1、前言 電能作為一種優(yōu)質(zhì)的二次能源，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)中必不可少的能源供給之一．伴隨著現(xiàn)代大工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，電能消耗將越來越大，特別是大型鋼鐵企業(yè)，在生產(chǎn)過程中更要消耗大量的電能，電能在企業(yè)的生產(chǎn)成本中占有相當(dāng)?shù)谋戎?。電能的生產(chǎn)需要耗費(fèi)大量的次能源，當(dāng)前，一次能源日漸緊缺，節(jié)約能源已經(jīng)成為一項(xiàng)關(guān)系國計(jì)民生的重大事項(xiàng)，直接影響到國家的可持續(xù)發(fā)展。節(jié)約能源最重要的環(huán)節(jié)就要從節(jié)約屯能做起。在上述背景下，國內(nèi)外發(fā)展了非常多的節(jié)電技術(shù)，其中一些正在產(chǎn)品化或者已經(jīng)產(chǎn)品化．并獲得應(yīng)用?？梢灶A(yù)見，強(qiáng)大的需求將極大地促進(jìn)節(jié)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。 作為鋼鐵企業(yè)的龍頭，寶鋼是一個(gè)用電大戶，年耗電近100億kW．h電。電動(dòng)機(jī)，電爐等用電負(fù)荷需要消耗大量的電能。在這種情況下，節(jié)電即是企業(yè)降低成本的必需措施，同時(shí)也是企業(yè)的社會(huì)責(zé)任之 2、國內(nèi)外節(jié)電概述 從大的方面來說，節(jié)電可以分為管理節(jié)電和技術(shù)節(jié)電，所謂管理節(jié)電就是通過加強(qiáng)管理，改進(jìn)措施，提高電能使用的各個(gè)環(huán)節(jié)人員的節(jié)電意識，從而避免電能的人為浪費(fèi)，優(yōu)化電能使用。如辦公室夏冬季空調(diào)設(shè)定溫度沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，開窗同時(shí)開空調(diào)現(xiàn)象，辦公室照明的常明燈等等。寶鋼從2005年開始，制定，一系列節(jié)電管理辦法，通過一年左右的加強(qiáng)現(xiàn)場執(zhí)行力度的檢查和整改等管理手段，目前公司內(nèi)員工對非生產(chǎn)用電的使用規(guī)定的知曉率達(dá)到10～1％，長明燈、開窗開空調(diào)等現(xiàn)象大大減少，據(jù)測算，這部分每年就可以節(jié)電1 500萬kW．h。應(yīng)該說，管理節(jié)電在某些企業(yè)里面依舊具有相當(dāng)大的潛力。而技術(shù)節(jié)電，主要是通過分析電能使用和傳輸環(huán)節(jié)中電能耗費(fèi)的不同特點(diǎn)，并針對這種特點(diǎn)采取相應(yīng)的技術(shù)措施和設(shè)備改造，從而達(dá)到節(jié)電的效果。 當(dāng)前，節(jié)電技術(shù)按照應(yīng)用范圍可以分為，電傳輸節(jié)電和設(shè)備節(jié)電，下面分別介紹： 2.1 電網(wǎng)傳輸節(jié)電 電能從接入點(diǎn)，一般需要經(jīng)過輸配電線路和變壓器才能進(jìn)入最終的用電設(shè)備，特別是對大型的工業(yè)企業(yè)，企業(yè)內(nèi)部有自己的電網(wǎng)，外部電網(wǎng)通過輸電線連接到企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)，由企業(yè)內(nèi)部電阿分配電能到各個(gè)使用環(huán)節(jié)。 線路和變壓器均會(huì)產(chǎn)生定的電能損耗，因此通過優(yōu)化線路和變壓器的配置可以達(dá)到節(jié)電的作用，即改造落后的高耗損的線路和變壓器，降低網(wǎng)損。另外，通過線路和變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，優(yōu)化電力潮流分布，也可以再進(jìn)步降低網(wǎng)損。 