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“高昂的能源價格有助于節能。我認為,所有的創新都是從約束開始的,有約束才有創新的動力。”趙國華說。全球“能效管理專家”
趙國華是一位少見的喜歡《孫子兵法》的老外CEO。他不僅擁有一個特別響亮的中文名字,甚至連妻子也是中國人,是一名十足的“中國通”。從2006年5月開始,趙國華便開始擔任施耐德電氣的管理董事會主席兼首席執行官的職務。
作為法國工業驕子的施耐德電氣是全球領先的配電與自動化控制專家,是全球最大的低壓電器供應商,更是法國代表性企業中發展勢頭最為強勁的代表。
“能效管理專家”,大多數人初聽起來都有些迷惑。趙國華用不甚流利的中文解釋說:“我先告訴大家一件事――那就是我們施耐德電氣不做什么。我們不真正從事電力生產的工作,包括火電、水電等。另外,像耗電設備的空調、燈泡、電機等,我們也不生產。我們只專注于發電和供電之間的銜接工作,即幫助我們的客戶‘善用其效,盡享其能’,讓能源更安全、可靠。”
保證不斷電、不漏電,不造成人員傷害,這是施耐德電氣的傳統業務。在過去的半個世紀,施耐德也一直在這方面努力。隨著科技的發展,人們需要更可靠的能源。“比如,在手術室不可以斷電,在計算機數據轉換中心或股票交易所也不可以斷電。我們要做的事情,就是把從發電廠里發出的電力非常可靠地、安全地輸送到用戶端。”
2009年施耐德電氣全球的銷售額是158億歐元,約為1580億元人民幣。在世界150多個國家共有15萬名員工,在世界500強中位于310名。
趙國華總結施耐德公司有四大特點:全球化的公司、重視誠信、重視可持續發展和業務高速增長。
如何實現發電和用電的有效連接,是施耐德電氣的工作重點,趙國華也向記者做了詳細的介紹:首先,通過確保用電安全,真正避免火災,使能源更安全;第二,通過使用不間斷的高效電纜,使能源傳輸更可靠;第三,幫助客戶在各項功用、民用領域中節能30%~70%,讓能源更高效;第四,在工業等領域實現自動化,讓能源更多產;最后一點是實現可再生能源的有效利用,特別是太陽能的人網問題。
施耐德的本土化
“在很多其他的公司還只將中國看作是世界工廠時,我們就已經將中國定義為一個真正的國際市場了。”施耐德電氣的前任CEO拉賀曼就曾這樣表示過。
據趙國華透露,施耐德電氣去年的銷售額有了大幅增長,目前中國的銷售額在全球銷售額的10%,是僅次于美國的第二大市場,并且增長的速度非常快。
2004年初,施耐德電氣(中國)有限公司進行改組,新的組織結構分為建筑、能源、工業市場和分銷商銷售事業部,將分銷商單列出來進行管理,無疑是要擴大在中國市場的銷售力度。
對技術和創新的重視是施耐德的傳統之一,按照施耐德公司每年不少于5%的銷售額投放在研發方面的規定,近幾年來,每年至少有不少于4億歐元用于研發方面。2000年,施耐德在北京建立了研發中心,2001年,又在上海建立了研發中心。和全球其他地區的研發中心相比,在中國的研發中心是投資最高的。
除了市場和研發的本土化之外,人員的本土化也是非常重要的一面。在中國施耐德員工中,本地員工的比率相當高。2009年,朱海也成為施耐德電氣中國區的首位本土籍總裁。
談到施耐德的本土化,公司在2006年又有了大手筆。2006年12月,施耐德電氣與中國著名的民營企業德力西集團簽署合資協議,計劃組建雙方各占50%股份的合資公司德力西電氣公司。這一計劃引發了業界人士的爭議,有人指責施耐德合資的主要目的的是消滅競爭對手,在中國市場形成壟斷。
2007年10月,商務部批準了德力西集團和施耐德電氣的合資協議,德力西電氣公司2008年初掛牌成立,生產6條產品線的低壓電器產品,并以“德力西”品牌進行銷售。
趙國華曾表示,德力西電氣有限公司的創立充分證明施耐德電氣對中國投資的承諾,同時也表明了對中國合作伙伴的充分信任。德力西電氣的成立可以為客戶帶來更大限度的收益,為所有的合作伙伴帶來更多價值。德力西集團總裁胡成中指出:“這家合資公司的開業將借助施耐德電氣的技術專長、管理支持和海外網絡進一步推進德力西集團的國際化戰略,有助于推廣德力西品牌。這項合作將共創中國電氣新模式。”而施耐德電氣亞太運營部總裁施瑞修說:“通過德力西的品牌形象和本地零售網絡及供應鏈,這項合作將鞏固施耐德電氣在中國低壓電器市場的領導地位。它將以獨特的營銷模式實現區別于施耐德電氣的價值主張。”
事實上,2009年德力西在電氣產業的收益比2008年增長了20%,僅德力西的溫州電氣產業就為當地政府貢獻了近4億元的稅收。
隨著施耐德與德力西的合資成功,施耐德的本土進程又前進了一步。
“只有節約能源才能共享能源”
中國的節能減排力度已經舉世公認,施耐德電氣的高層也充分認識到這一點,多次重申施耐德電氣的創新技術和集成解決方案將為中國能源的使用提供可靠和高效的保障。
“大家都知道,計算能源很艱難。但是解決能源問題十分復雜。能源消耗矛盾尖銳,不可替代資源失去后,矛盾將增加一倍。”趙國華的言語中透露著擔憂。
趙國華認為,隨著社會的發展,能源需求越來越大,價格越來越高,已經成為人人關心的話題。在這種情況下,能源的變化將朝著智能電網發展。他表示:“我們必須讓智能電網創造出高效、環保和可持續發展的能源。首先,必須使用可再生資源,但是可再生資源不會是唯一的替代能源,即便是20年后,可再生資源占全球能源的比例也不會超過15%~20%;這也并不是實現低碳經濟的唯一方法,我們還必須做到節能增效。”
據他介紹,目前全世界電力消耗增長很快,電力消耗在20年后就會增加一倍。同時,也有氣候專家認為,為了避免嚴重的氣候問題,應該把大氣中二氧化碳的濃度減少到墓前的1/4。“世界各國都意識到必須節約能源。我們相信,只有節約能源才能共享能源。”
趙國華認為目前最有效的解決方案就是節能增效。他介紹說,基礎設施、工業,全球能源消耗已經達到
70%了。“無論是在新的建筑還是在老的建筑,施耐德的節能增效方案最少都可以減少30%。我們可以做的更好,能源消耗可以減少四分之一。”
為了使能源更有效,施耐德在過去的幾年里,一直研究能源管理解決方案。趙國華告訴記者,如果施耐德的系統集成解決方案得以實施,每年可以為中國節約的能源就相當于整個法國全年的用電量。
此外,在趙國華看來,今天的智能網絡越來越復雜。主要表現在以下方面:首先,可再生能源,例如風能、太陽能等發電不穩定;第二,樓宇和工廠不能和智能網有效連接。第三,便利化不足;第四,智能網教育還有欠缺。
趙國華希望節能增效方案的實施將加強各個層次的連接。“因為對于用電方來說,他們將了解電網的負荷和需求;對于電網來說,他要知道客戶的需求;對于普通消費者,他們要知道消耗的具體數額;對于電力交通工具的消費者來說,他們要清楚也從何而來,如何付費……現代化的智能電網必須是透明的,可以讓我們知道能源消耗的每一項內容,它還必須能夠優化能源供應和能源需求。”
“從我做起”的節能增效承諾
由著名建筑師Jean-Michel Wilmotte設計的施耐德電氣新的總部大樓HIVE可以容納1700名員工,但它的能耗水平只有原總部辦公樓的四分之一。
在新的辦公樓里,施耐德使用了自己的樓宇解決方案,使每年每平米節省50千瓦時的耗能成為可能。這一方案的投資回收期也只有3年。
“通過這些控制和管理,我們的投資降低了30%,維護成本也降低了30%。能源消耗減少了75%,而且這樣的大樓比原來舒服的多,員工的工作效率也提高了口”趙國華介紹說。
從2005年至2008年,施耐德在集團內部實施了“能源行動方案”,旨在將全球生產廠區人均能耗降低10%。截止到2008年年底,位于32個國家的100多家工廠已經實施了能耗評估,一系列施耐德電氣自己的節能增效解決方案應用到這些新工廠中。它們包括:變頻器節能解決方案,燈光控制系統,功率因數校正,能源監控系統等。而施耐德在華的22加工廠也參與實施了“能源行動方案”。
據施耐德中國區的有關人士介紹,在2009年竣工的施耐德(北京)中低壓電器有限公司中,他們通過一個新的能效管理平臺,對整個工廠的配電系統、暖通系統和照明系統都進行了精細的能耗管理。這一方案是該公司能夠全面了解自身能源的使用情況,從而達到節約生產成本的目的。
世界工業照明領域的領導企業飛利浦提出了“綠動工廠”理念,從降低能耗、保障安全生產、提高生產效率等多個環節提出了工業企業的照明之道,并為西安鋼鐵、華晨寶馬等重點工業行業貼身定制了完備的照明解決方案。
照明,低碳工業的“綠”動力
