電子節(jié)電技術(shù)淺析

電子節(jié)電技術(shù)是指應(yīng)用電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)，使產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的電能消耗或產(chǎn)品自身耗電量獲得顯著減少的方式與辦法。硅和可控硅整流技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用，使得我國電動(dòng)發(fā)電機(jī)組和汞弧整流器已基本被淘汰，同時(shí)，也使我國整流產(chǎn)品進(jìn)入高電壓、大功率、低損耗的時(shí)代。在２０００年以前，應(yīng)加速電子調(diào)壓、調(diào)速技術(shù)和電子控制技術(shù)的推廣應(yīng)用。
（１）、電子調(diào)壓、調(diào)速技術(shù)。采用這項(xiàng)技術(shù)可使機(jī)電設(shè)備負(fù)載達(dá)到最佳匹配，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低電力消耗。主要推廣繞線式異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速、異步電機(jī)的變頻調(diào)整、電動(dòng)機(jī)輕載節(jié)電器等。石油行業(yè)已在油田注水、輸油泵上采用變頻調(diào)速，累計(jì)推廣五萬多千瓦，一年節(jié)電達(dá)一億千瓦時(shí)。紡織行業(yè)在空調(diào)上采用變頻調(diào)速，節(jié)電在３０￣６０％。在全國現(xiàn)已使用的風(fēng)機(jī)、水泵上采用這項(xiàng)技術(shù)，估計(jì)一年可節(jié)電２７０億千瓦時(shí)。
（２）微電子控制技術(shù)。應(yīng)用電子微處理器，進(jìn)行編程后，對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)、操作過程進(jìn)行自動(dòng)控制。這項(xiàng)技術(shù)在國外已普遍采用，國內(nèi)也在機(jī)床加工、燃煤鍋爐、無功補(bǔ)償、車站照明、蓄電池充電、電爐鋼冶煉、電解鋁生產(chǎn)、合成氨生產(chǎn)等過程中示范應(yīng)用，取得提高產(chǎn)品產(chǎn)量、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約能源的明顯效果。撫順鋁廠在電解槽采用微機(jī)控制技術(shù)，噸鋁電耗下降１００￣２００千瓦時(shí)，投資回收期不到一年半。變壓器節(jié)能 變壓器是電力生產(chǎn)、使用過程中的主要耗能設(shè)備，在發(fā)、供、用電環(huán)節(jié)中，變壓器的電能損失很大。全國一年在變壓器上的電能損失達(dá)３６０億千瓦時(shí)，推行變壓器節(jié)電技術(shù)意義重大。 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指在相同輸送條件下，選擇合理的運(yùn)行方式，改善運(yùn)行技術(shù)條件，調(diào)整負(fù)載，使變壓器在效率最高、電耗最低的狀態(tài)上運(yùn)行。某石化總廠主變二臺(tái)(２ｘ２００００KVA），根據(jù)當(dāng)時(shí)電網(wǎng)出力狀況，通過分析計(jì)算，按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式調(diào)整，一個(gè)月就可減少電能損耗９.９萬千瓦時(shí)。 變壓器技術(shù)改造是指對(duì)在運(yùn)行的老式高損耗變壓器運(yùn)用新技術(shù)、新材料進(jìn)行改造，使之達(dá)到和接近Ｓ７、Ｓ９系列低損耗變壓器水平.日前我國在役的高損耗變壓器總?cè)萘考s１２０００萬千伏安，若全部改造為低損耗變壓器，可節(jié)約電力３７.６萬千瓦，一年節(jié)約電能４８.２４億千瓦時(shí)。
