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探究我國工業(yè)設計中電氣節(jié)能技術(shù)應用現(xiàn)狀分析論文
摘要：在社會能源日漸緊缺背景下， 人們的節(jié)能環(huán)保意識在不斷增強， 在生產(chǎn)生活中的方方面面都運用了節(jié)能技術(shù)。而工業(yè)有著耗能較大的特點， 如何實現(xiàn)節(jié)能技術(shù)在電氣設計中的有效應用， 是現(xiàn)階段工業(yè)發(fā)展中的研究熱點， 引起了人們的廣泛關(guān)注和重視。文章立足于我國工業(yè)電氣節(jié)能設計現(xiàn)狀， 基于工業(yè)設計中電氣節(jié)能技術(shù)的應用原則， 從多個方面對其實踐應用進行了詳細探究， 旨在減少工業(yè)生產(chǎn)能耗， 落實節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
關(guān)鍵詞：工業(yè)設計； 電氣節(jié)能； 應用原則； 實踐應用；
能源在推動社會發(fā)展、加快經(jīng)濟增長過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用， 但是就當前世界各國實際情況來看， 不可再生能源日漸減少， 能源緊張問題越來越嚴峻， 節(jié)能減排已經(jīng)成為必然趨勢， 是實現(xiàn)人與自然和諧相處、推動可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。在工業(yè)電氣生產(chǎn)中應用電力節(jié)能技術(shù)， 既是積極響應國家節(jié)能減排號召的具體體現(xiàn)， 也可以有效解決電力不足問題， 對推動工業(yè)發(fā)展及地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義， 必須落實到實際行動中去。
1 我國工業(yè)電氣節(jié)能設計現(xiàn)狀
西方歐美國家在電氣節(jié)能設計方面的研究起步較早， 上世紀70年代便已經(jīng)從法律層面作出了一系列規(guī)定， 并且取得了顯著成效。而我國在上世紀80年代時期， 對電氣節(jié)能的標準尚處于試點階段， 電氣節(jié)能被正式納入到國家法律法規(guī)中的標志是1988年1月1日《節(jié)約能源法》的正式頒布實施[1]。經(jīng)過30年發(fā)展， 節(jié)能技術(shù)已經(jīng)在廣泛應用到各個行業(yè)和領(lǐng)域中， 但是受多種因素的影響， 并未在工業(yè)設計中得到良好推廣應用， 電能浪費現(xiàn)象仍然比較突出。首先， 對于工業(yè)電氣節(jié)能設計， 應以滿足生產(chǎn)工藝為基礎前提， 存在較大的局限性；其次， 不同工業(yè)生產(chǎn)工藝存在較大差異， 無法制定統(tǒng)一的電氣節(jié)能標準；其次， 電氣節(jié)能技術(shù)前提是較高成本的投入， 使很多工業(yè)項目業(yè)主都望而卻步， 這些都阻礙了電氣節(jié)能技術(shù)在工業(yè)設計中的普及應用。由此可見， 要想在工業(yè)設計中實現(xiàn)電氣節(jié)能技術(shù)的有效應用， 減少電能浪費現(xiàn)象， 仍有很長的一段路要走。
2 工業(yè)設計中電氣節(jié)能技術(shù)的應用原則
在進行工業(yè)電氣節(jié)能設計時， 應遵循基本應用原則， 具體包括適用性原則、節(jié)能性原則和經(jīng)濟性原則。首先， 在將電氣節(jié)能技術(shù)應用到工業(yè)設計中時， 必須從生產(chǎn)工藝角度進行考慮， 根據(jù)設備特點及運行需求加以合理運用， 保證節(jié)能技術(shù)與電氣設備之間的適用性， 才能實現(xiàn)設計的科學規(guī)范， 既可以滿足生產(chǎn)工藝需求， 又能夠達到預期節(jié)能效果；其次， 節(jié)約能源、降低電能的損耗， 是工業(yè)設計中應用電氣節(jié)能技術(shù)的最終目的， 所以， 應堅持節(jié)能性原則， 減少并消除不必要電能耗費， 提高電能利用率， 以此循環(huán)實現(xiàn)真正的節(jié)能減損， 提高工業(yè)電氣設備的節(jié)能性能[2]。另外， 基于電氣節(jié)能技術(shù)高投入成本特點， 在實際應用時應確保其經(jīng)濟性， 需要對工業(yè)項目具體利潤進行詳細分析， 全方位比對節(jié)能所要使用的資金和它帶來的效益間的關(guān)系， 在確保所用電氣節(jié)能技術(shù)適用性、節(jié)能性的同時， 選擇經(jīng)濟效益更高的措施手段。只有從以上三方面分析、考慮， 科學選用電氣節(jié)能設計， 才能充分發(fā)揮其在工業(yè)設計中的應用價值， 在緩解社會能源緊張現(xiàn)象的同時， 促進工業(yè)的良好發(fā)展。