工業行業的高速發展,造成了工業環境污染和由生態耗竭引起的工業生態失衡等問題,對生態環境和工業的持續發展造成了消極的影響。在這種客觀背景下,工業的綠色化成為必然趨勢,工業企業正在尋求由傳統高消耗型發展模式向高效綠色型發展模式轉變。而優質的照明解決方案無疑是企業的隱形綠色生產動力。
照明不僅能提高人們的生活質量,還能在創造社會效益的工業領域提升價值。飛利浦認為,“以LED為代表的高效照明解決方案能夠為企業節約大量電費;可以實現對每個生產細節的精密照明,保障工藝和質量的實現;還可以為員工提供安全、健康和舒適的工作環境。”
飛利浦照明率先提出“綠動工廠”的理念,以節能、高效、安全為綠動力,致力于構建工業企業的持續競爭力。在此過程中,飛利浦與工業企業一直保持著就設施建設和生產工藝方面的信息交流,通過不斷研發領先的光學技術與高效節能的照明產品及照明解決方案,立足使工業的生產過程更加綠色環保,幫助企業達到持續發展的目標,并促進環境保護的追求。
今年以來,飛利浦照明相繼走進重慶、長春、上海、西安和青島等多個城市,聯合汽車和鋼鐵行業知名廠商探討如何用“綠動工廠”為企業節能增效。飛利浦展示了包含廠房、辦公室、道路等在內的全方位綠色照明解決方案,受到了與會者的一致關注。
先進的照明解決方案則是實現理想綠色照明效果的硬件保障。堅固的燈體、高反射性材質、特別設計的反射鏡及高效的光源可以為企業直接帶來成本的降低,同時提高利潤率。據悉,鞍鋼在實施了由飛利浦照明提供的綠色照明綜合解決方案后,照明用電較之前節約40%。這便是照明設備投入與綜合管理的實際成效。
照明設備管理的另一層收效來自于員工的視覺健康以及穩定的工作情緒。著名照明專家、中國照明學會室內照明專業委員會名譽主任任元會強調:“如今我們所講的節能是一種為滿足生產、工作,并在提高我們習慣、保護身體健康的前提下提倡的節能,是運用高科技手段,選擇更合理更高效的光源來達到的合作。”
飛利浦還推“試用”的市場舉措,并承諾在試用期間內根據項目進展情況為客戶量身定制解決方案,最終讓客戶能通過其優異的產品性能來體現選擇飛利浦的價值。
“綠動工廠”為鋼鐵行業節能減排
鋼鐵行業是節能減排和轉型升級的重點行業。飛利浦率先提出了讓鋼鐵行業客戶沒有后顧之憂,輕松完成照明應用與國際化接軌的試用計劃,覆蓋了貯礦、生產、運輸、辦公、廠區景觀、道路、生活區等多個環節;此外,飛利浦還將在6個月的試用期內提供維修和保養服務。
對于照明而言,設備科學管理的第一步就是采用合適的系統。而系統的先決標準就是節省能源,為工廠的降本增效提供直接的產出。在 “綠動工廠”的項目平臺中,飛利浦集多年的工業照明經驗,針對鋼鐵行業每一個環節的細微需求,設計出符合節能標準同時更注重長效安全的綜合方案。比如,在原料堆儲區域,照明需求是安全第一,而且要堅固耐用,盡量減少更換程序和維護成本,需要中光束或寬光束投光燈提供場地照明。在傳送區域,就需要盡量使用防水防塵燈具,同時要具備抗震性能。
飛利浦對此的建議是采用Tango投光燈系列,其不僅結構緊湊、堅固耐用;而且可以采用高效對稱和非對稱反射器,也可采用聚光圓形反射器或寬反射器,使用范圍很廣;維護更是方便,打開高彈性前置玻璃搭扣,即可快速方便地更換電源和電器;采用5mm厚鋼化玻璃硅橡膠密封圈,所有外部器件均采用不銹鋼,保證了燈具的高等級防護水平。
另外,一般鋼鐵行業的軋鋼車間主廠房高達18-30米,熱軋車間溫度稍高、水蒸氣大;冷軋車間水蒸氣大,由于酸洗產生較大的污染性酸蒸汽很容易腐蝕燈具,所以在酸洗區域還需要選用耐腐蝕的燈具;而行車作業區域照明則要求較高的照度,無陰影,局部照明不宜太亮,以免產生過度反光,對工人視覺產生干擾。
為此,飛利浦高天棚燈具Versebay Elite系列,采用CDM光源,含水銀少,無鉛,環境效益出色;在具備高等級的防護性能之外,該系統的系統效率達到了相當的水平—光源光效最高達到120 lm/w;而且明亮的白色燈光,具有極佳的顯色性,能保證工人操作的安全指數;Versebay Elite還擁有長達12000小時的使用壽命,配備電子鎮流器,并有210W 和 315W 2 種光源可供選擇。
專業照明打造汽車行業“綠色生產力”
對汽車工業領域來說,采用高效照明在內的多種手段不僅有助企業提高生產率、降低安全隱患;而且通過提升照明手段帶來的綜合效應,還是創造“綠色生產力”應對激烈的競爭環境和成本壓力的有力工具。
在行業普遍預測2012年車市將回歸理性增長的情況下,提高自身效率和產品競爭力就成為中國眾多汽車廠家的選擇。如今,越來越多的廠商正在深化內部挖潛,以追求精益的生產流程來實現降低成本、提高效率,打造綠色生產線。
飛利浦照明大中華區專業照明副總裁Chandra Vaidyanathan表示:“我們一直在不斷地尋求照明技術的革新和突破,為汽車生產提供與其品質相匹配的照明解決方案。未來,我們將以動態智能為方向、以節能為追求,通過更多創新的照明解決方案來應對行業的變化,推動中國汽車制造業的產業升級。”
中圖分類號:TK2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)04(a)-0098-01
亞臨界空冷機組雖然在我國部分火力發電廠得到實用,但由于本身存在較多的問題,在設計上依然有些缺陷,在運行煤耗水平和設計水平上與國際先進水平還有一段差距。所以,需要技術人員的不斷根據實際情況進行改進,現將從實踐經驗中對亞臨界空冷機組節能增效提幾條小建議。
1 目前亞臨界空冷機組在運行時常出現的問題
1.1 實際運行的經濟指標不能達到設計標準
工廠在實際運行上設的周期太長,沒有及時對機械進行維護清洗,從而造成空冷散熱片污染嚴重,導致實際換熱效果差,最終結果就是高溫季節時機組背壓太高。 比如,當機械環境溫度達到30℃時,機械負荷為600 MW,機組背壓已經達到38 kPa,遠遠比規定的14~22.2 MPa之間大。有時設計師在設計時脫離工廠實際情況,只是一味的根據理論數據。從而造成機組平均背壓值高于設計制定值,不能達到實際冷卻要求,沒有體現出經濟價值。
1.2 存在真空系統泄漏現象
由于有時亞臨界空冷機組在運用時有較大泄露量,進而導致空冷散熱片過冷結凍,使機組在較為低溫季節不得不使用多臺真空泵同時運行。這也造成了不必要的耗電,給工廠造成了不必要的損失,工廠也沒有受到亞臨界空冷機組在使用上帶來的實惠。
1.3 通風部分漏泄嚴重
有時候空冷系統的通風部分有漏泄現象,出現漏風、風量不足等情況,利用率低下也造成了電力的損耗,加大了工廠在電力方面的投入。
1.4 冬季的防凍性能較差
由于我國主要的火力發電廠多數分布在北方,冬季有溫度低、溫差大等情況。這也造成了空冷機組在冬季運轉時散熱片的各管束間蒸汽分配會出現不均的狀況,導致當溫度過低的時候有部分管束過冷,使內排管溫度比外排管溫度低10℃~30℃,這種現象普遍出現在管束凍結上,這也就造成膨脹不均,使局部散熱片發生變形。
1.5 空冷防凍保護和自動調節方案不完善
由于技術的限制,有時在冬季的時候空冷自動技術出現無法正常工作的狀況。其最要原因是在空冷防凍保護和自動調節方案做得不夠完善,有些技術人員往往會出現有問題才處理,沒有提前做出統一的方案。
2 針對實際的情況可以做出的節能增效措施
2.1 在空冷風機的出口加設霧化噴水系統
亞臨界空冷機組在溫度較高的工作環境工作時,會出現真空狀態不佳、上不滿負荷,背壓較高和機組耗煤較高等情況的出現。針對以上所出現的問題,可以考慮在亞臨界空冷風機組的出口設計新的霧化噴水系統,讓除鹽水得到充分的霧化,達到降低風機出口的風溫、增加空氣濕度和降低機組背壓的效果。從而確保機組安全運行,提高運作能力。
2.2 治理凝結水的含氧量超標
針對冷風機工作時出現凝結水的含氧量超標問題,可以對排汽除氧裝置的抽氣管路進行重新設計優化。可以在母管的部分消除存水U型彎、保證整體管路的傾斜坡度和改善排汽除氧裝置,盡量免除蒸汽凝結水有多余積存。由于冬季溫度較低,在補水時會出現水溫不符合要求的現象,所以要對所有補水管路進行保溫。
2.3 治理真空系統漏泄
現有的低壓缸軸端的設計一般是迷宮式汽封,據工作運行時的觀察,會出現密封性不好和軸端漏氣嚴重的情況。因此,設計上可以改為蜂窩汽封,加強密封程度,避免漏氣而造成的浪費。
2.4 改善冬季空冷系統管道易凍結問題