低損耗非晶合金配變壓器是八十年代初期在美國發(fā)展起來的一種新型節(jié)能型變壓器。所謂“非晶合金”就是使溶化的合金材料急劇冷卻，在它還未來得及結(jié)晶時(shí)就已固化。這種合金材料象玻璃那樣呈不規(guī)則原子排列，沒有金屬表征的晶體結(jié)構(gòu)，是一種與傳統(tǒng)硅鋼片結(jié)構(gòu)完全不同的材料，該種合金含鐵８０％，含硅、硼２０％，具有異常的強(qiáng)度、硬度，韌性和較強(qiáng)的耐蝕性以及獨(dú)特性，如低鐵損、高導(dǎo)磁率、高電阻率等。當(dāng)磁密相同時(shí)，非晶合金變壓器鐵芯損耗只有傳統(tǒng)硅鋼片變壓器損耗的２５－３５％。１９９３年我國新增變壓器３４萬臺(tái)。如非晶合金材料（目前此材料變壓器最大容量２８３.２億千瓦。電動(dòng)機(jī)節(jié)能 電動(dòng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的動(dòng)力設(shè)備，社會(huì)擁有量很大。由于我國電機(jī)制造業(yè)比國外相對(duì)落后，不僅電動(dòng)機(jī)本身的性能指標(biāo)與先進(jìn)國家相比有一定的差距，而且電動(dòng)機(jī)容量級(jí)差大，專用電機(jī)開發(fā)研究少。因此，電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械特性不匹配，“大馬拉小車”的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。開發(fā)研制專用的節(jié)能型電動(dòng)機(jī)，具有很大的節(jié)能潛力。 紡織行業(yè)結(jié)合織機(jī)的機(jī)械特性，開發(fā)研制出織機(jī)專用的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)，在無錫、上海、石家莊等棉紡織廠中試用，比原異步電機(jī)節(jié)電7.5%-11. 5%，同時(shí)，功率因數(shù)也由原0.75提高到0.95，電機(jī)溫升降低5-8攝氏度，減少空調(diào)負(fù)荷，經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)能效果十分明顯。全國110萬臺(tái)織機(jī)中全部應(yīng)用，一年可節(jié)電4.4億千瓦時(shí)。
石油行業(yè)針對(duì)游梁式抽油機(jī)的特殊負(fù)載特性，開發(fā)研制了超高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)（YccH型）給抽油機(jī)專用，節(jié)電率達(dá)到36%， 還可使電機(jī)和變壓器燒壞的現(xiàn)象大大減少。在全國3.6萬臺(tái)抽油機(jī)上推廣應(yīng)用這項(xiàng)措施， 一年可節(jié)電8億千瓦時(shí)。電加熱節(jié)能 電加熱是指金屬熱處理和低溫烘烤用電。電加熱爐使用面很廣，擁有量很大。由于目前使用的電加熱爐的熱工設(shè)計(jì)落后，所用絕緣保溫材料性能差，采用的加熱機(jī)理也不合理，電爐爐表面散失的熱量大，爐子的熱效率低。據(jù)各地電平衡測試統(tǒng)計(jì)，熱處理電爐表面散失的熱量約占25%￣30%，加速電加熱爐的改造與更新已勢在必行。
(1)、對(duì)用于脫水、烘干、固化的低溫加熱爐， 應(yīng)推廣采用高強(qiáng)度紅外加熱技術(shù)，改進(jìn)熱工設(shè)計(jì)和選用性能好的保溫材料，一般可節(jié)電50%，按現(xiàn)有的400萬千瓦低溫加熱爐計(jì)算，如采用這項(xiàng)技術(shù)，一年可節(jié)電80-100億千瓦時(shí)。