電網(wǎng)的電能質(zhì)量直接影響到用電設(shè)各的電能使用，因此通過治理電網(wǎng)的電能質(zhì)量，包括諧波、無功補(bǔ)償?shù)?，也可在一定程度上達(dá)到節(jié)電的效果。目前這個(gè)方面國內(nèi)外發(fā)展迅速，各種并樣的通過治理電能質(zhì)量而降低損耗的節(jié)電技術(shù)和產(chǎn)品在市場上層出不窮。 2.2 設(shè)備節(jié)電 電能的使用的最終環(huán)節(jié)就是用電設(shè)備，同時(shí)該環(huán)節(jié)也是節(jié)電潛力最大的環(huán)節(jié)，這主要包括老化低效率用電設(shè)備的改造和新型節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用。 在設(shè)備的改造中，電力電子技術(shù)在其中扮演著重要的角色，如設(shè)備調(diào)速、無功補(bǔ)償?shù)?。這個(gè)方面目前發(fā)展也比較迅猛。 3、寶鋼供用電基本情況及寶鋼節(jié)電的潛力 3．1 寶鋼供用電結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn) 寶鋼作為一個(gè)特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，平均用電負(fù)荷達(dá)110萬kW，最大負(fù)荷達(dá)145萬kW，日用電量在2 600萬kW．h左右，接近上海市用電負(fù)荷的1/10作為一個(gè)地區(qū)電網(wǎng)，寶鋼擁有自己的自備電廠，即三臺(tái)350MW機(jī)組和一臺(tái)150MW燃?xì)廨啓C(jī)組．以及余熱、余壓機(jī)組8臺(tái)（裝機(jī)容量達(dá)146MW），自備電廠使寶鋼在一定程度上節(jié)約了用電成本。 3.2寶鋼負(fù)荷的基本構(gòu)成 由于鋼廠連續(xù)化生產(chǎn)的特性，寶鋼的用電負(fù)荷晚上大于白天，節(jié)假同大于工作日，機(jī)組年檢修因素對用電負(fù)荷的影響要超過季節(jié)變化影響因素。其次，含有電爐、軋鋼系統(tǒng)的生產(chǎn)對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊負(fù)荷。 寶鋼主要的用電設(shè)各，歸納起來，有以下幾種： 1）電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī) 電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)對高爐提供煉鐵用風(fēng)，前由5臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)（其中1臺(tái)作為備用）組成。鼓風(fēng)電動(dòng)機(jī)功率48 000kW／臺(tái)，總年耗電約11億kW.h。 2）制氧機(jī) 目前共有6臺(tái)制氧機(jī)組。1#、2#制氧機(jī)組制氧能力均為26 000Nm[sup]3[/sup]/h，總裝機(jī)容量為45 340KW．于1984年投產(chǎn)。3#制氧機(jī)組制氧能力30 000Nm[sup]3[/sup]/h，裝機(jī)容量20 500 kW，于1987年投產(chǎn)。4#制氧機(jī)組制氧能力30 000Nm[sup]3[/sup]/h，裝機(jī)容量20400kW，于1991年投產(chǎn)。寶鋼三期的5#制氧機(jī)組制氧能力為60000Nm[sup]3[/sup]/h，裝機(jī)容量57 220kW，于1997年投產(chǎn)。6#氧機(jī)組制氧能力為60000Nm[sup]3[/sup]/h，裝機(jī)容量48 950KW．2000年投產(chǎn)。制氧設(shè)備的電耗量在一、二、三期分別為0.461 kW•h/Nm[sup]3[/sup]、0.428 kW•h/Nm[sup]3[/sup]、0.423kw•h/Nm[sup]3[/sup]，總年耗電約12億kW•h。 