-M.RL0.0451.050.001212.3270798.00 56638.40 SH15（非晶合金）0.0450.630.00214.578018.80 62415.04 S7、S11、S13型变压器年运行费用对比图表： 为什么要进行无功补偿 无功功率对供、用电产生的不良影响，主要表现在： 1)降低发电机有功功率的输出。 2)降低输、变电设备的供电能力。 3)造成线路电压损失增大和电能损耗增加。 4)造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。无功补偿的作用 1)改善设备的利用率 2)提
7、高电力网的传输能力; 3)降低线路损耗; 4)减少电压损失; 5)节省电费支出无功补偿技术l “大马拉小车大马拉小车”负荷率过低造成的功率因数不达标负荷率过低造成的功率因数不达标 调剂变压器的有功负荷 调整变压器l 有功负荷增加、无功负荷增加或无功补偿装置容量降低造成补偿容量有功负荷增加、无功负荷增加或无功补偿装置容量降低造成补偿容量不足不足 根据不同情况选配适当的无功补偿装置l 补偿技术与用电设备不匹配补偿技术与用电设备不匹配 波动频繁的用电系统采用了静态补偿装置(应采用动态补偿装置) 三相不平衡的用电系统采用了三相共补的补偿装置（采用三相分补或混合补偿装置）功率因数不达标的原因及解决方法l
8、 高供高计式用电客户因新投产、一班制生产、季节性用电、用电间歇高供高计式用电客户因新投产、一班制生产、季节性用电、用电间歇性大等原因，变压器空载时间较长造成的功率因数不达标性大等原因，变压器空载时间较长造成的功率因数不达标 安装相应的变压器空载补偿装置l 配电设施缺乏管理配电设施缺乏管理 通过加强管理的手段来保证无功补偿设备的长期稳定运行。案例1：无补偿装置造成受罚某通讯器材有限公司 从电费单可看出，改造后功率因数从0.6提高到0.99，比之前每月节省1.5万元以上的电费支出。无功补偿改造案例介绍案例2：无人维护补偿容量下降造成受罚 某容器有限公司2008年1月至4月最高月罚款21966元，平
9、均每月受罚15046元。改造后功率因数从0.82提高到0.93，如果以5月份用电量计算实际为企业节约电费成本10602元。日期功率因数有功无功力调电费（元）总电费（元）改造情况2008050.93336000138000-1072.12262309.28改造后2008040.8347400032400011275.4911275.49368887.49改造前2008030.822200001520006611.406611.40178452.40改造前2008020.8277400054200020333.6620333.66551740.46改造前2008010.83960000652000
10、21966.3221966.32678183.32改造前案例3：提高线路末端电压，减少输电线路电流，减轻设备发热情况 某压铸有限公司压铸二车间补偿效果比较：补偿投入前数据 补偿投入后数据相别电流电压功率因数A5272230.98B5692200.99C5072220.98结论：以A相为例，补偿改造后A相视在电流降低了140A，降低了21，相电压提高了8V，功率因数提高到了0.98。相别电流电压功率因数A6672150.85B6302160.80C6002160.80谐波的危害及谐波产生原因（1）谐波对电力网络的影响网络感抗与补偿电容发生谐振，导致系统原有的谐波放大。谐波影响潮流计算的时效性；
11、当电力系统中存在大的非线性负载时，常规的潮流算法分析潮流不可能得到正确的结论。增加网络中的线路损耗。谐波治理技术谐波治理技术（2）谐波对高压设备的影响谐波对同步发电机的影响 主要影响是引起附加损耗的增加。包括：铁损、磁滞损耗(涡流损耗)、杂质损耗(介质损耗)； 机械振动与噪声过大； 谐波过电压。谐波对变压器的影响谐波对变压器的影响 变压器自身激磁电流谐波一般1%； 具备3次谐振条件，使激磁电流中的I3增加，附加损耗大增； 使铜损、杂散磁通损耗增加，变压器发热严重使铜损、杂散磁通损耗增加，变压器发热严重； 谐波过电压使绝缘应力增加，易发生绝缘击穿易发生绝缘击穿对地短路。谐波对高压电器的影响 大型
12、换流装置：容量达到电网短路容量的1/3时，或低次(29次)谐振时，出现电压畸变放大，整流装置换相失败而不能工作; 消弧线圈：谐波较大时，会延迟或阻碍消弧线圈的灭弧作用。谐波对电缆影响谐波对电缆影响 电缆的分布电容使谐波电流放大； 电网谷荷时，网压上升时谐波电压也升高，电缆更易故障谐波电压也升高，电缆更易故障； 浸渍绝缘的局部放电加重，介损和温升增大； 电缆额定电压等级愈高，谐波引起的危害越大。谐波对输电线路影响 超高压长距离输电单相自动重合闸系统暂态稳定性； 并联电抗的中性点接地电抗合闸时间； 谐波电流延缓潜供电流熄灭单相自动重合闸失败。（3）谐波对低压设备的影响谐波对电动机的影响谐波对电动机
