1、前言 電能作為一種優質的二次能源，已經成為現代工業中必不可少的能源供給之一．伴隨著現代大工業的發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，在生產過程中更要消耗大量的電能，電能在企業的生產成本中占有相當的比重。電能的生產需要耗費大量的次能源，當前，一次能源日漸緊缺，節約能源已經成為一項關系國計民生的重大事項，直接影響到國家的可持續發展。節約能源最重要的環節就要從節約屯能做起。在上述背景下，國內外發展了非常多的節電技術，其中一些正在產品化或者已經產品化．并獲得應用。可以預見，強大的需求將極大地促進節電產業的發展和進步。 作為鋼鐵企業的龍頭，寶鋼是一個用電大戶，年耗電近100億kW．h電。電動機，電爐等用電負荷需要消耗大量的電能。在這種情況下，節電即是企業降低成本的必需措施，同時也是企業的社會責任之 2、國內外節電概述 從大的方面來說，節電可以分為管理節電和技術節電，所謂管理節電就是通過加強管理，改進措施，提高電能使用的各個環節人員的節電意識，從而避免電能的人為浪費，優化電能使用。如辦公室夏冬季空調設定溫度沒有統一的標準，開窗同時開空調現象，辦公室照明的常明燈等等。寶鋼從2005年開始，制定，一系列節電管理辦法，通過一年左右的加強現場執行力度的檢查和整改等管理手段，目前公司內員工對非生產用電的使用規定的知曉率達到10～1％，長明燈、開窗開空調等現象大大減少，據測算，這部分每年就可以節電1 500萬kW．h。應該說，管理節電在某些企業里面依舊具有相當大的潛力。而技術節電，主要是通過分析電能使用和傳輸環節中電能耗費的不同特點，并針對這種特點采取相應的技術措施和設備改造，從而達到節電的效果。 當前，節電技術按照應用范圍可以分為，電傳輸節電和設備節電，下面分別介紹： 2.1 電網傳輸節電 電能從接入點，一般需要經過輸配電線路和變壓器才能進入最終的用電設備，特別是對大型的工業企業，企業內部有自己的電網，外部電網通過輸電線連接到企業內部電網，由企業內部電阿分配電能到各個使用環節。 線路和變壓器均會產生定的電能損耗，因此通過優化線路和變壓器的配置可以達到節電的作用，即改造落后的高耗損的線路和變壓器，降低網損。另外，通過線路和變壓器的經濟運行，優化電力潮流分布，也可以再進步降低網損。 電網的電能質量直接影響到用電設各的電能使用，因此通過治理電網的電能質量，包括諧波、無功補償等，也可在一定程度上達到節電的效果。目前這個方面國內外發展迅速，各種并樣的通過治理電能質量而降低損耗的節電技術和產品在市場上層出不窮。 2.2 設備節電 電能的使用的最終環節就是用電設備，同時該環節也是節電潛力最大的環節，這主要包括老化低效率用電設備的改造和新型節電技術的應用。 在設備的改造中，電力電子技術在其中扮演著重要的角色，如設備調速、無功補償等。這個方面目前發展也比較迅猛。 3、寶鋼供用電基本情況及寶鋼節電的潛力 3．1 寶鋼供用電結構的主要特點 寶鋼作為一個特大型鋼鐵聯合企業，平均用電負荷達110萬kW，最大負荷達145萬kW，日用電量在2 600萬kW．h左右，接近上海市用電負荷的1/10作為一個地區電網，寶鋼擁有自己的自備電廠，即三臺350MW機組和一臺150MW燃氣輪機組．以及余熱、余壓機組8臺（裝機容量達146MW），自備電廠使寶鋼在一定程度上節約了用電成本。 3.2寶鋼負荷的基本構成 由于鋼廠連續化生產的特性，寶鋼的用電負荷晚上大于白天，節假同大于工作日，機組年檢修因素對用電負荷的影響要超過季節變化影響因素。其次，含有電爐、軋鋼系統的生產對電網產生的沖擊負荷。 寶鋼主要的用電設各，歸納起來，有以下幾種： 1）電動鼓風機 電動鼓風機對高爐提供煉鐵用風，前由5臺鼓風機（其中1臺作為備用）組成。鼓風電動機功率48 000kW／臺，總年耗電約11億kW.h。 2）制氧機 目前共有6臺制氧機組。