热电联产工程中的电气节能设计分析
750001 宁夏电投西夏热电有限公司 张蕾
摘要：热电联产是一种不仅仅能满足工业用汽，还能满足民用采暖和热水供应的供热方式，并能够有效的实现节约能源和保护环境工程措施。本文针对热电联产工程中电气系统的节能设计，分别从电气主接线，厂用设备选型和灯具及布灯方案这三个方面分别做了详细的叙述。
关键词：热电联产电气节能
在全球快速发展经济的同时，也面临着能源短缺、环境恶化这一系列的问题，为此各国都在研究如何节能减排，更好地保护环境。热电联产是一种不仅仅能满足工业用汽，还能满足民用采暖和热水供应的供热方式，具有供热量大、供热参数高、供热范围广、节能量多的特点，并能够有效的实现节约能源和保护环境。在热电联产工程中采用电气节能设计，不仅能缓解能源短缺、降低运行成本，同时还能提高经济效益。
一、热电联产的特点
热电联产是既产电又产热的先进能源利用形式，相比于小锅炉、火电厂，其环境效益和社会效益非常巨大。
1 改善环境
分散供热的小锅炉一般是单台容量小、烟囱低、热效率低、除尘效果差，有的小锅炉甚至无正规的除尘设备。而热电厂的锅炉容量大、热效率高、烟囱高、除尘效率高。由于热电联产节省大量燃料，锅炉容量大，热效率高，除尘效果好并能高空排放，故能有效地改善环境，提高空气质量。
2节约城市用地
工业企业中的锅炉房连同煤场、灰场要占用比较大的面积，对上海、天津这样的老工业城市，有的连扩建一台锅炉的地方都很紧张，因而想尽快实现热电联产集中供热，为城建建设节约了宝贵的土地。
3提高供热质量
分散小锅炉房由于设备条件限制和煤质变化，不易保证供热质量，压力和温度的波动会影响工艺生产。居民采暖的小锅炉，一般为间断供热，供热时间短，温度低，热电厂集中供热为连续运行，稳定可靠供热质量高，深受用户欢迎。
二、热电联产电气节能措施
1电气主接线的优化
在合理利用有限资源设计电气主接线的同时，还要始终遵循供电可靠、运行灵活、检修方便等原则。设电气主接线的设计一定简洁，减少短路电流，并以物美价廉作为挑选电器设备的标准。总之，为了运行及节约二次设备和电缆投资，不仅要减少设备投资及占地面积，还要注意降低控制及保护的复杂性。
2厂用设备的选型
依据热电联产工程中厂用电率的高低，可以衡量热电联产工程的运行成本。因此在热电联产工程中的电气节能设计中应合理选择厂用设备，降低损耗，从而降低厂用电率。
1）厂用变压器的容量及台数的合理化选择
采用干式电力变压器不仅能减少厂用变压器的设计容量及安装空间，还能降低运行维护费用，因为其负荷能力较强，且没有火灾、爆炸、污染等这一类的问题。为使变压器的状态始终处于节能经济运行中，并降低厂用变压器的电能损耗，合理分配供电区域和厂用电负荷，依据实际情况选择合适的厂用变压器容量，适当减少厂用变压器台数。
2）选择电动机及其控制设备的原则
电气节能设计的重要工作之一就是降低电动机的损耗，因为在厂用电系统中采用大量电动机的热电联产工程的耗电量占有很大比例。
（1）合理选择电动机的电压等级
由于不同容量的电动机的运行电压也不同，为确保电动机的经济运行，应合理选择电动机的电压等级。电动机的电压等级由电动机的额定功率决定高压（10kV或6kV）供电的对象一般是大于等于200kW的电动机，而采用低压（380V）供电的一般是小于200kW的电动机，为此要合理选择电动机的电压等级。
（2）选择电动机的启动形式和其控制设备的原则
一般在起动的时候，电动机产生较大的电流，造成大量的电能消耗，因此，减少电能消耗，需要合理选择电动机的启动形式及其控制设备降低起动电流。可采用以下几种方式减少电能消耗，如：通过接触器改变接线方式，采用星形接法起动、为了让电动机可以再超负荷的状态下正常起动，在启动过程中采用降压方式来过渡到正常工作状态，即使用软起动器方式，另外，还可以使用高效的可调速驱动系统的运行方式，这样在机组变负荷的模式下，也可代常规的定速驱动系统模式。