3）電爐 電爐煉鋼系統(tǒng)包括150 t直流電弧爐一座和交流精煉爐一座，裝機(jī)容量分別為99 MVA和22MVA，總計(jì)121MVA，年耗電約4.6億kW.h。 4）軋機(jī) 寶鋼熱軋和冷軋是寶鋼主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一。軋鋼系統(tǒng)所耗電能約占寶鋼總電能消耗的1/3左右，約28億kW•h。 3.3 鋼鐵企業(yè)節(jié)電的潛力與難點(diǎn) 鋼鐵企業(yè)耗電巨大，既具有較大的節(jié)電潛力同時(shí)也具有一點(diǎn)的難度，主要表現(xiàn)在以下方面： 1）多年來在節(jié)電方面投入欠少，員工節(jié)電意識及緊迫感相對較弱。 2）生產(chǎn)經(jīng)營的導(dǎo)向關(guān)注點(diǎn)往往在設(shè)備不跳電，而不在節(jié)電。節(jié)電空間大，但難度也大。如何把握節(jié)電與系統(tǒng)安全、工藝產(chǎn)品質(zhì)量等方面有時(shí)難以作出決策，即難以較好地處理風(fēng)險(xiǎn)與收益的關(guān)系。 3）系統(tǒng)策劃推進(jìn)節(jié)電工作，節(jié)電工作實(shí)現(xiàn)突破。逐步淘汰耗能型供配電和用電設(shè)備，降低噸鋼電耗，減少規(guī)劃期的電力缺口。 4）進(jìn)步優(yōu)化公司土要生產(chǎn)工序檢修模式，縮短電廠檢修時(shí)間，盡可能減少公司的倒供電量。 5）開展余能多發(fā)電勞動(dòng)競賽，提高發(fā)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率和發(fā)電量。 6）強(qiáng)化電耗管理，結(jié)合工序牛產(chǎn)特點(diǎn)，優(yōu)化運(yùn)行方式，提高電能利用率。加強(qiáng)對工序電耗的評價(jià)考核與對標(biāo)。 4、節(jié)電產(chǎn)品與技術(shù)在寶鋼的應(yīng)用 目前，寶鋼正在積極地推進(jìn)節(jié)電技術(shù)和產(chǎn)品在企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用，具體業(yè)地可以分為以下幾個(gè)方面：主干道路照明及生產(chǎn)區(qū)域室內(nèi)外照明回路節(jié)電措施、生產(chǎn)區(qū)域低壓配電系統(tǒng)的電源質(zhì)量治理及節(jié)電措施、變頻節(jié)電技術(shù)的推廣應(yīng)用、涂裝潤滑材料技術(shù)的應(yīng)用、工序電耗對標(biāo)分析和根據(jù)煤氣平衡情況來調(diào)整電廠檢修時(shí)間等六個(gè)方面著手來開展節(jié)電工作。 4.1 主干道路照明及生產(chǎn)區(qū)域室內(nèi)外照明回路節(jié)電措施 寶鋼產(chǎn)區(qū)占地較大，生產(chǎn)廠房眾多，因此有大量的照明設(shè)備且24 h使用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，單寶鋼生產(chǎn)區(qū)域主廠房照明的年耗電量在9 000萬kW．h以上，所以寶鋼開展照明節(jié)電具有很大的節(jié)電潛力。 日前，主要開展了主干道路和生產(chǎn)區(qū)域室內(nèi)外照明回路的節(jié)電措施，年節(jié)電量在3 000萬kW．h。開展的技術(shù)措施主要有兩個(gè)：一是在照明負(fù)荷30A以上的供電回路中串聯(lián)節(jié)電控制器來降壓限流，已安施區(qū)域的實(shí)測節(jié)電率為23％左右，投資回報(bào)期3年。二是在可實(shí)施換燈區(qū)域，將耗能高的汞燈換成金鹵燈等手段。據(jù)在寶鋼已實(shí)施區(qū)域的照度測試和節(jié)電率測試報(bào)告來看，換燈后，不但區(qū)域照度有提高，而且節(jié)電率也可達(dá)40％左右，投資回報(bào)期2年。 