3 工業(yè)設計中電氣節(jié)能技術(shù)的實踐應用
為改善我國工業(yè)電氣節(jié)能設計現(xiàn)狀， 就需要采取有效節(jié)能措施， 以此來減少能源損耗， 實現(xiàn)電能利用率的最大化， 在工業(yè)領(lǐng)域貫徹落實國家所提出的節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略。
3、1 應用電氣智能控制系統(tǒng)
在我國總發(fā)電量中， 電機設備負載量所占比例達到了一半以上， 是工業(yè)電氣設備主要能耗類型， 所以， 可以通過對動力系統(tǒng)進行優(yōu)化設計， 來達到電氣節(jié)能目的， 具體實現(xiàn)方式是利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等先進技術(shù)， 構(gòu)建電氣智能控制系統(tǒng)， 加大對電機運行的控制力度， 避免能源浪費現(xiàn)象的出現(xiàn)。電氣智能控制系統(tǒng)主要是結(jié)合信息化技術(shù)， 開發(fā)和研制有效的電頻設備， 提高控制系統(tǒng)智能化程度， 自動調(diào)節(jié)與實際工作關(guān)系不緊要設備的運行狀態(tài)， 在確保其正常運行的前提下， 盡可能減少電能損耗， 達到節(jié)能減排目的。同時， 在電機設備工作過程中， 應在有功運轉(zhuǎn)狀態(tài)下運行， 降低無功功率所引消耗的電能， 才能充分體現(xiàn)出電氣節(jié)能技術(shù)在工業(yè)設計中的應用價值[3]。
3、2 使用節(jié)能型供配電系統(tǒng)
設計節(jié)能性供配電系統(tǒng)是工業(yè)電氣節(jié)能的重要手段之一， 具體可從供電電壓、變壓器、無功補償三方面加以優(yōu)化。首先， 從供電電壓角度， 需要結(jié)合用電容量、供電距離、用電類型、電網(wǎng)布設等多種因素， 使供電電壓保持在合理水平， 一般情況下， 高壓配電電壓應控制在10k V， 當用戶6k V設備較多時， 采用6k V供電電壓具有良好的經(jīng)濟效益[4]；其次， 變壓器損耗在工業(yè)電能損耗中所占比例大約為10%， 電氣設計時應盡可能選用節(jié)能性變壓器， 用干式變壓器取代原有的油浸式變壓器， 通過降低變壓器損耗帶達到節(jié)約電能的目的， 同時還能減少變壓器維護工作量及成本；最后， 對于工業(yè)電氣設計， 功率因素是影響其節(jié)能效益的一項重要參數(shù)， 可通過設置無功補償裝置加大功率因素， 實現(xiàn)電氣設備容量的有效利用， 不僅可以提高供電質(zhì)量， 增強供電能力， 而且還可以降低功率損耗， 對電能的節(jié)約具有顯著作用， 可以實現(xiàn)工業(yè)電氣節(jié)能設計。
3、3 應用節(jié)能設備
工業(yè)電氣節(jié)能設計中， 節(jié)能設備的應用是必不可少的， 當前應用較為廣泛的節(jié)能設備主要有變頻器、Y型高效發(fā)動機等。實踐證明， 這些設備在工業(yè)中有著良好的節(jié)能效果。在工業(yè)活動中， 經(jīng)常需要用到風機、水泵等大型設備， 其工作狀態(tài)通常都是工頻狀態(tài)， 在風量和流量控制過程中， 會造成大量電能的浪費。而借助變頻器設備， 調(diào)節(jié)風量和流量可以通過改變電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)， 其輸出功率也會發(fā)生變化， 此時電能損耗將會降低， 電氣節(jié)能效果明顯。另外， Y型高效發(fā)動機的應用， 可以降低工業(yè)電氣設備大約20%~30%的電能損耗， 在新項目開發(fā)、舊電動機損壞或重新繞組、新電動機更換時， 可結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟性考慮選用Y型高效發(fā)動機[5]。
3、4 利用高效節(jié)能光源
太陽光屬于可再生、無污染能源， 在進行工業(yè)電氣節(jié)能設計時， 可將其應用到照明節(jié)能方面。以建設設計為例， 可將采光和照明有機的結(jié)合起來， 白天盡可能地利用利用導光管、采光擱板、反射高窗、棱鏡窗等使建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件， 還可以利用光伏發(fā)電系統(tǒng)， 將收集的光能轉(zhuǎn)化為電能進行照明， 室外街道照明設計中通常采用該方法。同時， 還可以通過提電氣零件效率， 達到照明節(jié)能目的， 這就需要充分利用高效光源， 包括擴大照明效果、節(jié)約能源消耗等設備， 高壓鈉燈與TS型熒光燈管結(jié)合使用便是一種較為常見的高效光源。
