節能降碳,是黨和國家的發展戰略,同時也是企業降本增效、提高市場競爭力的重要措施。鋼鐵冶金企業作為用電大戶,生產過程中要消耗大量電能。例如,多數高爐鼓風機采用大型電動機帶動,電動機的運行功率在幾千甚至幾萬千瓦;煉鋼使用的電弧爐是利用電極間電弧的高溫進行冶煉,功率也在幾千至幾萬千瓦;大型軋鋼機的功率同樣可達到幾千甚至幾萬千瓦。據統計,根據鋼鐵冶金企業生產工藝流程不同,噸鋼耗電量約為350~600 kWh,約占鋼鐵成本的10%。隨著市場競爭壓力的不斷增大,節約用電、降低外購電費是冶金企業降低生
產成本、提高經濟效益的重要措施。
1 選用節能型高效電力設備
隨著材料科學和節能技術的不斷進步,電力設備的能效標準也越來越高,越來越多的節能設備得到應用和普及。淘汰高能耗電力設備,選用節能型用電設備,可以為企業帶來非??捎^的經濟效益。
1.1 選用節能型電機
電機是電動機和發電機的統稱,電動機是電能轉換成機械能的裝置,發電機是機械能轉換成電能的裝置。高效節能的電機采用新型電機設計、新工藝及新材料,通過降低電磁損耗、發熱損耗和機械損耗,提高輸出效率。大型冶金企業的電機數量眾多且裝機容量非常大,單臺電機容量從幾千瓦到幾萬千瓦不等,電機年消耗電量在10~40 億kWh,使用高效節能電機
能提高企業經濟效益。2020年5月由國家市場監督管理總局和國家標準化管理委員會聯合發布的《電動機能效限定值及能效等級》(GB 18613—2020),規定了不同功率電動機的效率限值。對于高能耗老舊電機進行節能改造,可以明顯降低損耗、節約電費支出。對于新建設項目,按照國家最新電動機能效標準選用高效節能電機,有利于進一步推進企業綠色、高效生產。
1.2 選用最新能效標準的變壓器
電力變壓器是實現電壓變換的電力設備,變壓器在運行中會產生一定量的損耗。2020年5月29日由國家市場監督管理總局和國家標準化管理委員會聯合發布的《電力變壓器能效限定值及能效等級》(GB 20052—2020),對不同電壓等級的電力變壓器能效等級及損耗進行了限定,這是從國家層面通過強制性標準,推動企業向綠色生產模式轉型升級。鋼鐵冶金企業總用電負荷一般都在幾萬至幾十萬千瓦之間,因此供電電源的電壓等級一般都在35 kV及以上,負荷較大的大型鋼鐵企業電源電壓都采用220 kV 等級。而用電設備電壓一般在10 kV、6 kV、380/220 V,需要建設降壓變電站,將高電壓變換成用電設備使用的低電壓。通常,鋼鐵冶金企業還建設一定數量的余熱余能回收發電機組,對于大型的發電機組,為降低線損,一般使用升壓變壓器將發電機發出的電能升壓后和電力系統并網。
因此,變壓器在冶金供電系統中應用非常廣泛,對于大型冶金企業,變壓器的數量往往可達幾百臺,電力變壓器的節能改造也會給企業帶來不菲的經濟效益。
以10 kV、1 000 kVA動力變壓器為例,按照《電力變壓器能效限定值及能效等級》(GB 20052—2020)生產的最新能效的節能型變壓器,空載損耗不超過665 W,負載損耗為7 415 W。而目前使用的S9-1 000/10型變壓器空載損耗為1 700 W,負載損耗為10 300 W。額定負載運行時,新國標能效的節能型變壓器與S9型變壓器相比,降低損耗為:(1 700+10 300)-(665+7 415)=3 920 W每年按30天檢修工日、335天連續生產作業工日計算,年降低能耗電量:3 920×24×335÷1 000 =31 516.8 kWh
按每千瓦時電費0.6 元計算,每年可節約電費:31 516.8×0.6=18 910.08 元
因此,使用新能效節能型變壓器,經濟效益非??捎^。目前,一臺新國標能效等級的10 kV、1 000 kVA箱式變壓器價格約為130 000 元,按照計算節約的電費:130 000÷18 910.08≈6.9
7年左右時間就能購買一臺新能效的同容量變壓器。很多企業認為變壓器只要能用就可以一直運行,卻沒有認識到變壓器自身損耗的嚴重性,因此,按照最新國標選用最新能效的變壓器或按照最新國標對老舊變壓器進行節能改造,是節約用電的一項重要措施。
1.3 選用節能型照明燈具
鋼鐵冶金企業廠房、倉庫、路燈等照明用電一般占總用電量的3%~5% 左右。隨著新型節能光源的推廣普及,LED照明燈具逐步得到普遍應用,價格也在降低。同等發光條件下,LED燈具的耗電量僅為鹵素燈的四分之一左右,LED燈的壽命也長于鹵素燈。全面推廣使用LED高效節能燈具、對老舊照明燈具進行節能改造,可以節約大量照明用電。一個大型廠房有100 盞鹵素照明燈,每盞燈功率250 W,總照明功率:250×100 =25 000 W如果將50盞鹵素燈改成LED燈具,每盞燈功率75 W,改造后照明總功率:75×100 =7 500 W鋼鐵冶金企業都是連續作業,廠房照明24 h工作,電價按0.6 元/kWh計算,一個廠房照明改造后每年節約電費:[(25 000-7 500)÷1 000]×24×365×0.6=91 980 元以上只是一個廠房照明節能改造所節約的電費,對于擁有眾多廠房的大型鋼鐵冶金企業而言,工廠照明節能改造節約電費將非??捎^。
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