4.2 生產(chǎn)區(qū)域低壓配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量治理及節(jié)電措施 寶鋼生產(chǎn)區(qū)域中的制氧、水處理及制水等單元的低壓配電系統(tǒng)中接有許多旋轉(zhuǎn)設(shè)備，如帶有變頻裝置的風(fēng)機(jī)、送水泵、脫水機(jī)等等。這些旋轉(zhuǎn)設(shè)各在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間浪涌和諧波電流，污染了電源質(zhì)量。最近我們對制水單元抽樣進(jìn)行了低壓配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量測試，結(jié)果表明：該類系統(tǒng)電流浪涌現(xiàn)象嚴(yán)重，諧波含量高，這種現(xiàn)狀導(dǎo)致接入該系統(tǒng)的電氣設(shè)備故障損壞率高、設(shè)備使用壽命降低、不明原因的故障停機(jī)和電能的浪費(fèi)。針對各單元低壓配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出如下改進(jìn)措施： 1）繼續(xù)對帶有變頻裝置的風(fēng)機(jī)、送水泵系統(tǒng)進(jìn)行電能測試，得到瞬流浪涌和諧波測量數(shù)據(jù)。 2）根據(jù)測試結(jié)果得出生產(chǎn)區(qū)域中的接有旋轉(zhuǎn)設(shè)備的低壓配電系統(tǒng)電源質(zhì)量情況總體評價(jià)，提出解決方案供專業(yè)人員研討。 3）預(yù)估措施投入后的提高質(zhì)量效果和經(jīng)濟(jì)效益。 4）改造目標(biāo)為設(shè)備故障停機(jī)率、年設(shè)備維修及備件費(fèi)用下降，節(jié)電率5％。 該項(xiàng)工作正通過科研渠道實(shí)施中，若科研結(jié)論與項(xiàng)測結(jié)果基本相符，我們將大力推進(jìn)該項(xiàng)工作。 4.3 變頻節(jié)電技術(shù)的推廣應(yīng)用 寶鋼生產(chǎn)區(qū)域的水泵、風(fēng)機(jī)等中低壓系統(tǒng)的變頻裝置投運(yùn)后，節(jié)電效果明顯，甲均節(jié)電率25％以上。但變頻裝置在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生瞬間浪涌和諧波電流，污染了電源質(zhì)量，所以需結(jié)合電能質(zhì)量治理來開展這項(xiàng)工作?？紤]以各部門為單元，各部門按照配電系統(tǒng)配置情況集中提出改造方案供公司專業(yè)部門研討，在進(jìn)行方案認(rèn)證和優(yōu)化后，由各部門通過技術(shù)改造或設(shè)備改善等途徑來實(shí)施。實(shí)施后預(yù)計(jì)節(jié)電率30％以上。 4.4 涂裝潤滑材料技術(shù)的應(yīng)用 對公司目前在役的水泵、風(fēng)機(jī)耗能情況進(jìn)行，調(diào)研和評估；對200 kw以上大功率水泵、風(fēng)機(jī)的配置、運(yùn)行效率等參數(shù)進(jìn)行調(diào)研和耗能情況分析。通過涂裝合適的高分子潤滑材料可減少水泵、風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)阻力，達(dá)到提高效率節(jié)約電能的目的。按已實(shí)施的200kw送水泵系統(tǒng)的測試結(jié)果來看，節(jié)電率在3％，投資回報(bào)期l～2年。 4.5 工序電耗對標(biāo)和分析 首先對寶鋼分公司范圍設(shè)計(jì)的一些電氣設(shè)備（包括電氣室、變壓器、繼保裝置、電動(dòng)機(jī)等）進(jìn)行應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查．利用采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的節(jié)電潛力分析。