在冬季時,由于工作環境的溫度較低,機械往往會出現較大的問題。針對這些問題,可以改變以往做法,對空冷機組做出必要的調整。比如,在空冷凝汽器的兩側蒸汽分配聯箱上設置有真空密封閥閥門的電動隔離閥,采用蒸汽關斷門。在冬季運轉空冷機組時,還可以采用高中壓缸聯合啟動方式提高機組背壓在啟動初期的作用。在一些問題上還要根據本地的實際情況做出必要的調整,不能讓冬天成為阻礙機械運轉的理由。
2.5 改進沖洗方式
由于亞臨界空冷機組的空冷散熱片雙排管是交錯排列的,所以有很大的空氣阻力,在沖洗時會有很大的水阻。因此,(1)可以采取兩面同時沖洗方法,加大對其內部沖洗,必要的時候要采取高壓水槍進行人工沖洗。這樣不僅可以較大的降低機械沖洗次數、沖洗時間和沖洗用水,而且可以延長機械實際使用時間,為工廠創造更大的經濟利益。(2)可以在風機電機上方加防水罩,由于在沖洗過程中風機并沒有停止,這也可以減少沖水成流下落。(3)可以在絕緣子和瓷套管噴涂防污閃的RTV涂料,在加大爬距上可以加裝硅橡膠傘裙來。機械維護關系到機械的正常運轉,而沖洗方式的正確使用關系到散熱片的清潔,只有散熱片的良好運行才能保證空冷運行的安全性及經濟性。
3 結論
針對亞臨界空冷機組在空冷系統實際運行時的技術分析,探討其工作特性和規律變化。提出實際實踐時出現的問題,做出新的改變。對我國亞臨界空冷機組的發展有著重要促進作用,也為我國的國家用電安全及經濟發展做出了巨大的貢獻。因此,亞臨界空冷機組的研究將要走更遠。
參考文獻
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
對于工廠企業來說,節能降損、不斷降低生產經營成本是我們一直不懈追求的目標。而通過調查研究發現,當前企業工廠在生產過程中,電力能源存在著過多不必要的損耗,電能成本有著很大的控制空間。要有效地控制工廠用電成本,取得較高的經濟和社會效益。
一、關于供配電系統節能降損的思考
1.變壓器損耗降低分析。空載損耗和負載損耗為組成變壓器損耗的2 個主要部分。其中,空載損耗一般指的是鐵損,作為固定不變組成,一般包括鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗,鋼片的性能及鐵芯制造工藝一般影響其大小。節能型變壓器應該被采用,比如,采用優質冷軋取向矽鋼片的S9(SL9)以上及SC8 以上等油浸變壓器或干式變壓器,考慮到“取向”處理,這樣使得矽鋼片的磁場方向較為一致,從而使得鐵芯的渦流損耗得以減少。傳輸功率的損耗,即變壓器的線損一般稱為負載損耗。一般來說,變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小影響負載損耗大小,與負載率B 的平方成正比。根據上述原理,阻值較小的繞組(比如銅芯變壓器)應該被采用。當選用多臺變壓器且容量大時,為了達到減小變壓器損耗目的,應該盡可能地在滿足負荷分配合理化基礎上,通過選用大容量變壓器來減少變壓器臺數。
2.供電線路損耗降低分析。要想降低線路損耗,考慮到線路電流的不可改變性,唯一方法就是減小線路電阻。根據線路電阻R=ρL/S公式,可以從下述幾個方面進行供電線路損耗降低分析。
(1)導線選擇電導率較小的材質。在節約用銅的原則下使用銅芯。一般來說,銅導線在負荷較大廠房中使用,鋁芯導線在負荷較小廠房中使用。
(2)導線長度盡量減少。第一,導線少走彎路,盡量直線布置;第二,對于低壓線路來說,為減少來回線路上的電能損失,不走或少走回頭線;第三,導線面積盡可能增大。對于長線路來說,在滿足載流量、熱穩定、保護的配合的基礎上,考慮電壓損失所選定的截面,然后導線截面再增大一級。同時,針對線路長度超過100m而且導線截面小于70mm2的情況,比較容易實現上述條件。
3.提高供電系統的功率因數。大型企業的無功功率消耗比較大,加之所使用的電動機較多,一般來說,無功功率補償裝置常常被采用。10kV及以上采用集中補償的方式,低壓配電一般采用分散補償方式,這樣就可以利用無功功率補償,提高系統的功率因數,使得線路損耗得以降低,從而保證電能質量的提高。
二、關于工廠電氣節能技術改造在供配電系統中的運用
1.盡可能選擇節能型照明設備。能源日益緊張的今天,節能型照明設備技術水平隨著科技的發展近來也呈現出飛躍性的前進。據統計,照明用電占諸多工廠企業總用電量的11% 左右,其中尚有很大一部分工廠仍使用白熾燈照明,能耗要比高效節能熒光燈多出75%。由于節能型照明設備有著高效低耗、節能環保、驅動電壓低、使用壽命長以及響應速度快等特點,越來越受到廣大消費者的青睞。
2.使用低阻電纜,合理選擇導線截面。在輸電線路中,線路損耗與線路電阻具有平方的關系。也就是說,阻值越小,其消耗的能量就越少,其散發的熱量也就越少。因此,為了使電纜上電能的損失降到最低,一般應該使用阻值較低的電纜,這樣可以使輸電線路的能耗損失降到最低。在氣溫較高時也能夠降低損失,同樣電纜散熱量較小,在高負荷、高溫度的夏季也減少了事故的可能性。另外合理選擇導線的截面積也是必須的,設計電纜的時候,在充分考慮負荷容量和擴建可能性以及必須的安全裕度下盡量選擇小截面的電纜,減少投資。
3.選擇節能型機床設備電氣部件。科技發展和政策的推動,運用在工廠機床設備上的電氣部件節能產品得到了廣泛推廣。
(1)逐步推廣使用變頻器技術。現在,隨著技術的更新換代,變頻調速器在企業中得到了廣泛應用,由于變頻器可以使電機以較小的啟動電流,獲得較大的啟動轉矩,即變頻器可以啟動重載負荷。所以在工礦企業大功率風機、水泵、起重機等重型負荷設備上得到了大量運用。變頻器具有調壓、調頻、穩壓、調速等基本功能,使用簡單,能夠有效降低重型負荷對電力系統的影響,使系統運行平穩,而且能很好的起到節約電能消耗的作用。雖然現在變頻器價格比較高,隨著技術的發展,成本的降低,變頻器一定還會得到更廣泛的應用。
(2)更新換代,推廣使用高效電動機。電動機作為方便高效的傳動機械,是電力能源的重要的應用,也是機床設備上不可缺少的電氣部件。高效電機(High EfficiencyMotor)是指通用標準型電動機具有高效率的電機。從節約能源、保護環境出發,高效率電動機是目前的國際發展趨勢,高效電機從設計、材料和工藝上采取措施,例如采用合理的定、轉子槽數、風扇參數和正弦繞組等措施,降低損耗,效率可提高2%-8%,平均提高4%。目前我國根據國家中小電機質量監督檢驗中心對國內重點企業198臺電機的抽樣調查,其中達到2級以上的高效節能電機比例只有8%。這對整個社會資源產生了極大的浪費。有機構做過計算,如果將所有電動機效率提高5%,則全年可節約電量達765億千瓦時,這個數字接近三峽2008年全年發電量。
(3)采用高效節能的電熱設備。推廣使用節能型熱處理加熱爐、蓄熱型電熱水器、電鍋爐、“削峰平谷”,熱處理加熱爐應該制定節能的運行方案,錯峰使用,盡量安排在用電谷段使用。也可以利用熱型電熱水器、電鍋爐在谷段將電能轉換成熱能儲存起來,需用時再釋放出來,這樣對用電戶與發電廠都有不錯的經濟效益。
4.治理諧波和無功功率補償。諧波治理就是在諧波源處安裝濾波器,就近吸收諧波源產生的諧波電流,采用專門的濾波裝置能夠有效濾除高次諧波;同時,向電網提供容性無功功率。其重要性主要表現在以下2方面。
(1)濾除高次諧波能夠凈化用電環境,降低視在電流,減小視在功率,減少諧波電流在用電設備和輸配電設備中的發熱,直接節省有功功率;消除由于諧波產生的震動,延長電氣設備的使用壽命;有效消除對計算機保護及自動化控制等敏感元件的影響。
(2)由于濾波器是由電抗器和電容器串聯形成的,所以在濾波的過程中能向電網中注入容性無功,提高功率因數,達到供電部門規定的功率因數考核要求。無功電流的抵消,也相當于提高了配電設備的容量,減少了線損,無功功率得到補償,還能提升末端電網電壓,對優化用電環境具有重要意義。
5.利用新能源節能。在我國,新能源與可再生能源開發利用,是實現“節能、降耗、環保、增效”的重要手段。當然,將新能源利用在工廠電氣中,現階段還有很多困難,但是應該是一個企業節能發展的方向,我們應該樹立這方面的意識。特別是在新廠房建造的過程中,應該逐步推進新能源產品的利用,及成舊耗能設施的改造。將企業的發展和新能源的運用有機結合起來來。
總而言之,工廠電氣技術改造是降低工程用電成本的有效手段之一,是降低電能損耗,控制電能成本,實現工廠企業經濟效益最大化的重要途徑。因此,我們必須充分認識到節能改造在工廠電氣技術中應用的現實意義,不斷創新方法,提高節能技術水平,以有效降低工廠用電成本,助推工廠更好更快的發展。
參考文獻:
[1]王浩遠.淺談工廠電氣技術中如何應用節能技術[J].電源技術應用,2012(11).
