石油化工行业电机节能降耗的问题及对策探讨

(整期优先)网络出版时间:2024-04-17
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石油化工行业电机节能降耗的问题及对策探讨

戚明亮

(中国石油乌鲁木齐石化公司机电仪运维中心,新疆乌鲁木齐)

摘要:在石油化工行业中,电机作为主要的动力设备,其运行效率和能耗水平直接影响着整个行业的能源消耗状况。随着我国对节能减排政策的日益重视以及可持续发展战略的推进,如何实现电机节能降耗成为石油化工行业面临的重要课题。本文将针对石油化工行业电机节能降耗的问题及对策进行探讨。

关键词:石油化工行业;电机;节能降耗;对策;

1石油化工行业电机应用概述

石油化工行业广泛使用的电机类型主要包括交流异步电机、直流电机和永磁同步电机等。交流异步电机因其结构简单、维护方便、成本较低等优点被大量采用,尤其在泵类、风机等设备上有着广泛的应用。直流电机则因其优秀的调速性能在需要精确控制的场合得到应用,如某些关键工艺的驱动装置。而永磁同步电机以其高效率和节能特性逐渐受到重视,适用于连续运行且要求能效高的场合。

石油化工行业的电机功率需求跨度很大,从几十瓦的小型辅助设备到数千千瓦的大型压缩机和泵,不同的生产工艺对电机的功率需求不同。例如,催化裂化装置中的循环水泵可能需要配备数百千瓦的电机,而炼油装置中的一些控制阀门则可能仅需几瓦的电机。

使用环境方面,石油化工行业中的电机经常需要在高温、高压、易燃易爆的环境中稳定工作。这就要求电机必须具备防爆、防腐、防水等特性,同时还需符合相应的安全标准。为了适应这些特殊的工作环境,电机的设计制造必须考虑到这些因素,以确保长期可靠地运行。

在节能降耗方面,随着全球能源紧张和环保要求的提高,石油化工行业越来越注重电机的节能问题。一方面,通过采用高效节能的电机产品,如IE3或IE4级别的超高效电机,可以显著降低能耗;另一方面,引入变频调速技术可以根据实际工艺需求调整电机的工作状态,减少不必要的能量损耗。此外,定期的维护和保养也是确保电机高效运行的重要措施。

2石油化工行业电机节能降耗存在问题分析

(1)老旧电机大量存在:许多石油化工企业的生产设备使用年限较长,其中包括大量早期购置且效率较低的电机。这些老旧电机由于设计、制造技术以及材料选用等方面的局限性,往往能耗较高,运行效率低下,但因更换成本及停机损失较大,企业可能在短期内对更新换代动力不足。

(2)能效标准执行不力:尽管国家和国际上对于电机能效等级有着明确的标准和规定,但在实际应用中,部分企业出于成本考虑,可能会选择低于最高效能标准的产品。此外,市场监督力度不足或法规执行不到位也可能导致低效电机仍在继续使用。

(3)设备匹配不合理:在工艺流程设计和设备选型阶段,如果未充分考虑到负载特性和运行工况,可能会导致电机与负载之间的不匹配,从而造成“大马拉小车”或者“小马拉大车”的现象,既浪费电能,又降低设备使用寿命。

(4)缺乏智能化控制:传统电机通常采用定速运行方式,而不能根据实际负荷变化进行调速控制,这会导致电机在轻载或者非满负荷状态下效率大幅下降。现代变频调速技术和智能控制系统可以有效解决这一问题,但不少企业在智能化改造方面投入不足。

(5)维护管理滞后:电机设备长期运行后,受磨损、老化等因素影响,其能效会逐渐降低。若日常维护保养不到位,如润滑不良、散热不佳等,将加速电机性能衰退。同时,缺乏定期能效检测和评估机制,也会导致节能空间无法及时挖掘。电机操作人员的技能水平和操作习惯对电机运行效率具有重要影响。部分操作人员缺乏专业培训,对电机操作规范不熟悉,导致电机运行过程中出现能耗过高、故障频发等问题。电机运行过程中的数据监控是及时发现问题和优化运行的重要手段。然而,一些企业缺乏完善的电机监控系统,无法实时掌握电机运行状态,导致电机节能降耗工作难以有效开展。