同時(shí)通過對寶鋼和國內(nèi)鋼廠各單元（包括煉焦、燒結(jié)、高爐、煉鋼、電爐、初軋、高線、熱軋、冷軋、鋼管等）工序電耗各種數(shù)據(jù)的收集，從原料、結(jié)構(gòu)、工藝和產(chǎn)量規(guī)模等各種參數(shù)方面對工序電耗組成進(jìn)行分解和分析，通過對寶鋼分公司與國內(nèi)各大主要鋼廠的數(shù)據(jù)對比，剖析某些單元工序電耗高的主要影響因素，以及存在的節(jié)電潛力。 調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，寶鋼在噸鋼電耗與馬鋼、鞍鋼等國內(nèi)企業(yè)和中鋼、浦項(xiàng)等圍外企業(yè)比除電爐工序外無優(yōu)勢，這除了生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品加工深度不同外，還和計(jì)算方式和加強(qiáng)工序電耗的管理等方面有關(guān)。如能在降低軋鋼工序電耗方面作工作，如提高設(shè)備作業(yè)率、降低設(shè)備待機(jī)率，通過無功補(bǔ)償裝置來提高軋機(jī)電力系統(tǒng)的功率因數(shù)等于段，寶鋼噸鋼電耗還能冉降低。目前在著手調(diào)查寶鋼供配電系統(tǒng)中功率因數(shù)低于0.7以下的區(qū)域并已有初步結(jié)論，擬通過技術(shù)改造項(xiàng)目來予以優(yōu)化。 4.6 根據(jù)煤氣平衡情況來調(diào)整電廠檢修時(shí)間 寶鋼電廠機(jī)組是火山發(fā)電機(jī)組，可燃燒高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣，焦?fàn)t煤氣和煤．電廠4臺(tái)機(jī)每年要安排計(jì)劃檢修，若能結(jié)合公司主要工序年修計(jì)劃合理安排發(fā)電機(jī)組檢修時(shí)間，除能消化各種煤氣，減少煤氣放散外，還能大量減少從電力系統(tǒng)的倒供電。即：在耗電最高的工序年修時(shí)，同步安排發(fā)電機(jī)組的檢修。保守估計(jì)這將減少公司倒供電量9 000萬kW．h左右，減少倒供電電差價(jià)損失l200萬元。 以上工作在去年按計(jì)劃順利地進(jìn)行，完成了年節(jié)電l億kW．h．創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益5 000萬元以上的目標(biāo)。如再考慮系統(tǒng)完善后的設(shè)備故障率降低、設(shè)備使用壽命延長、備件費(fèi)用減少和社會(huì)效益等因素，這些工作取得的成效很大。 5、寶鋼節(jié)電的前景展望 節(jié)電工作是十長期的工作，其中既涉及管理方面，也涉及技術(shù)方面．寶鋼目前在節(jié)電工作方面已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，但還具有較大的潛力，節(jié)電應(yīng)用的前景廣闊：另外．節(jié)電有時(shí)也會(huì)與系統(tǒng)安全性相互之間存在一定的矛盾，在某些情況下，降低安全裕度，可以在一定程度上節(jié)約電能，這個(gè)需要具體問題具體分析，當(dāng)二者發(fā)生矛盾的時(shí)候，在二者之問進(jìn)行綜合考慮，這個(gè)問題也是在寶鋼節(jié)電工作中需要綜合考慮的問題。 6、結(jié)論 節(jié)電，特別是大型工業(yè)企業(yè)的節(jié)電已經(jīng)成為必需，這既是企業(yè)降低成本的需要，也是企業(yè)的社會(huì)責(zé)任。大型的工業(yè)企業(yè)具有較大的節(jié)電潛力，但需要具體問題具體丹忻，發(fā)掘節(jié)電潛力所在。 節(jié)電工作不僅僅是技術(shù)問題，往往涉及技術(shù)和管理兩十方面，兩十均具有較大的節(jié)電潛力，甚至有時(shí)候管理節(jié)電的潛力更大． 日前寶鋼的節(jié)電工作進(jìn)展迅速，并已經(jīng)取得了較好的效果，但是從長期來看，進(jìn)步節(jié)電仍然需要較多的工作。