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
節能減排是經濟社會發展的必然趨勢,也是建設環境友好型社會的必由之路。對工廠而言,降低生產成本、提高產品質量是企業發展的根本之道,因此,在控制企業用電成本這塊我們嘗試過很多辦法,也取得了很好的經濟效益和社會效益,比如變頻器在工業生產中的廣泛應用,無功補償裝置在客戶端的大量投入,尤其是用電大戶端,再比如節能設備的大量使用,如節能變壓器、低阻電纜等,另外在用電管理方面也制定了很多措施,小到企業的照明管理等。通過很多辦法都可以降低企業的用電成本,取得節本增效的效果,下面就闡述一下節能技術在工廠電氣技術中的應用和具體實例。
一、工廠電氣節能技術簡介
1、使用節能型供配電系統
供配電系統節能的重點應該在設計與優化,而這塊往往容易被大家忽視,很多時候電廠配電系統以及部分設備并不是完全由工廠自己決定,另外考慮到初投資的問題,因此對于使用節能型供配電系統并沒有得到完全認可。
1.1、合理的供電電壓
供電電壓的選擇應根據用電容量和供電距離并考慮當地電網現狀、用戶的用電負荷性質及未來發展規劃等因素綜合而定。一般而言,如果是6~10kV的配電電壓,由于10kV技術經濟指標較好,如供電系統能耗和有色金屬耗量均較小,因而高壓配電電壓應首選10kV;當用戶6kV設備居多、且容量較大、在技術經濟上合理時,考慮采用6kV;當用戶有少量3kV電動機時,可用10(6)/3kV專用變壓器供電。
1.2、節能型變壓器
變壓器是輸變電行業中的耗能大戶,據估計,我國變壓器的總損耗占系統總發電量的10%左右,如損耗每降低1%,每年可節約上百億度電,推廣節能變壓器勢在必行。推薦使用干式變壓器,如果是已經有舊的油浸變壓器,在條件允許的情況下進行改造,油浸變壓器維護的工作量和費用相對也比較大,這也是油浸變壓器的明顯不足之一。
1.3、無功補償裝置
功率因數的高低對工廠企業來說其重要性不言而喻,因此,必須設法提高工廠供電各相關部分的功率因數,以充分利用變、配、用電設備的容量,增加其輸電能力,減少功率損耗和電能損耗,以達到節約電能、提高供電質量和提高設備利用率的目的。在客戶端設置無功補償裝置是有必要的,尤其對大客戶,特別是有大型電機居多,感性設備居多的情況下有必要考慮無功補償裝置,提高供電品質。
2、選擇節能設備
目前,節能設備得到了廣泛的應用和推廣,其中尤以變頻器最為引人矚目,而且確實取得了非常好的節能效果,另外節能燈具、Y型高效電機等也都得到了廣泛的應用。
2.1、推廣使用變頻器
通過近幾年的發展,高壓變頻調速技術已經日趨成熟,已經開始在各個領域廣泛應用,工礦企業中可能有大量的風機、水泵等大動力設備一直在工頻狀態下運行,這樣就需要利用閘閥控制風量、流量,結果就是損失了大量的電能。而改為變頻調節后,通過改變電機的轉速(也就是改變了電機的輸出功率)來調節風量、流量,我們知道,功率和轉速的平方成正比,因此大大減少了損耗,從而實現節能的目的。
2.2、Y型高效電動機
高效電動機與普通電動機相比,優化了總體設計,選用了高質量的銅繞組和硅鋼片,降低了各種損耗,據估計損耗可降低20%~30%,效率提高2%~7%,投資回收期一般為1~2年,有的短至幾個月。
2.3、使用節能型照明電器
節能型照明電器優點很多,高效低耗,節能環保,驅動電壓低,響應速度快,安全性高,使用壽命長等。照明設計的要求不僅要掌握照明設計的理論,還要了解國內外有關照明技術的新動態。采用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品(電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材,以及調光控制器和控光器件),改善提高人們工作、學習、生活的條件和質量,從而創造一個高效、舒適、安全、經濟、有益的環境,充分體現現代文明的照明。
2.4、使用低阻電纜、合理選擇導線截面
我們都知道,輸電線路的損耗和電阻有著平方的關系,線路的阻值越大,那么消耗的能量就越多,因此散發出來的熱量也越大。為了減少電纜上的電能損失,建議使用低阻值的電纜,這樣可以減少輸電線路損失,同樣電纜散熱量較小,在高負荷、高溫度的夏季也降低了事故的可能性。另外合理選擇導線的截面積也是非常重要的,設計電纜的時候,在充分考慮負荷容量和擴建可能性以及必須的安全裕度下盡量選擇小截面的電纜,減少投資。
3、加強工廠用電管理,合理使用峰谷電力資源
峰谷用電:電力行業中峰谷的含義是用山峰和山谷來形象比喻用電負荷特性的變化值。通常白天8:00至21:00的用電為高峰用電,深夜21:00至次日8:00的用電為低谷用電。“峰谷電價”意義在于鼓勵居民利用低谷電價的優惠條件大量消費低谷電力,比如電熱水器、空調和其他電器設備。同時,對電力部門來說,將高峰用電轉移到低谷時段,既緩解了高峰電力供需缺口,又促進了電力資源的優化配置,是一項“削峰填谷”的雙贏政策。對于工廠而言充分利用低谷電量進行生產是非常必要的,對于有條件的企業鼓勵低谷期間用電,這樣可以節省大量的用電成本,實際工作中,我們也發現很多工廠白天期間線路負荷較小,夜間線路負荷很大,這樣就大大節省了企業的生產成本,經濟的杠桿作用明顯。
4、加強工廠電力計量管理
企業需要加強對電力計量的管理,有兩層含義,其一就是加強管理可以避免因為計量問題而給企業經營帶來的隱患,對運行的重要電能計量裝置施行質量跟蹤、狀態監測、抽樣檢定、動態管理,定期進行對在用計量裝置測試數據分析,避免計量裝置失準運行,提高在用電能計量裝置準確性。其二就是根據電能計量的結果制定相關長效機制,比如說同樣的辦公室或者車間用電量的比較,比如說空調、照明電量的比較等等,通過這些電量比較可以看出設備的使用情況,進而制定出相關措施,減少不必要的電能損耗或者使用,降低企業產品的成本。
二、工廠電氣節能技術應用實例
下面例舉的兩個具體電氣節能實例均為本單位的實際應用,并進行詳細的經濟節能估算,供大家參考。
1、循環水泵變頻控制
本單位的一臺循環水泵,額定電壓為0.4kV,額定電流為380A,進行變頻控制后,經濟節能估算如下:
按照每天12小時,每月20個工作日,一年12個月的運行時間來進行估算。
該水泵采用變頻控制方式后,工作電流約為280A。
按照上面的各種數據,可以得出:
每小時節省的電能為:
W=P×T=1.732×U×I×T
=1.732×0.4×100×1
=69.28kWh
那么一年可以節省的電能為:
69.28×12×20×12=199526.4kWh
按照工業用電每度0.9元的電費來計算,一年節省的電費為:
199526.4×0.9=179573.76元=17.96萬元
變頻器的價格約為6萬元,再加上其他安裝調試運輸等費用,共計約6.4萬元。
6.4÷17.96×12=4.3個月
可推算出,大約五個月時間就可以收回購買變頻器的成本,然而后期運行成本節能可觀。
2、節能變壓器的使用
本公司近年陸續的將老舊高耗能變壓器更新為新型節能型變壓器,以下三臺為同一批次更新,具體明細見表1。
表1-變壓器新舊型號對比
2.1、技術參數對比
之前使用的變壓器均是非節能型三相油浸式變壓器,年代久遠,損耗大,此次更新改造,最主要目的就是節能降耗,做一個新老變壓器損耗的簡單對比,詳見表2。
表2-新老變壓器技術數據對比
2.2、變壓器損耗計算公式
(1)有功損耗:ΔP=P0+KTβ2PK--------(1)
(2)無功損耗:ΔQ=Q0+KTβ2QK--------(2)
(3)綜合功率損耗:ΔPZ=ΔP+KQΔQ----(3)
Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN
式中:Q0――空載無功損耗(kvar)
P0――空載損耗(kW)
PK――額定負載損耗(kW)
SN――變壓器額定容量(kVA)
I0%――變壓器空載電流百分比。
UK%――短路電壓百分比
β――平均負載系數
KT――負載波動損耗系數
QK――額定負載漏磁功率(kvar)
KQ――無功經濟當量(kW/kvar)
上式計算時各參數的選擇條件:
(1)取KT=1.05
(2)對城市電網和工業企業電網的6kV~10kV降壓變壓器取系統最小負荷時,其無功當量KQ=0.1kW/kvar
(3)變壓器平均負載系數,對于工業企業,實行三班制,可取β=50%
2.3、具體經濟節能計算
對于新變壓器S11-1000/10來講,計算如下:
ΔP=P0+KT×β×2×PK=1.15+1.05×0.5×2×10.3=12
ΔQ=Q0+KT×β×2×QK=0.7%×1000+1.05×0.5×2×4.5%×1000=54.25
ΔPZ=ΔP+KQ×ΔQ=12+0.1×54.25=17.4
同理,舊變壓器SJL-1000/10如下:
ΔP=P0+KT×β×2×PK=4.1+1.05×0.5×2×14=18.8
ΔQ=Q0+KT×β×2×QK=5%×1000+1.05×0.5×2×4.5%×1000=97.25
ΔPZ=ΔP+KQ×ΔQ=18.8+0.1×97.25=28.53
兩者比較,一年節約電能為:
W1=(28.53-17.4)×220×24=5.9萬kWh
同樣,計算黑降1#所變:
W2=(2.74-1.34)×220×24=0.7 萬kWh
計算黑降107#變速箱壓鑄:
W3=(17.1-8.6)×240×24=4.5萬kWh
所以W=W1+W2+W3=5.9+0.7+4.5=11.1萬kWh
按工業用電一度0.9元計算
三臺老舊變壓器更新后,每年節省運行費用約為:
0.9元×11.1萬kWh=10萬元
三、結束語