(6)节能意识淡薄:部分企业和员工对节能减排的重要性认识不足,节能文化的建设较为滞后,这会影响企业从战略层面制定并落实电机节能措施的积极性。

3提高石油化工行业电机节能降耗措施

(1)优化电机选型是实现节能降耗的基础步骤。选择与生产需求相匹配的电机能够使能源发挥最大效能。石油化工企业应根据实际工况,选用高效率的电机,如采用永磁同步电机替代传统的异步电机,可以显著提高系统的能效。此外,合理确定电机功率,避免“大马拉小车”的现象,也是减少浪费、节约能源的关键。

(2)对现有老旧电机进行更新改造是提升能效的重要途径。随着技术的进步,新型高效节能电机不断涌现。因此,对于那些服役多年、技术落后的电机,企业应逐步淘汰并更换为高效节能型电机。实施节能改造项目,对现有电机系统进行节能改造,例如更换为带有内置智能控制器的电机,或者采用软启动器取代传统的星三角启动方式,降低启动电流对电网的冲击,并改善电机启动阶段的能源消耗。使用变频器调速控制技术,可以根据负载变化调整电机的工作状态,从而大幅度降低无效功耗。电机调速技术可以实现电机在不同工况下的高效运行,从而提高能源利用率。常见的电机调速技术包括变频调速、定子电阻调速、转子电阻调速等。通过合理的调速技术,可以降低电机能耗,提高电机运行效率。

(3)加强电机系统的维护保养,确保其长期稳定运行在最佳状态,也是实现节能降耗不可忽视的环节。定期对电机进行清洁和润滑,检查绝缘性能,及时排除故障,这些看似简单的维护工作却能显著延长电机的使用寿命,减少因故障导致的额外能耗。强化电机维护保养管理:制定并执行严格的电机维护保养制度,定期对电机进行清洁、润滑、紧固、绝缘检测等维护工作,及时发现并解决潜在故障,保证电机处于良好的工作状态,延长其使用寿命,降低能耗。

(4)实施能源管理系统是提高电机系统整体能效的有效手段。通过安装先进的监测设备,实时监控电机的运行参数,包括电流、电压、功率因数等,企业能够及时发现异常情况并作出调整。同时,利用数据分析技术对收集到的信息进行深入分析,可以进一步挖掘节能潜力,优化运行策略。建立完善的电机在线监测系统,对电机的工作状态、电流、电压、功率因数等参数进行实时监控,结合大数据分析技术,精准判断电机运行效能,实现智能控制和预测性维护。

(5)在操作层面,提升操作人员的节能意识和技能同样重要。组织专业培训,使操作人员掌握节能操作的技巧和方法,了解节能的重要性,能够在日常工作中更加注重节能实践。比如,合理规划生产计划,避免不必要的空载和频繁启停,减少能量损耗。

(6)推广和应用新型节能技术是持续推进节能降耗的保障。例如,发展和应用电机系统的整体优化设计技术、高效节能材料技术等,不断提升电机的性能。同时,探索可再生能源与传统能源的结合使用,如太阳能、风能等,为电机提供部分或全部动力,以期达到节能减排的目的。

4结束语

石油化工行业电机节能降耗是一项系统工程,需要从技术、管理和制度等多方面入手,综合施策。通过更新换代高效电机、优化动力匹配、引入变频调速技术、加强维护管理、增强节能意识、实施能效监测和探索合同能源管理模式等措施,可以有效提升电机的运行效率,降低能耗,为企业带来经济效益的同时,也为环境保护做出贡献。

参考文献:

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[2]潘文烽.电机节能降耗技术探讨[J].科学与信息化,2020(21):139.

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