3、5 改進燈具控制方式
結(jié)合實際照明需求， 對燈具控制方式進行改進， 也可以提高工業(yè)設計電氣節(jié)能性能， 在達到正常照明要求的基礎上， 避免電能浪費。如果房間面積較小， 則燈具控制可以采取一燈一控或兩燈一控方式；如果房間面積較大， 則燈具控制應采取多等一控方式， 但是應限制單個開關(guān)所控制的燈具數(shù)量， 也可以采用一定數(shù)量的單控燈。聲控、光電控等方式， 則主要應用于樓梯、走廊等公共場所燈具中， 對于與側(cè)窗具有一段距離且無法獲取天然采光的地方， 燈具控制一般選用光電控制方式；室外應通過程序控制或光電定時開關(guān)控制達到照明要求。
3、6 靠近負荷中心設置變站所
通常情況下， 工業(yè)負載以低壓交流380V為主， 如果供電距離較遠， 一般會選用橫截面積較大的電纜輸送電能， 以滿足啟動壓降等相關(guān)規(guī)定， 但是較大橫截面積的電纜， 電能損耗也更為嚴重。因此， 當廠區(qū)較大、供電距離較遠時， 應確定最佳供電半徑， 通過增加變配電裝置數(shù)量來縮減線路間距， 以此來降低電能輸送過程中的損耗。在設計的時候必須和總圖比對， 最好是把變電布局在負載的中心位置。如果實在沒有辦法按照此舉來處理， 就要布置很多的變電所， 盡量保證它們處在負載的中心位置。假如存在爆炸區(qū)， 在確保規(guī)范合理的前提之下， 把變電所布局到遠離爆炸區(qū)的地方， 而且把屋內(nèi)外的地坪高度錯開， 進而實現(xiàn)節(jié)約電能目的。
3、7 合理使用峰谷電力資源
電力行業(yè)中的峰谷， 是指將電負荷特性的變化值用山峰和山谷的形式形象地表示出來， 一般情況下， 高峰用電和低谷用電時間段， 分別為8：00~22：00和22：00至次日早上8：00。為達到工業(yè)電氣節(jié)能設計目的， 應采用“峰谷電價”形式加強用電管理， 利用低谷電價所帶來的優(yōu)惠， 鼓勵居民消耗低谷電力， 比如電熱水器、空調(diào)等電器設備， 保證峰谷電力資源使用的合理性。同時， 可以通過高峰用電需求向低谷時段的轉(zhuǎn)移， 實現(xiàn)對電力資源的優(yōu)化配置， 提高低谷時段電能的利用率， 并緩解高峰電力供需缺口， 以達到“削峰填谷”的效果， 有效避免電能浪費。工廠生產(chǎn)作業(yè)放在低谷時段進行， 能夠減少電費的支出， 還可以達到節(jié)能目的。大多數(shù)工廠都采用這種方式用電， 白天線路負荷較低， 晚上線路負荷升高， 能夠節(jié)約大量電能， 提高企業(yè)經(jīng)濟效益。
4 結(jié)束語
節(jié)能減損始終是工業(yè)生產(chǎn)中的一個重要話題， 不僅關(guān)系到項目成本高低， 而且還與可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)有著密切聯(lián)系， 所以， 在工業(yè)設計階段就要樹立節(jié)能意識， 合理、靈活運用各種電氣節(jié)能技術(shù)。具體應用過程中， 應從適用性、節(jié)能性、經(jīng)濟性等多方面進行綜合考慮， 結(jié)合工業(yè)項目特點及用電需求， 根據(jù)基礎設計規(guī)定， 對設備效率進行全面、細致的分析， 進行全方位的經(jīng)濟比對和工藝比對， 制定科學、合理的設計方案， 實現(xiàn)電氣節(jié)能技術(shù)有效利用， 達到經(jīng)濟效益和社會效益供應效果。
參考文獻
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[2]吳青。節(jié)能技術(shù)在建筑電氣設計中的應用分析[J]。低碳世界， 2015 （35） ：130—131。
[3]郭晉雷。工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能問題分析[J]。能源與節(jié)能， 2016 （6） ：95—96+131。
[4]朱風華。工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能相關(guān)問題研究[J]。電工技術(shù)， 2016 （9） ：15—16。
[5]閆莉。電氣節(jié)能技術(shù)在工業(yè)設計中的應用探討[J]。中國包裝工業(yè)， 2015 （22） ：156。
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