企業降低成本的方法有很多,其中通過節能技術在電氣方面的應用就可以大大降低企業的用電成本,提高企業的核心競爭力,希望節能技術能為企業的發展貢獻更大的力量。
中圖分類號:TM92 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2014) 04-0000-01
由于國民經濟的迅猛發展,以及國際加工產業新格局的形成,一些高能耗低效益的加工業逐步轉向國內,這無疑進一步加劇了能源緊張這一矛盾。節能減排是經濟社會發展的必然趨勢,也是建設環境友好型社會的必由之路。對于工廠而言,降低生產成本、提高產品質量是企業發展的根本之道。因此,在控制企業用電成本這塊我們嘗試過很多辦法,也取得了很好的經濟效益和社會效益,比如變頻器在工業生產中的廣泛應用,比如說無功補償裝置在客戶端的大量投入,尤其是用電大戶端。再比如說節能設備的大量使用,如節能變壓器、低阻電纜等,另外在用電管理方面也制定了很多措施,小到企業的照明管理等。通過很多辦法都可以降低企業的用電成本,取得節本增效的效果,下面就闡述一下節能技術在電氣技術中的應用。
一、使用節能型供配電系統
供配電系統節能的重點應該在設計、優化階段,而這塊往往容易被大家忽視,很多時候電廠配電系統以及部分設備并不是完全由工廠自己決定,另外考慮到初投資的問題,因此對于使用節能型供配電系統并沒有得到完全認可。
(一)合理的供電電壓
供電電壓的選擇應根據用電容量和供電距離并考慮當地電網現狀、用戶的用電負荷性質及未來發展規劃等因素綜合而定。一般而言,如果是6~10kV的配電電壓,由于10kV技術經濟指標較好,如供電系統能耗和有色金屬耗量均較小,因而高壓配電電壓應首選10kV;當用戶6kV設備居多、且容量較大、在技術經濟上合理時,考慮采用6kV;當用戶有少量3kV電動機時,可用10(6)/3kV專用變壓器供電。
(二)節能型變壓器
變壓器是輸變電行業中的耗能大戶,據估計,我國變壓器的總損耗占系統總發電量的10%左右,如損耗每降低1%,每年可節約上百億度電,推廣節能變壓器事在必行。推薦使用干式變壓器,如果是已經有舊的油浸變壓器,在條件允許的情況下進行改造,油浸變壓器維護的工作量和費用相對也比較大,這也是油浸變壓器的明顯的不足之一。
(三)無功補償裝置
功率因數的高低對工廠企業來說其重要性不言而喻,因此,必須設法提高工廠供電各相關部分的功率因數,以充分利用變、配、用電設備的容量,增加其輸電能力,減少功率損耗和電能損耗,以達到節約電能、提高供電質量和提高設備利用率的目的。在客戶端設置無功補償裝置是有必要的,尤其對大客戶,特別是有大型電機居多,感性設備居多的情況下有必要考慮無功補償裝置,提高供電品質。
二、選擇節能設備
目前,節能設備得到了廣泛的應用和推廣,其中尤以變頻器最為引人矚目,而且確實取得了非常好的節能效果,另外節能燈具、Y型高效電機等也都得到了廣泛的應用。
(一)推廣使用變頻器
在大型的工礦企業中,可能有大量的風機、水泵等大動力設備一直在工頻狀態下運行,這樣就需要利用閘閥控制風量、流量,結果就是損失了大量的電能。而改為變頻調節后,通過改變電機的轉速(也就是改變了電機的輸出功率)來調節風量、流量,因此大大減少了損耗,從而實現節能的目的。
變頻調速器節能原理可以從以下兩個方面來說明:
1.風機水泵的節電原理就是用調速控制代替擋風板或節流閥控制風流量,這是一個節電的有效途徑。在用檔風板控制額定風量輸出時,則軸功率與面積正比,若風量減半輸出時,則軸功率與面積成正比,它比額定風量時減少不多,這是因為需要克服檔風板阻力增大風壓所致。如果采用調速控制同樣風量減半輸出時,在滿足同樣風量情況下,軸功能降低很多,節省的功率耗損與面積成正比,可見節電效果十分顯著。
2.流體力學的觀點
流量∝轉速,壓力∝轉速^2,軸功率∝轉速^3,若轉速下降20%,則功率下降到51.2%;若轉速下降50%,則軸功率下降到12.5%,即使考慮調速裝置本身的損耗等因素,節電也是相當可觀的。
(二)使用節能型照明電器
節能型照明電器優點很多,高效低耗,節能環保,驅動電壓低,響應速度快安全性高,使用壽命長。照明設計的要求不僅要掌握照明設計的理論,還要了解國內外有關照明技術的新動態。采用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品,改善提高人們工作、學習、生活的條件和質量,從而創造一個高效、舒適、安全、經濟、有益的環境,充分體現現代文明的照明。
(三)使用低阻電纜,合理選擇導線截面
我們都知道,輸電線路的損耗和電阻有著平方的關系,線路的阻值越大,那么消耗的能量就越多,因此散發出來的熱量也越大。為了減小電纜上的電能損失,建議使用低阻值的電纜,這樣可以減少輸電線路損失,同樣電纜散熱量較小,在高負荷、高溫度的夏季也減少了事故的可能性。另外合理選擇導線的截面積也是必須的,設計電纜的時候,在充分考慮負荷容量和擴建可能性以及必須的安全裕度下盡量選擇小截面的電纜,減少投資。
三、加強工廠電力計量管理
企業需要加強對電力計量的管理,有兩層含義,其一就是加強管理可以避免因為計量問題而給企業經營帶來的隱患,對運行的重要電能計量裝置施行質量跟蹤、狀態監測、抽樣檢定、動態管理,定期進行對在用計量裝置測試數據分析,避免計量裝置失準運行,提高在用電能計量裝置準確性;其二就是根據電能計量的結果制定相關長效機制,比如說同樣的辦公室或者車間用電量的比較,比如說空調、照明電量的比較等等,通過這些電量可以看出設備的使用情況,進而制定出相關措施,減少不必要的電能損耗或者使用,降低企業產品的成本。
參考文獻:
[1]戴江.中外電力電子技術進展和油田節能.
中圖分類號:TM08 文獻標識碼:A 文章編號:
公司現有以“三剩物”和“次小薪”材為原料的兩條刨花板生產線,年生產能力12.5萬立方米。一條甲醛生產線,年生產能力1.2萬噸。并在北京建有刨花板飾面深加工生產線。
根河人造板廠是85年引進的原西德比松公司成套進口刨花板生產線,設計產量5萬立方米,96年首次實現達產達標,二十余年的生產運營積累了豐富的生產及管理經驗,生產的“根河牌”刨花板獲內蒙名牌產品稱號,并多次獲自治區優質產品稱號,在經濟上為林區作出了巨大貢獻。但該條生產線運行至今已生產運行25年時間,設備老化、磨損嚴重,有的已達不到生產工藝要求。根歐人造板廠是2001年根河森工公司與意大利法拉蒂集團合資共建,2002年6月安裝完畢并實現聯產試車,該條生產線屬國外七十年代二手設備,設備狀況存在很大問題,故障率頻發,產品一等品率僅為50%左右,嚴重影響和制約了企業經濟發展。
為保護好“根河牌”刨花板在市場的品牌效益,繼續擴大市場占有率,我們在現有設備的基礎上,不斷進行技術改造和節能改造,淘汰落后產能,強化內部成本控制,最大限度節約挖潛。使老設備不斷煥發出新的活力。
一、強化管理與目標化考核相結合,確保經濟指標順利完成
為加強成本考核,我們從管理上下功夫,通過精細化管理和目標化考核,將管理工作做細、抓實,從而降低能源消耗。實現公司制定的污染物達標排放,節能降耗,生產綠色優質產品的承諾。
公司將利潤、能耗、產量等指標進行分解并落實到各工廠,對工廠產品實行成本、模擬利潤雙向考核,成本節余,模擬利潤達標兌現責任者年薪、職工獎金,不達標即予以否決,以此激勵工廠降低成本、提高產量與質量,預防傷亡事故、機械事故、質量事故及經濟火災的發生。為了實現向管理要效益的目標公司對板邊板條回收利用、砂光余量、產品容積重、質量賠付額、質量/環境及產品標志認證、環境保護、重大機械事故、企業管理年活動等20項管理指標進行了細化,核定了目標值,制定了祥細的考核細則。
砂光余量、容積重是產品生產工序一個小的控制指標,在過去從未提到管理議程上來,也沒有得到管理者的重視,但一個小小的砂光余量、容積重指標卻蘊含著巨大的挖掘潛力,砂光余量的大小關系到木質原料的消耗及各項化工原料的消耗,容積重指標不僅關系原料的消耗還影響產品力學指標和產品裝車載量,容積重低,產品力學指標不合格,容積重指標超,裝車載量上不去,由于設備的磨損、老化、精度下降,滿足不了工藝要求,只能靠提高鋪裝厚度和加大施膠量來保障產品質量這樣就增加了毛板厚度和重量,無形中增加了木質原料、化工原料的消耗及裝車載量等一串的連鎖反應。公司將砂光余量、容積重做為一項管理目標列入經營責任書中考核就是要約束工廠、逼迫工廠想辦法降消耗降指標,經過一年的跟蹤考核各工廠已由最初不理解到支持和積極想辦法進行技術改造,砂光余量和容積重指標得到了有效控制,幾家工廠都達到了標準要求,根河板廠砂光余量已由最初的2.4mm降到1.8mm,一年可節約木質原料1876m3,合資金30余萬元。容積重也由最初850 kg/m3降到了現在的750kg/m3(16mm),產品的裝車載量明顯提高,按每車皮可多裝2立方米,一年發運3000個車皮,可多運輸6000立方米人造板,分攤裝車費用120多萬元。
對板邊板條的回收工廠也找到了最佳方式:一是做墊方,替代木方,二是做鍋爐燃料,板邊板條密度大燃燒發熱值比較高,是替代燃煤的好原料,三是回收經再碎機再碎后做產品原料,重新壓板。一個寬度不足10cm的板邊板條它的潛力不可忽視,一個工廠一年就可回收400立方米的板邊板條,節約了大量資金。
為加強質量控制,我們設立質量獎以此來控制質量售后賠付額,質量獎與產品售后賠付比例和定額掛勾,超出定額指標不予兌現質量獎,考核以市場反饋為準,2009年刨花板賠付率由5%降到了1.5%,也為公司節省了大量的資金。
二、保持質量、環境管理體系的有效運行,堅持開展群眾性QC小組活動,夯實和提升企業管理基礎