13、的影响 电机中的基波和谐波产生的叠加磁场，生成脉动电磁转矩，电动机的起动和运行性能变坏，出现机械振动和噪声过大的现象出现机械振动和噪声过大的现象； 使电动机的各种损耗增加，发热加重发热加重，效率降低，出力下降； 谐波过电压与过高的du/dt，会破坏电机绝缘破坏电机绝缘，缩短电机使用寿命； 谐波状态下，电机的铁耗远大于其它损耗，是主要的谐波损耗。 谐波对电容器的影响谐波对电容器的影响 电容器对高次谐波呈现低阻抗特性，除基波电流外，高次谐波电流大量流过电容器，使电容器长期工作在过载情况使电容器长期工作在过载情况，甚至出现过流击穿过流击穿。谐波对测量仪表的影响 主要对模拟式仪表的影响较大，含电动系、
14、电磁系、变换器式等； 同系种的表，谐波对电压表的影响大于电流表； 电流表指示基本不随频率变化而改变； 谐波状态下，有功功率表的测量值仍有足够的准确度； 谐波状态下，无功功率表的读数没有任何意义，无论单相还是三相。谐波对电度谐波对电度( (电能电能) )表的影响表的影响 工频工作条件：相同的频率的电压与电流才构成功率； 谐波与基波，其真实功率为谐波与基波，其真实功率为0 0，但形成的虚假功率会使计量读数出现，但形成的虚假功率会使计量读数出现随机或正或负的误差；随机或正或负的误差； 畸变波电源用户线性负荷：用户多交电费+谐波损失，对用户不公； 正常波电源用户非线性负荷：用户少交电费+公网污染，对供
15、电不公； 畸变波电源用户非线性负荷：情况复杂。谐波功率流向仪。互感器 2500Hz以下，电流互感器的测量误差很小，可忽略； 电压互感器对高频谐波的测量误差较大。继电器 电磁型：误动作； 感应型：误动作或拒动作，与谐波和基波相角有关； 静态型与整流型：均有可能误动或拒动。 其它器件 电阻电感负荷：热效应增大，寿命降低； 熔断器：时间-电流特性变化； 变流装置：控制角与导通角偏移，导致换相失败； 电话线路：通常音频2003500Hz，产生的杂音较大； 信息与电子设备：影响数据传输，运算速度越快，影响越大。 影响电网电压波形质量的主要矛盾是非线性用电设备非线性用电设备，非线性用电设备主要有以下四大类
16、： 电弧加热设备电弧加热设备：如电弧炉、电焊机等。 交流整流的直流用电设备交流整流的直流用电设备：如电力机车、电解、电镀等。 交流整流再逆变用电设备交流整流再逆变用电设备：如变频调速、变频空调等。 开关电源设备开关电源设备：如中频炉、彩色电视机、电脑、电子整流器等。谐波产生的原因谐波的治理方法 客户名称：XX五金有限公司 情况描述：情况描述： 改造前：改造前：车间共设一条生产线，主要用电负荷为四台压延机（400kW/台）和一台收卷机（250kW/台）。生产设备均为直流电机，于车间设有控制室，分由五套控制柜进行控制。电房现有1套电容柜，车间控制室现有2套滤波柜，补偿容量均为300kvar。现场测
17、量时，车间运行两台压延机，测得电流电压均存在谐波超标的情况。改造后效果：改造后效果：谐波含量达到合格标准，设备都能正常投入生产。功率因数提高到0.950.96，每月平均获得1000元电费增加金额，同比原来每月3000元，结合节省线损，相差的实际节约电费4000元。 谐波治理成功案例 如下表为改造前后电费单情况对比 第三章第三章 水泵、风机、空压机变频调速 大功率风机、水泵、压缩机采用变频调速方案可以收到显著的节能效果，具有重大的经济效益，电机调速改造被列入国家“十一五”十大重点节能工程实施方案的着重推荐技术。高压大功率变频调速技术已成为节能、降耗、减排的主导方向之一。 高压变频器广泛应用在电力
18、、石化、石油、钢铁、冶金、水泥、市政建设和基础设施等各行业，节能效果和综合效益明显。根据大量现场实际改造的运行数据表明，通过变频改造平均节电率超过30%，有些风机负载节能比例可达60%。 变频节能技术变频节能技术变频如何节能？变频如何节能？Q Q 流量流量( (风量风量) )P P 所需功率所需功率31212nnpp1212nnQQnQ 3nP调节前管网特性调节后管网特性扬程HH2H1BAQ2Q1n1n2流量QHBDelt(P) CO对于同一台风机，当输送的流体密度不变，仅转速改变时，其性能参数的变化遵循比例定律：流量与转速的一次方成正比；扬程（压力）与转速的二次方成正比；轴功率则与转速的三次