交流电机、可以变频变压的静止变频装置及其控制电路等构成了交流电机变频调速系统。交—交变频和交—直—交变频是变频变压的静止变频装置的两种类型，其中交—直—交变频最为常见。变频器是可将各种不同电网中的频率交流电转化成直流电的整流器，其使用逆变器将不同电网中频率转变为交流电，最终合理地控制了电动机的转速。变频器的价格虽然高但能够有效节约电能，电厂中负荷变化较大和低负荷运行的电力拖动设备都可采用这一设备，节约电能，几年内节省的电费也足够收回投资设备的费用。因为交—直—交变频类型的静止变频装置可以通过软件控制能满足电机调速对不同负荷特性的要求,也可以通过软起动减少对电网的扰动，具有调速范围大，高平滑性，高效率，有效节电，准确调速，控制灵活的优势，同时还具备防止电机过热、过流、过载、过压、欠压等保护功能。
3灯具及布灯方案的选择
电气节能设计中的重要内容之一就是降低因为照明产生的电能损耗。现阶段厂用电量中照明所消耗的电量占有较大的比例，要节约厂用电量，就应先节约照明所产生的电能消耗，为此要选择适合的灯具，采用最合理的照明设计方案。
（1）合理选择灯具
根据工作场所的不同，选择不同种类的高效光源。荧光灯或小功率高压钠灯等高效光源一般在室内场所使用，而金属卤化物灯、高压钠灯等高光强气体放电灯一般则在高大空间和室外场所中使用，但是这两种灯有大量的无功消耗，因此必须安装电容器。具有高直射光通率、良好控光性能，较高反射或透射系数、配光特性稳定等特点的高效灯具应被优先选择，为获得更好地效能，灯具的布局可以采用非对称光分布，减弱工作区反射眩光，进而改善视觉条件，也可采用具有变质速度较慢特点的玻璃、搪瓷等材料制成的带有灯罩的灯具，从而降低光能衰减率。荧光灯灯具只有在开敞式不低于75％ ，透明保护罩不低于65％ ，磨砂或棱镜保护罩不低于55％，格栅不低于60％的情况下可以获得较高的效能，而高强度气体放电灯灯具则是在开敞式不低于75％，格栅或透光罩不低于60％的状态下就可达到较高的效能。
（2）自然光和人工照明在设计照明方案的运用
为更好的节约用电，应充分利用自然光，当以自然光为主的白天，自然光一旦不足要及时用人工照明补充。自然光始终随着时间不断变化，因此在照明方案中应充分的考虑这一点，采用分组分片的方式管理灯具的开与关。合理控制每个开关管理灯具的数量尤为重要，尤其是当场所面积过大的时候，设计照明方案时必须注重合理划分区域，分区域控制，增强照明分支回路的管理，假如每个开关管理大量的灯具，不仅不利于管理还会增加电能的消耗。为避免浪费用电现象的出现，防止白天亮灯，可在室外照明系统中采用光电控制器代替照明开关。
三、结论
近些年来，能源短缺、环境恶化这一系列的问题一直困扰着世界各国，为此节能减排，保护环境已将成为全世界做关注的热点话题。而热电联产是一种具有供热量大、供热参数高、供热范围广、节能量多等优势的供热方式，同时此种供热方式还能够有效的实现节约能源和保护环境。热电联产工程中电气系统的节能设计更是尤为重要，本文针对热电联产工程中的电气节能设计提出了如下的热电联产电气节能措施：首先详细叙述了电气主接线的优化；其次探讨了厂用设备的选型，包括合理选择厂用变压器的容量及台数及合理选择电动机及其控制设备；最后研究并分析了灯具及布灯方案的选择，提出了合理选择灯具及自然光和人工照明在设计照明方案的运用方案等措施。在热电联产工程中的电气节能设计工作中应始终坚持节能降耗作为一项重要指导原则，深入探讨如何有效节能降耗，并且积极的实施各项节能降耗方案措施，不断推进电气节能技术的发展。
参考文献：
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