為了促進公司各工廠協調一致快速發展,公司開展質量和環境管理體系認證及三大標準貫標工作。為確保體系運行的有持續性、有效性,公司內審組不定期深入到各工廠進行內部體系審核,從技術文件、崗位運行記錄、操作規程到現場管理等方面存在不符合體系標準、《質量、環境手冊》規定或本單位《工作手冊》規定的,立即下達《不符合通知單》,由審核員監督整改,確保公司建立的質量環境管理體系持續有效運行。
公司鼓勵各工廠在段隊班組中自主開展群眾性修舊利廢、節能增效及QC小組活動,讓每個職工都成為自已崗位的行家里手,精通專業技術和管理,通過夯實基礎管理,實現企業自我控制、預防、改進的良性生產運行模式,為公司整體發展打下堅實基礎。
三、實行節能優化系統,提升企業資源綜合利用水平
板業公司做為人造板生產企業屬于呼盟5000噸標煤以上重點耗能企業,為了降低能源消耗,提升企業資源綜合利用水平,公司從綜合管理入手,開展節能規劃,實行節能優化系統工程,確保能源、資源消耗逐年下降,完成集團公司及根河市政府下達的能耗下降指標。
公司設專人對能源消耗進行監督,設立能源消耗臺帳。制定節能降耗管理制度:一是把節能降耗工作納入年度考核目標,要求工廠把年度節能降耗指標分解落實到耗能產品和生產工序上,建立節能降耗崗位責任制,使節能管理制度明確化、定量化、到崗到人,做到考核嚴格、獎懲透明。二是嚴格投料配比,松木40%,樺木60%,保證產品質量,同時降低膠耗和木質原料消耗。三是將產品砂光余量和容積重考核納入工廠班組考核,超標按超標立米折算原料價格并從工廠工資總額中扣除。
公司主要能源消耗為生產用蒸汽、電、煤、油脂,僅根河板廠生產用蒸汽就占該廠生產成本的五分之一,生產用蒸汽主要依靠外購電業局飽和過熱蒸汽,通過減溫減壓后供干燥機生產使用,供熱管道長,熱損失較大,為了綜合利用資源,最大限度降低能源消耗,從而降低生產成本,公司多年來一直醞釀通過技術改造取消外購生產蒸汽實現蒸汽能源自給自足。2007年通過多方考察論證購置一臺600萬大卡熱載體加熱爐,并對根河板廠干燥機進行改造,蒸汽式干燥機改為熱油式干燥機,由600萬大卡熱油爐供干燥機、熱壓機及制膠生產用汽,熱油爐燃料主要采用砂光回收木粉、生產廢料為主,不足時補充生產用燃煤。
幾年時間里公司先后對六大工廠燃煤工業鍋爐全部進行了改造,淘汰落后超過使用期限的高耗能煙氣鍋爐,采用節能、環保型、高效熱載體、使用燃料范圍較廣的熱油爐,同時對熱油爐排放的尾氣進行回收,用于補充采暖用汽。對有價值的能源進行充分再利用,不讓能源產生任何浪費。通過對公司能源使用進行合理有效的優化節能系統改造,不僅生產廢料及將砂光木粉全部回收再利用,而且取消外購電業局蒸汽,實現了能源自給自足,在能源得到最大限度利用的同時,大大降低了生產成本,也實現了環境方針:減少污染物排放,遵守國家環保法律法規的承諾。實現企業經濟快速增長也為林區人民造福,真正實現循環經濟節能降耗雙利雙贏的目的。
四、技術改造創奇跡,老設備煥發新活力
板業公司幾年累計投入技改資金6000多萬元,完成技改項目130項,各工廠每年要進行一次大修,每月要進行一次檢修,通過不斷的技術投入,設備的使用性能和精度得到極大改善,各條生產線均已實現達產達標,并出現產量、質量年年攀升,工廠日高產、月高產紀錄被一次次改寫的可喜局面,公司完成的幾個重要以提質、節能降耗為主的技術改造項目:
1、燃煤工業鍋爐改造。公司各工廠的燃煤鍋爐都不同程度存在高耗能超期使用的問題,先后對這些鍋爐進行了改造,選用節能、環保型、高效熱載體加熱爐,并同過增設真空熱管換熱器實現鍋爐尾氣回收,加上充分利用砂光木粉及工廠廢料做燃料,實現了節能降耗的目的。
2、鋪裝機改造。鋪裝機是人造板成型的主要設備,它的設備精度、性能直接影響產品邊部和表面質量,由于幾家工廠鋪裝設備使用時間較長,機械鋪裝且鋪裝輥磨損嚴重,箱體框架變形,產品出現邊部殘損,表面大刨花等質量缺陷,為了提高產品等級,減少廢品率,增加產品市場競爭力,對六大工廠分別進行鋪裝機技術改造。
3、根歐板廠成型線PLC改造。將原生產控制系統由手動變成計算機程序化控制,不僅減少了操作誤差,降低了生產故障率,而且提高了生產線的整體生產水平。
節能減排是經濟社會發展的必然趨勢,也是建設環境友好型社會的必由之路。對于工廠而言,降低生產成本、提高產品質量是企業發展的根本之道。因此,在控制企業用電成本領域我們嘗試過很多辦法,也取得了很好的經濟效益和社會效益,比如變頻器在工業生產中的廣泛應用,以及無功補償裝置在客戶端的大量投入,尤其是用電大戶端,還有節能設備的大量使用,如節能變壓器、低阻電纜等,另外在用電管理方面也制定了很多措施,像企業的照明管理等。通過很多辦法都可以降低企業的用電成本,取得節本增效的效果,下面就闡述一下節能技術在工廠電氣技術中的應用。
1.加快節能型供配電系統在實際應用領域的創新
供配電系統節能的重點應該在設計、優化階段,而這恰恰是容易被大家忽視的領域,很多時候電廠配電系統以及部分設備并不是完全由工廠自己決定,另外考慮到建設初期投資的問題,因此節能型供配電系統并沒有廣泛應用到生產領域。
1.1合理的供電電壓
供電電壓的選擇應考慮用電容量和供電距離以及當地電網現狀、用戶的用電負荷性質和未來發展規劃等諸多因素。一般而言,如果是6~10kV的配電電壓,由于10kV技術經濟指標較好,因為供電系統能耗和有色金屬耗量均較小,所以高壓配電電壓應首選10kV;當用戶6kV設備居多、且容量較大、在技術經濟上合理時,就應采用6kV;當用戶有少量3kV電動機時,可用10(6)/3kV專用變壓器供電。
1.2節能型變壓器
變壓器是輸變電行業中的耗能大戶。據統計,我國變壓器的總損耗占系統總發電量的10%左右,若損耗能降低1%,每年可節約上百億度電,推廣節能變壓器勢在必行。推薦使用干式變壓器,如果是已經有舊的油浸變壓器,在條件允許的情況下進行改造,也可達到事半功倍的效果。
1.3無功補償裝置
功率因數的高低對工廠企業來說其重要性不言而喻。因此,必須設法提高工廠供電各相關部分的功率因數,以充分利用變、配、用電設備的容量,增加其輸電能力,減少功率損耗和電能損耗,以達到節約電能、提高供電質量和提高設備利用率的目的。在客戶端設置無功補償裝置是非常必要的,尤其針對大客戶,特別是有大型電機居多,感性設備居多的情況下有必要考慮無功補償裝置,提高供電品質。
2.選擇節能設備
目前,節能設備得到了廣泛的應用和推廣,其中尤以變頻器最為顯著。
2.1推廣使用變頻器
通過近幾年的發展,高壓變頻調速技術日趨成熟,開始在各個領域廣泛應用,工礦企業中有大量的風機、水泵等大動力設備一直在工頻狀態下運行,這樣就需要利用閘閥控制風量、流量,結果就是浪費了大量的電能。而改為變頻調節后,通過改變電機的轉速(也就是改變了電機的輸出功率)來調節風量、流量,功率和轉速的平方成正比,大大減少了損耗,從而實現節能的目的。
2.2內反饋電機斬波串調調速裝置
內饋電機斬波調速裝置通過內饋繞組,將電動機定子傳輸到轉子的部分電流經過斬波和逆變后反饋回定子,使得轉子輸出的機械功率受控,從而達到調速的目的,對電流斬波可以克服移相控制在調速過程中大量產生感性無功功率的缺點。內反饋電機斬波調速技術的主要優勢是可以只在電機的轉子側進行控制,從而回避了定子調速遇到的高電壓與大容量的問題,使調速控制及裝置簡化,可靠性提高,成本下降。
2.3 Y型高效電動機
高效節能型電動機效率高,用材省,例如Y2電動機雖然平均效率低于Y系列,但在大功率區間效率高于Y系列,材料用量相對也較少。我國目前實際運行的電動機中,以0.55~100 kW的三相異步電動機為主,其中相當于20世紀70年代末世界水平的Y系列占到70%,相當于20世紀80年代末水平的Y2系列占到10%。與國外先進水平相比,目前我國的電動機在能源效率、使用壽命、運行可靠性、材料用量以及噪聲和振動方面等還存在差距,特別是效率低于國外平均水平的約3-5個百分點。
2.4使用節能型照明電器
節能型照明電器優點很多,高效低耗、節能環保、驅動電壓低、響應速度快、安全性高、使用壽命長。照明設計的要求不僅要掌握理論,還要了解國內外有關照明技術的新動態。采用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品(電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材,以及調光控制器和控光器件)。改善提高人們工作、學習、生活的條件和質量,從而營造一個高效、舒適、安全、經濟、有益的體現現代文明的照明環境。
2.5使用低阻電纜,合理選擇導線截面
我們都知道,輸電線路的損耗和電阻是成正比的關系,線路的阻值越大,那么消耗的能量就越多,因此散發出來的熱量也越大。為了減小電纜上的電能損失,建議使用低阻值的電纜,這樣可以減少輸電線路損失,同樣電纜散熱量較小,在高負荷、高溫度的夏季也大大降低了事故的發生率。另外合理選擇導線的截面積也是必須的,設計電纜的時候,在充分考慮負荷容量和擴建可能性以及必須的安全裕度下盡量選擇小截面的電纜,可節約成本。
3.加強工廠用電管理,合理使用峰谷電力資源
峰谷用電:電力行業中峰谷的含義是用山峰和山谷來形象比喻用電負荷特性的變化值。通常白天8:00至22:00的用電為高峰用電,深夜22:00至次日8:00的用電為低谷用電。“峰谷電價”意義在于,鼓勵居民利用低谷電價的優惠條件大量消費低谷電力,像電熱水器、空調和其他電器設備。同時,對電力部門來說,將高峰用電轉移到低谷時段,既緩解了高峰電力供需缺口,又促進了電力資源的優化配置,是一項“削峰填谷”的雙贏策。對于工廠而言充分利用低谷電量進行生產是非常必要的,對于有條件的企業鼓勵低谷期間用電,這樣可以節省大量的用電成本,實際工作中,我們也發現很多工廠白天期間線路負荷很小,夜間線路負荷很大,這樣就大大節省了企業的生產成本,經濟的杠桿作用明顯。
4.加強工廠電力計量管理