19、方成正比。 因此，当需要80的额定风量时，通过调节电机的转速至额定转速的80，即调节频率到40赫兹即可，这时所需功率将仅为原来的51.2。 考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践的统计，风机类通过调速控制可节能2050。高炉除尘风机运行特点高炉除尘风机运行特点 高炉生产为高炉生产为周期性间断出铁周期性间断出铁, ,高炉在出铁时高炉在出铁时, ,产生大量棕红色烟尘产生大量棕红色烟尘, ,此时此时要求风机变频高速运行要求风机变频高速运行; ;在不出铁时在不出铁时, ,只需要很低的转速。高炉除尘风机只需要很低的转速。高炉除尘风机在高炉不在高炉不出铁时，只需要很低的转速出铁时，只需要很低的转
20、速，根本不需要满负荷运转利用高，根本不需要满负荷运转利用高压变频器根据实际需要对除尘风机进行变频运行，既保证和改善了工压变频器根据实际需要对除尘风机进行变频运行，既保证和改善了工艺又达到节能降耗的目的和效果。艺又达到节能降耗的目的和效果。时间转速50%100%工频运行变频运行节能区域设备输出50%时设备输出100%时30% 第四章 绿色照明节能绿色照明节能技术：一、高效节能灯具的应用l 常见高效节能灯具有以下几种： 三基色节能灯 LED照明灯 低频无极灯二、智能照明控制系统的应用l通过智能控制系统按个区域用光需求动态调节照明灯具，从而实现节能。光源种类光源种类光效光效(Lm/W)显色指数显色指
21、数色温色温(K)平均寿命平均寿命(小时小时)白炽灯泡白炽灯泡1510028001000石英卤素灯石英卤素灯2510030002000-3000SL灯灯50872700/50008000高压汞灯高压汞灯50453300-43006000普通日光灯普通日光灯7070全系列全系列8000金属卤化物灯金属卤化物灯7065-923000/4500/56006000-20000三基色日光灯三基色日光灯9680-98全系列全系列10000高压纳灯高压纳灯12023/60/851950/2200/250024000低压钠灯低压钠灯20044170028000无极灯无极灯65-8580全系列全系列60000LE
22、D9085全系列全系列60000常用光源基本参数比较常用光源常用光源年节省电量年节省电量（300d/年）年）年节约费用年节约费用（元）（元）普通日光灯普通日光灯40W（含（含4W整流器整流器）LED15W商场商场（h/d）121290kWh67.5元元酒店公共照酒店公共照明明(h/d)1616120kWh90元元LED与普通日光灯比较： 第五章 热泵技术1、什么是热泵？热泵实现热能从低品位向高品位转移的装置。热泵和制冷机的工作原理是相同的，工作过程相反。热泵技术2、热泵的分类 热泵与水泵的类比空气源热泵 空气源热泵器一般由压缩机、冷凝器、储液器、过滤器、膨胀阀、蒸发器等组成。以空气为以空气为低
23、位热源低位热源 第六章 工业废（余）热、余压、余气回收利用焦化工序烟气余热煤气余热焦炭显热烧结工序烟气余热烧结矿显热高炉工序烟气余热煤气余热炉渣显热炉顶余压炼钢工序烟气余热炉渣显热轧钢工序烟气余热矿煤烧结焦化高炉炼钢热轧冷轧成品烧结余热利用发电干熄焦余热利用高炉煤气余压发电 烧结余热利用发电汽轮机发电机余热锅炉蒸汽母管烟气120m2烧结工艺热发电典型技术指标烧结工艺热发电典型技术指标序号指标名称数值1烧结机排烟参数3004002冷却机废气参数3004003设计发电能力36MW4运转率97%5主要设备AQC炉、过热器1套6SM锅炉1套7汽轮机1套8发电机1套 烧结余热发电案例 干熄焦余热利用10
24、0万吨万吨/年焦化厂干熄焦余热发电技术指标年焦化厂干熄焦余热发电技术指标序号指标名称数值1干熄焦额定处理能力110125t/h2焦炭烧损0.51.5%3设计发电能力1518MW4运转率340天5主要设备干熄炉1套6干熄焦余热锅炉1套7汽轮机1套8发电机1套 高炉煤气余压发电（TRT）电煤气高压煤气低压煤气烟气烟气360360烟气烟气330330给水给水4040蒸汽蒸汽1.35MPa1.35MPa315315蒸汽蒸汽1.35MPa1.35MPa345345AQCAQC炉炉SPSP炉炉蒸汽母管，蒸汽母管，1.25MPa1.25MPa，3203201010汽轮发电机汽轮发电机4.5MW4.5MW2500t/d2500t/d新型干法水泥生产线余热发电示意图新型干法水泥生产线余热发电示意图 水泥余热发电案例序号序号项目项目参数参数1水泥生产线2500t/d2余热发电规模4.5MW3总投资3500万元4年发电量2500万KWh5平均负荷率83%1%5%11%83%甲烷浓度80%发电汽车燃料锅炉燃料生活燃料氧化处理煤层气煤层气 安全输送系统图被动阻火器被动阻火器主动阻火器主动阻火器