1#、2#制氧機組制氧能力均為26 000Nm[sup]3[/sup]/h，總裝機容量為45 340KW．于1984年投產。3#制氧機組制氧能力30 000Nm[sup]3[/sup]/h，裝機容量20 500 kW，于1987年投產。4#制氧機組制氧能力30 000Nm[sup]3[/sup]/h，裝機容量20400kW，于1991年投產。寶鋼三期的5#制氧機組制氧能力為60000Nm[sup]3[/sup]/h，裝機容量57 220kW，于1997年投產。6#氧機組制氧能力為60000Nm[sup]3[/sup]/h，裝機容量48 950KW．2000年投產。制氧設備的電耗量在一、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 電爐煉鋼系統包括150 t直流電弧爐一座和交流精煉爐一座，裝機容量分別為99 MVA和22MVA，總計121MVA，年耗電約4.6億kW.h。 4）軋機 寶鋼熱軋和冷軋是寶鋼主要的生產環節之一。軋鋼系統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 鋼鐵企業節電的潛力與難點 鋼鐵企業耗電巨大，既具有較大的節電潛力同時也具有一點的難度，主要表現在以下方面： 1）多年來在節電方面投入欠少，員工節電意識及緊迫感相對較弱。 2）生產經營的導向關注點往往在設備不跳電，而不在節電。節電空間大，但難度也大。如何把握節電與系統安全、工藝產品質量等方面有時難以作出決策，即難以較好地處理風險與收益的關系。 3）系統策劃推進節電工作，節電工作實現突破。逐步淘汰耗能型供配電和用電設備，降低噸鋼電耗，減少規劃期的電力缺口。 4）進步優化公司土要生產工序檢修模式，縮短電廠檢修時間，盡可能減少公司的倒供電量。 5）開展余能多發電勞動競賽，提高發電設備的運轉率和發電量。 6）強化電耗管理，結合工序牛產特點，優化運行方式，提高電能利用率。加強對工序電耗的評價考核與對標。 4、節電產品與技術在寶鋼的應用 目前，寶鋼正在積極地推進節電技術和產品在企業內部的應用，具體業地可以分為以下幾個方面：主干道路照明及生產區域室內外照明回路節電措施、生產區域低壓配電系統的電源質量治理及節電措施、變頻節電技術的推廣應用、涂裝潤滑材料技術的應用、工序電耗對標分析和根據煤氣平衡情況來調整電廠檢修時間等六個方面著手來開展節電工作。 4.1 主干道路照明及生產區域室內外照明回路節電措施 寶鋼產區占地較大，生產廠房眾多，因此有大量的照明設備且24 h使用，據統計，單寶鋼生產區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電具有很大的節電潛力。 日前，主要開展了主干道路和生產區域室內外照明回路的節電措施，年節電量在3 000萬kW．h。開展的技術措施主要有兩個：一是在照明負荷30A以上的供電回路中串聯節電控制器來降壓限流，已安施區域的實測節電率為23％左右，投資回報期3年。二是在可實施換燈區域，將耗能高的汞燈換成金鹵燈等手段。據在寶鋼已實施區域的照度測試和節電率測試報告來看，換燈后，不但區域照度有提高，而且節電率也可達40％左右，投資回報期2年。 4.2 生產區域低壓配電系統的電能質量治理及節電措施 寶鋼生產區域中的制氧、水處理及制水等單元的低壓配電系統中接有許多旋轉設備，如帶有變頻裝置的風機、送水泵、脫水機等等。這些旋轉設各在運行時會產生瞬間浪涌和諧波電流，污染了電源質量。最近我們對制水單元抽樣進行了低壓配電系統的電能質量測試，結果表明：該類系統電流浪涌現象嚴重，諧波含量高，這種現狀導致接入該系統的電氣設備故障損壞率高、設備使用壽命降低、不明原因的故障停機和電能的浪費。針對各單元低壓配電系統的現狀，提出如下改進措施： 1）繼續對帶有變頻裝置的風機、送水泵系統進行電能測試，得到瞬流浪涌和諧波測量數據。 2）根據測試結果得出生產區域中的接有旋轉設備的低壓配電系統電源質量情況總體評價，提出解決方案供專業人員研討。 