企業加強對電力計量的管理有兩層含義:一是可以避免因為計量問題而給企業經營帶來的隱患,對運行的重要電能計量裝置施行質量跟蹤、狀態監測、抽樣檢定、動態管理,定期進行對在用計量裝置測試數據分析,避免計量裝置失準運行,提高用電能計量裝置的準確性;二是根據電能計量的結果制定相關長效機制,例如同樣的辦公室或者車間用電量的比較;空調、照明電量的比較等,通過這些電量可以看出設備的使用情況,進而制定出相關措施,減少不必要的電能損耗。
5.結語
企業節能減排降低生產成本的領域很廣泛,而節能技術在電氣方面的應用是極為關鍵且重要的領域,它關系到提高企業的核心競爭力,以及為國家乃至世界環保事業貢獻力量的雙贏局面。
低碳生活,節能減排是經濟社會發展的必然趨勢,也是建設環境友好型社會的必由之路。對于工廠而言,降低生產成本、提高產品質量是企業發展的根本之道,因此,在控制企業用電成本這塊我們嘗試過很多辦法,也取得了很好的經濟效益和社會效益,比如變頻器在工業生產中的廣泛應用,比如說無功補償裝置在客戶端的大量投入,尤其是用電大戶端,再比如說節能設備的大量使用,如節能變壓器、低阻電纜等,另外在用電管理方面也制定了很多措施,小到企業的照明管理等。通過很多辦法都可以降低企業的用電成本,取得節本增效的效果,下面就闡述一下節能技術在工廠電氣技術中的應用。
1、使用節能型供配電系統
供配電系統節能的重點應該在設計、優化階段,而這塊往往容易被大家忽視,很多時候電廠配電系統以及部分設備并不是完全由工廠自己決定,另外考慮到初投資的問題,因此對于使用節能型供配電系統并沒有得到完全認可。
1.1合理的供電電壓
供電電壓的選擇應根據用電容量和供電距離并考慮當地電網現狀、用戶的用電負荷性質及未來發展規劃等因素綜合而定。一般而言,如果是6~10kV的配電電壓,由于10kV技術經濟指標較好,如供電系統能耗和有色金屬耗量均較小,因而高壓配電電壓應首選10kV;當用戶6kV設備居多、且容量較大、在技術經濟上合理時,考慮采用6kV;當用戶有少量3kV電動機時,可用10(6)/3kV專用變壓器供電。
1.2節能型變壓器
變壓器是輸變電行業中的耗能大戶,據估計,我國變壓器的總損耗占系統總發電量的10%左右,如損耗每降低1%,每年可節約上百億度電,推廣節能變壓器事在必行。推薦使用干式變壓器,如果是已經有舊的油浸變壓器,在條件允許的情況下進行改造,油浸變壓器維護的工作量和費用相對也比較大,這也是油浸變壓器的明顯的不足之一。
1.3無功補償裝置
功率因數的高低對工廠企業來說其重要性不言而喻,因此,必須設法提高工廠供電各相關部分的功率因數,以充分利用變、配、用電設備的容量,增加其輸電能力,減少功率損耗和電能損耗,以達到節約電能、提高供電質量和提高設備利用率的目的。在客戶端設置無功補償裝置是有必要的,尤其對大客戶,特別是有大型電機居多,感性設備居多的情況下有必要考慮無功補償裝置,提高供電品質。
2、選擇節能設備
目前,節能設備得到了廣泛的應用和推廣,其中尤以變頻器最為引人矚目,而且確實取得了非常好的節能效果,另外節能燈具、Y型高效電機等也都得到了廣泛的應用。
2.1推廣使用變頻器
通過近幾年的發展,高壓變頻調速技術已經日趨成熟,已經開始在各個領域廣泛應用,工礦企業中可能有大量的風機、水泵等大動力設備一直在工頻狀態下運行,這樣就需要利用閘閥控制風量、流量,結果就是損失了大量的電能。而改為變頻調節后,通過改變電機的轉速(也就是改變了電機的輸出功率)來調節風量、流量,我們知道,功率和轉速的平方成正比,因此大大減少了損耗,從而實現節能的目的。
2.2Y型高效電動機
高效電動機與普通電動機相比,優化了總體設計,選用了高質量的銅繞組和硅鋼片,降低了各種損耗,據估計損耗可降低20%~30%,效率提高2%~7%;投資回收期一般為1~2年,有的短至幾個月。有下列情況的應該考慮選用高效電動機:
(1) 在新上項目需要新的電動機時;
(2) 舊電動機損壞或電動機繞組需要進行重繞時;
(3) 在電動機長期運行于低負載或過負載狀態下需要更新電動機時。
2.3使用節能型照明電器
節能型照明電器優點很多,高效低耗,節能環保,驅動電壓低,響應速度快安全性高,使用壽命長。照明設計的要求不僅要掌握照明設計的理論,還要了解國內外有關照明技術的新動態。采用效率高、壽命長、安全和性能穩定的照明電器產品(電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材,以及調光控制器和控光器件),改善提高人們工作、學習、生活的條件和質量,從而創造一個高效、舒適、安全、經濟、有益的環境,充分體現現代文明的照明。
2.4使用低阻電纜,合理選擇導線截面
我們都知道,輸電線路的損耗和電阻有著平方的關系,線路的阻值越大,那么消耗的能量就越多,因此散發出來的熱量也越大。為了減小電纜上的電能損失,建議使用低阻值的電纜,這樣可以減少輸電線路損失,同樣電纜散熱量較小,在高負荷、高溫度的夏季也減少了事故的可能性。另外合理選擇導線的截面積也是必須的,設計電纜的時候,在充分考慮負荷容量和擴建可能性以及必須的安全裕度下盡量選擇小截面的電纜,減少投資。
3、加強工廠用電管理,合理使用峰谷電力資源
峰谷用電:電力行業中峰谷的含義是用山峰和山谷來形象比喻用電負荷特性的變化值。通常白天8:00至22:00的用電為高峰用電,深夜22:00至次日8:00的用電為低谷用電。“峰谷電價”意義在于,鼓勵居民利用低谷電價的優惠條件大量消費低谷電力,比如電熱水器、空調和其他電器設備。同時,對電力部門來說,將高峰用電轉移到低谷時段,既緩解了高峰電力供需缺口,又促進了電力資源的優化配置,是一項“削峰填谷”的雙贏策。對于工廠而言充分利用低谷電量進行生產是非常必要的,對于有條件的企業鼓勵低谷期間用電,這樣可以節省大量的用電成本,實際工作中,我們也發現很多工廠白天期間線路負荷很小,夜間線路負荷很大,這樣就大大節省了企業的生產成本,經濟的杠桿作用明顯。
4、加強工廠電力計量管理
企業需要加強對電力計量的管理,有兩層含義,其一就是加強管理可以避免因為計量問題而給企業經營帶來的隱患,對運行的重要電能計量裝置施行質量跟蹤、狀態監測、抽樣檢定、動態管理,定期進行對在用計量裝置測試數據分析,避免計量裝置失準運行,提高在用電能計量裝置準確性;其二就是根據電能計量的結果制定相關長效機制,比如說同樣的辦公室或者車間用電量的比較,比如說空調、照明電量的比較等等,通過這些電量可以看出設備的使用情況,進而制定出相關措施,減少不必要的電能損耗或者使用,降低企業產品的成本。
5、結束語
企業降低成本的方法有很多,其中通過節能技術在電氣方面的應用就可以大大降低企業的用電量,提高企業的核心競爭力,希望節能技術能為企業的發展貢獻更大的力量。
參考文獻
[1]郭宏.變頻控制在熱力企業中的應用[J].太原科技,2010,3:59~60. [2]
中圖分類號:TD9 文獻標識碼:A 文章編號:
1.采用水力旋流器分級。水力旋流器設備發展迅速,在磨礦循環中得到廣泛應用。水力旋流器分級效率明顯較螺旋分級機和高頻振動細篩高,因此,將原選礦廠的磨礦分級設備全部更換成水力旋流器。這樣大大提高磨礦分級效率,有效防止嚴重過粉碎,降低磨礦能耗。
2.選用新型破碎設備,實現多碎少磨。
多碎少磨,減小入磨粒度,使選礦廠降低選礦成本所遵循的一個重要原則。在選礦生產過程中,僅球磨機所消耗的能耗,就占選廠總能耗的50%還多(如果采用多段磨礦,能占比會更大),降低入磨粒度,是降低選廠生產成本的一個重要途經。在欒川鉬業集團公司選礦廠,細碎采用進口的山特維克(Sandvik)破碎機替代原有的短頭圓錐破碎機,不僅大大提高了破碎生產能力,降低了破碎生產能耗,而且在滿足磨機供礦能力的情況下,實現了入磨粒度由18mm降至15mm,使球磨機的處理能力由原有的62t/h提高到67t/h,大大降低了球磨機處理礦石的單位能耗和鋼耗。在國內已建選廠改造或新建選廠中,有許多選礦企業采用新型破碎設備來降低生產成本,提高生產效率,如:武鋼程潮鐵礦、金山店鐵礦和大冶鐵礦、太鋼峨口鐵礦、尖山鐵礦采用進口的羅德伯格(美卓)破碎機代替原有的中、細碎圓錐破碎機,本鋼南芬200萬t選礦廠、鞍鋼弓長嶺選礦廠等均采用進口的山特維克破碎機代替原有的圓錐破碎機,達到了節能增效的目的。
3.選用大型化磨礦設備、選礦設備
磨礦作業是選礦廠電耗最多的工序,占選廠能耗的1/2~2/3。國內某些廠家已研究出了各種節能型球磨機,如:ZQM節能錐型球磨機、LM系列立式球磨機,以及輕型球磨機等,這些球磨機在節能和降低球耗方面均有成效,但均不如采用大型化設備在節能和降耗方面效益顯著。鞍鋼調軍臺選礦廠三系列采用6臺5500×8800大型球磨機(一段球磨3臺,二段球磨3臺),在后續磁選和浮選均采用大型化設備,在節電和節省物耗方面成效顯著,并且在穩定磨礦細度、穩定生產工藝方面優勢明顯。
4.強化分級,提高分級效率
在磨礦回路中,采用高效的分級設備,提高分級效率,將合格產品及時排除,減少過磨現象,可以降低磨礦單位能耗。在磨礦分級閉路環節中,通常采用的分級方式有螺旋分級機和水力旋流器。在以往的選廠設計中,螺旋分級機因其處理能力大,維護量小而被廣泛采用,但其分級效率低,循環負荷大,越來越多地被水力旋流器所替代。在新設計的選廠工藝中,大多采用水力旋流器作為磨礦的分級設備,其分級效率比螺旋分級機高出15%~30%,可大大降低單位磨礦成本。
5.擴大生產規模
在選礦作業中,若生產建設規模小,則投資比(單位分擔成本高)高,投資回報期長,收益差。而生產建設規模大,不僅投資比低,投資回報期短,而且會較好地利用資源,可以實現資源綜合利用,從規模上見效益。規模較大,也可以提高礦山的現代化水平和機械化水平,從管理角度講,也可以減少非生產人員,降低非生產成本。