(2)、 對(duì)金屬熱處理電爐應(yīng)推廣采用耐熱保溫的多莫來石纖維，采用空氣保溫夾層新技術(shù)和耐火纖維直接噴敷新技術(shù)對(duì)老電爐進(jìn)行技術(shù)改造，可節(jié)電40%。蓄能與節(jié)能 隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展和人民生活水平的提高，空調(diào)用電越來越大。如何節(jié)約空調(diào)制冷用電或?qū)⒅评滢D(zhuǎn)移到夜間低谷用電，夜間將制得的冷量儲(chǔ)存起來，供白天高峰時(shí)使用。我國是電力供應(yīng)緊張的國家，但夜間低谷電力有余。因此，將空調(diào)從高峰用電轉(zhuǎn)移到低谷用電，既可緩解高峰電力不足，又臺(tái)利用夜間氣溫低，制冷單耗小的有利因素節(jié)約用電。 空調(diào)蓄冷調(diào)荷節(jié)電技術(shù)適用于賓館、飯店等中央集中空調(diào)系統(tǒng)，也適用于紡織、制藥等需用冷凍水的單位，辦公樓、影劇院等非全天用冷的單位，調(diào)荷避峰的效果更佳。 冷蓄冷或水蓄冷的空調(diào)系統(tǒng)在國外已推廣應(yīng)用十多年，節(jié)能成效顯著，技術(shù)成熟。
我國從九十年代初，已開始蓄冷節(jié)電技術(shù)開發(fā)研究，搞了一批示范工程。廣東省清遠(yuǎn)新北江制藥有限公司的水蓄冷空調(diào)改造工 程,已于１９９２年５月２０日投運(yùn)，經(jīng)實(shí)測在電網(wǎng)高峰停開制冷壓縮機(jī)，減少用電２４６千瓦，減少空調(diào)高峰電力的２/３,蓄冷的節(jié)電率為２４.７％，改造投資的回收期為１.５４年。企業(yè)的節(jié)電效益和經(jīng)濟(jì)效益都十分顯著。 賓館、飯店的空調(diào)用電量占其全部用電量的４０－ ６０％。目前我國有涉外飯店２３５４座，大部分都裝有中央空調(diào)系統(tǒng),如若采用蓄冷節(jié)電技術(shù)對(duì)現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)加以改造,估計(jì)可能削去高峰電力百萬千瓦以上.紡織、制藥、辦公樓、影劇院、體育館、商場、電子行業(yè)中的空調(diào)系統(tǒng)也能采用蓄冷技術(shù),削峰填谷和節(jié)約用電的效果更為可觀。風(fēng)機(jī)等節(jié)能 風(fēng)機(jī)泵類是一種通用機(jī)械，全國的擁有量很大。據(jù)1989年不完全統(tǒng)計(jì),全國有各類風(fēng)機(jī)７００萬臺(tái),配套總功率１億１千萬瓦。風(fēng)機(jī)泵類的年用電量約占全國總用電量的１/３。
由于國產(chǎn)風(fēng)機(jī)泵類的設(shè)計(jì)和制造性能差，配套不合理，運(yùn)行維護(hù)水平低，實(shí)際運(yùn)行效率與國外先進(jìn)水平相比，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低5-20％，泵類的運(yùn)行效率低10-30%. 估計(jì)一年因此而多耗電２００多億千瓦時(shí)。 １９９２年，煤炭系統(tǒng)對(duì)３６臺(tái)主扇風(fēng)機(jī)(容量１萬９千千瓦)和１０５臺(tái)主排水泵（容量４萬６千千瓦）.進(jìn)行更新改造，同時(shí)清洗２萬１千米排水管路。改造后，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率提高８－１６％，水泵運(yùn)行效率提高１６－２０％，一年可節(jié)電4718萬千瓦時(shí)。黃島發(fā)電廠對(duì)廠內(nèi)４０多臺(tái)ＤＧ５００－１８０型給水泵進(jìn)行改造，使運(yùn)行效率提高１０￣１２％，年平均可節(jié)電２５０萬千瓦時(shí)。高效節(jié)能照明 高效節(jié)能燈是指發(fā)光效率較高的電光源。
近幾年我國推廣的節(jié)能燈有：稀土熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉杰、雙絞絲型的白熾燈等。１支１１瓦的稀土熒光燈的光通量相當(dāng)于６０瓦的白熾燈所發(fā)的光通量，是國內(nèi)居民家庭、商店、賓館、飯店等場所重點(diǎn)推廣的光源。道路、廣場、廠區(qū)、車間等場所推廣采用鏑燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈。到２０００年，如我國市鎮(zhèn)居民和部分鄉(xiāng)村居民廣泛采用稀土熒光燈，同時(shí)，工礦企業(yè)賓館、飯店、商場、道路、港口等也都采用各種高效節(jié)能燈，一年節(jié)約的照明電量４００億千瓦時(shí)以上。