3）預估措施投入后的提高質量效果和經濟效益。 4）改造目標為設備故障停機率、年設備維修及備件費用下降，節電率5％。 該項工作正通過科研渠道實施中，若科研結論與項測結果基本相符，我們將大力推進該項工作。 4.3 變頻節電技術的推廣應用 寶鋼生產區域的水泵、風機等中低壓系統的變頻裝置投運后，節電效果明顯，甲均節電率25％以上。但變頻裝置在運行時產生瞬間浪涌和諧波電流，污染了電源質量，所以需結合電能質量治理來開展這項工作。考慮以各部門為單元，各部門按照配電系統配置情況集中提出改造方案供公司專業部門研討，在進行方案認證和優化后，由各部門通過技術改造或設備改善等途徑來實施。實施后預計節電率30％以上。 4.4 涂裝潤滑材料技術的應用 對公司目前在役的水泵、風機耗能情況進行，調研和評估；對200 kw以上大功率水泵、風機的配置、運行效率等參數進行調研和耗能情況分析。通過涂裝合適的高分子潤滑材料可減少水泵、風機內部流動阻力，達到提高效率節約電能的目的。按已實施的200kw送水泵系統的測試結果來看，節電率在3％，投資回報期l～2年。 4.5 工序電耗對標和分析 首先對寶鋼分公司范圍設計的一些電氣設備（包括電氣室、變壓器、繼保裝置、電動機等）進行應用現狀調查．利用采集到的數據進行深入的節電潛力分析。同時通過對寶鋼和國內鋼廠各單元（包括煉焦、燒結、高爐、煉鋼、電爐、初軋、高線、熱軋、冷軋、鋼管等）工序電耗各種數據的收集，從原料、結構、工藝和產量規模等各種參數方面對工序電耗組成進行分解和分析，通過對寶鋼分公司與國內各大主要鋼廠的數據對比，剖析某些單元工序電耗高的主要影響因素，以及存在的節電潛力。 調查分析發現，寶鋼在噸鋼電耗與馬鋼、鞍鋼等國內企業和中鋼、浦項等圍外企業比除電爐工序外無優勢，這除了生產工藝和產品加工深度不同外，還和計算方式和加強工序電耗的管理等方面有關。如能在降低軋鋼工序電耗方面作工作，如提高設備作業率、降低設備待機率，通過無功補償裝置來提高軋機電力系統的功率因數等于段，寶鋼噸鋼電耗還能冉降低。目前在著手調查寶鋼供配電系統中功率因數低于0.7以下的區域并已有初步結論，擬通過技術改造項目來予以優化。 4.6 根據煤氣平衡情況來調整電廠檢修時間 寶鋼電廠機組是火山發電機組，可燃燒高爐煤氣、轉爐煤氣，焦爐煤氣和煤．電廠4臺機每年要安排計劃檢修，若能結合公司主要工序年修計劃合理安排發電機組檢修時間，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的倒供電。即：在耗電最高的工序年修時，同步安排發電機組的檢修。保守估計這將減少公司倒供電量9 000萬kW．h左右，減少倒供電電差價損失l200萬元。 以上工作在去年按計劃順利地進行，完成了年節電l億kW．h．創經濟效益5 000萬元以上的目標。如再考慮系統完善后的設備故障率降低、設備使用壽命延長、備件費用減少和社會效益等因素，這些工作取得的成效很大。 5、寶鋼節電的前景展望 節電工作是十長期的工作，其中既涉及管理方面，也涉及技術方面．寶鋼目前在節電工作方面已經取得了較大的進展，但還具有較大的潛力，節電應用的前景廣闊：另外．節電有時也會與系統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約電能，這個需要具體問題具體分析，當二者發生矛盾的時候，在二者之問進行綜合考慮，這個問題也是在寶鋼節電工作中需要綜合考慮的問題。 6、結論 節電，特別是大型工業企業的節電已經成為必需，這既是企業降低成本的需要，也是企業的社會責任。大型的工業企業具有較大的節電潛力，但需要具體問題具體丹忻，發掘節電潛力所在。 節電工作不僅僅是技術問題，往往涉及技術和管理兩十方面，兩十均具有較大的節電潛力，甚至有時候管理節電的潛力更大． 日前寶鋼的節電工作進展迅速，并已經取得了較好的效果，但是從長期來看，進步節電仍然需要較多的工作。