6.采用自動化控制技術
隨著我國加入WTO和國民經濟的發展,選礦企業必須面對國內外階段性的殘酷競爭,迫使企業不斷通過各種手段提高質量、降低成本,在行業競爭中保持有利地位。另一方面,可持續發展要求充分利用有限的資源,進行精細加工,這就要求必須采用更加先進的自動化控制技術和更加先進的管理思想。以全局的眼光,采用領先的技術,針對企業的生產過程、工藝流程、軟硬環境等具體情況,采用全流程控制的整體方案,以強化對總成本的控制。
目前全流程自動化控制技術正在被越來越多的選廠所采用。在發達國家的選礦廠,20世紀末已基本實現了全流程的計算機控制,如今更多的是進行算法的優化和軟件的升級。對于我國選礦廠,就是盡快盡早實現全流程自動控制,全面提升自動化控制水平,為實現數字化工廠和企業信息化管理提供數據基礎。自動控制的優勢從以下幾個方面得到體現。
6.1采用變頻調速技術實現節能
變頻調速技術是自動控制系統中最為常用的調節控制方式,不僅可以實現精確、定量的控制,而且可節能降耗。目前,在選廠應用的電機絕大部分是籠型電機,總裝機容量大,電量消耗大,其中一部分電能是由于設備效率低,調節流量方法不當而白白消耗掉,沒有發揮應有的效益。對能耗較大的環節,尤其是供礦設備和漿體輸送設備,采用變頻調速可顯著降低電能消耗,一般節能在20%~55%左右。如在選廠所有籠型電機上均采用變頻調速技術,其效益是相當可觀的。而且,變頻器還帶有軟啟動功能,對電機設備具有保護作用,延長電機使用壽命。
6.2實現破碎生產過程和邏輯連鎖自動控制
采用自動控制系統,可實現破碎工藝設備的順序控制、邏輯連鎖控制、故障保護控制、破碎機給礦自動控制、礦倉布料自動控制等功能,降低工人勞動強度,減少設備故障率,提高設備生產效率。單就破碎工藝設備順序啟、停控制一項,因自動控制系統縮短了破碎開車時間和停車時間,就能節約能耗5%~10%(工藝越復雜,節能效果越明顯)。
6.3對磨礦分級生產過程實現自動控制
采用自動化監測儀表檢測磨機音頻、磨機功率及分級機電流,分析磨機工作狀態,采用模糊算法和模糊推理,優化磨礦分級控制模型,實現球磨機給礦自動控制、磨礦濃度自動控制、分級溢流粒度自動控制,充分發揮磨礦分級效率,實現磨機處理能力最大化。實踐證明,自動化控制系統能夠優化磨礦分級生產過程,充分發揮設備效率,減少或杜絕球磨機漲肚和空轉時間,降低鋼球和襯板損耗,降低生產成本,經濟效益顯著。目前,磨礦分級自動化控制系統已廣泛應用于:鞍鋼齊大山選礦廠、鞍鋼東鞍山選礦廠、攀鋼密地選礦廠、武鋼程潮鐵礦、太鋼尖山鐵礦、首鋼大石河鐵礦、通鋼板石溝鐵礦、金堆城百花嶺選礦廠、金堆城三十畝地選礦廠等,均為用戶帶來良好經濟效益。
6.4對尾礦輸送實現自動控制
尾礦輸送,在選礦廠來說也是另一能耗大戶。自動控制系統通過變頻調速尾礦漿輸送泵,實現高濃度輸送或恒濃度輸送,能節省能耗30%~50%,同時也提高了循環水的利用率。
7.加強企業管理
加強企業管理也是選廠節能降耗的一個有效而重要的步驟。礦山節能工作要有專人負責,實行獎懲制度,充分提高礦山的生命力,改變一些企業技術力量缺乏,管理無規則、操作無條例、材料消耗高、經濟效益差的狀況,不斷提高工人的技術素質。
8結束語
選礦節能降耗是一項綜合技術,是一項管理系統工程,節能降耗的效益是通過企業群體節能意識,是所有部門的共同努力,協調配合而達到的,本著“科學、先進、合理、適用”的原則,加強節能的科學管理,緊跟科技發展潮流,借鑒節能先進經驗,為選礦廠取得最大化經濟效益而努力。
參考文獻:
[1]李啟衡.碎礦與磨礦[M].冶金工業出版社,1995.
[2]全忠.黃金生產工藝學[M].東北大學出版社,1994.
近年來,國內多晶硅工廠如雨后春筍般遍地開花。據不完全統計,截止到2009年12月,宣布投產的千噸級以上產能的多晶硅工廠(江西賽維、江蘇中能、洛陽中硅等)就有十四、五家之多,總產能近5萬噸(實際產量不足2萬噸)。隨著中國多晶硅企業相繼投產并陸續達產,加之進口廉價多晶硅產品的大量涌入,一方面多晶硅價格“高臺跳水”,縮水逾7倍;另一方面,通過努力后的成本費用僅為原來的0.7倍左右,售價與成本費用倒掛現象嚴重,全成本形勢不容樂觀。基于上述原因,“挖潛、提質、降耗、增效”刻不容緩,迅速擺脫窘境迫在眉睫。中國多晶硅企業、國內與國外多晶硅企業之間(Hemlock Tokuyama Wacker等)的殘酷競爭已悄然拉開序幕。
2009年9月26日,國務院了《關于抑制部分行業產能過剩和重復建設引導產業健康發展若干意見的通知》(國發[2009]38號),通知一方面,在將應對國際金融危機的一攬子計劃落到實處,鞏固和發展當前經濟企穩向好的勢頭,加快推動結構調整,堅決抑制部分行業的產能過剩和重復建設,引導新興產業有序發展等方面,必將發揮積極作用;但另一方面,也對已投產的多晶硅工廠“挖潛降耗、提質增效”提出了更高的要求。
筆者僅就如何降低多晶硅工廠的全成本提出以下觀點。
一、分析成本性態,以變動成本為切入點降低產品生產成本
業界人士都非常清楚,多晶硅成本主要由能耗、材料及折舊構成(約占近90%),所占比例也非常接近。其中:前兩項為變動成本,后者為固定成本。
(一)降低工廠的綜合電耗量
傳統的改良西門子法下,多晶硅生產綜合電耗設計值為230Kwh/Kg Si,還原電耗約占40%~60%,占比最大。途徑一:降低還原電耗。目前,國際先進水平的還原電耗為60~80Kwh/Kg Si,工廠可通過技術改進如采用加壓還原(0.5~0.6MPaG)以及改變供料條件調整H2和SiHCl3的配比,還可以通過優化硅棒表面溫度控制方法等措施,將還原電耗降低到接近國際先進水平。途徑二:降低其他電耗。主要方法有:一是對大功率的電機(100KW以上)進行變頻改造;二是由熱氫化(2.5~3.5Kwh/Kg TCS)改為冷氫化(0.7~0.8Kwh/Kg TCS),僅此一項可降低氫化電耗約72%~77%。
(二)減少蒸汽消耗,降低天然氣消耗量
在多晶硅生產過程中,精餾工序的蒸汽用量約占50%~60%(1噸蒸汽需要65~70標方天然氣)。途徑一:減少精餾工序的蒸汽用量。主要方法有:通過技改,如減少精餾塔數量;適當調整回流比;將精餾塔串聯運行,減少再沸器數量等等。途徑二:熱能綜合利用。還原爐冷卻水(130~150℃)通過閃蒸制取蒸汽用于溴化鋰制冷或用于加熱精餾塔,從而減少全廠蒸汽用量,達到降低變動成本的目的。
(三)降低多晶硅產品的能源單價
除了降低能耗量外,多晶硅工廠還應想方設法降低能源單價。主要方法有:一是多方斡旋,積極爭取地方直購電優惠政策;二是盡量多地爭取計劃內的天然氣供應量。據不完全統計,直購電價約為正常電價的80%,計劃內天然氣價格約為計劃外價格的83%左右。能源單價的降低可分別使電費和天然氣費用降低20%和17%,有效降低變動成本。
二、加強與供應商談判,降低材料采購成本
以某多晶硅工廠外購SIHCl3為例。2008年12月份,多晶硅產品市場價格大幅縮水至約175美元/公斤。根據購銷市場現狀,財務部門及時向主管采購的領導諫言獻策:
一是改變原來的月初預付款采購SIHCl3方式,采用月末一次性支付方式,合理利用現金的“浮游量”;
二是由主管領導掛帥敦促物資采購部門加強與供應商談判,參照多晶硅產品市場價格降低幅度,力爭將主要材料的采購價格降至最低。
經過不懈努力,供應商最終同意該多晶硅工廠提出的兩點意見,并重新簽訂了長期供貨合同。通過落實談判結果,2009年1月既合理占壓了采購資金,同時節約原材料采購成本約為26%,效果非常明顯。
三、加大技術創新力度,提高副產物的回收利用率,實現還原尾氣的閉路循環,降低副產物的處理費用
在企業生產經營中,技改創新是卓越經營者永遠奉行的經營方針,也是傲然立足于行業的根本法寶。對于資金密集型、技術密集型的多晶硅行業,技改創新更是重中之重。多晶硅行業經歷了2008年大半年的“浮華”后開始變得“凄風冷雨”,使得即將上馬的多晶硅工廠望而卻步,也讓在建的多晶硅工廠憂心忡忡,更讓已投產的多晶硅工廠體驗了群雄逐鹿過后的多敗俱傷。然而陣痛之余,國內知名的多晶硅企業、專家深諳“窮則變,變則通,通則久”的道理。他們開始沉下心來,紛紛聚焦技改創新。因為只有技術創新才是多晶硅工廠的核心競爭力,只有技術創新才是節能減排、提質降耗的唯一出路,也只有技術創新才能適應發展低碳經濟的大趨勢。
以某多晶硅工廠技改創新為例(附技改創新流程圖)。
(一)回收利用SiCl4
該工廠的“氫化爐和尾氣回收系統”項目主要通過新增氫化爐,采用熱氫化工藝技術處理SiCl4,將其轉化為還原反應的原料SiHCl3。此舉既可減少副產物SiCl4的處理費用70%(營業費用),又可減少外購或合成SiHCl3的消耗量(約為20%),從而降低了主要材料(SiHCl3、硅粉和液氯)的采購成本。
(二)回收利用HCl
通過實現全系統的閉路循環回收HCl,用于合成SiHCl3,從而減少液氯和氫氣的消耗量,同時也可減少約25%的環保處理費用(管理費用)。
(三)回收利用H2
仍然通過實現全系統的閉路循環回收還原、氫化及合成工序中的H2,再分別返回還原、氫化及合成工序中使用,在全廠范圍內對H2的使用進行平衡。如把還原、合成工序多余的H2用于氫化工序生產,減少氫化工序的氫氣補充量,可降低全廠氫氣用量的40%左右,進而降低多晶硅產品的生產成本。
四、加強過程控制,有效降低管理費用
一是加強對辦公設備和辦公消耗品的控制,嚴格審批手續。
二是加強對各部門業務費開支控制,審核報銷業務的真實、合法性。
三是加強對差旅費的控制。部門人員公出必須履行相關審批手續。部門負責人要加強對所屬人員出差事由、出差天數的管理,提高辦事效率。財務復核人員要加強對報銷標準和票據的審核。