正文 第二十章 計劃用電與節約用電(三)(3 / 3)

改革工藝流程,采用微機控製是提高電能利用率的新途徑。據冶金部報導,成都無縫鋼管廠已有8台加熱爐用微機控製,1984年平均單耗比部頒標準降低太原鋼鐵公司50噸氧氣頂吹轉爐采用計算機靜態控製煉鋼,大大縮短了煉鋼時間,降低了電耗。目前,世界上工業先進國家都在研究直流電弧爐煉鋼,具有很多優點。例如,電弧穩定,短網電壓損失小,磁路渦流損耗小,沒有集膚效應,導體電流密度均勻等。

總之,電熱、電爐設備的使用十分複雜,必須結合實際情況,采取針對性措施,逐步加以改進。

五、整流設備的效率分析

1.在化工電解、金屬冶煉、金屬電鍍、鐵道電氣化、城市電車以及礦山電力牽引等處,目前使用最多的為大功率矽整流裝置,包括整流變壓器、矽整流器及其附屬設備,統稱整流設備。整流變壓器的功率損失,損失率與效率的計算與電力變壓器相同,鐵損是固定的,鐦損與負載率的平方成正比,當鐦損等於鐵損時,效率最高。矽整流器的空載功率損失包括反向漏流損失,均壓電阻損失,交流阻容過電壓吸收裝置的空載損失,直流阻容過電壓無吸收裝置的功率損失以及風機的功率損耗等,這些損失與負荷大小無關,或近似與負荷無關,故可視為固定損失。矽整流器的負載功率損失分為兩部分:其中一部分功率損失包括矽元件正向起始電壓所引起的損失,換向電容和電阻的功率損失,以及交流阻容過電壓吸收裝置在額定負荷時增加的功率損失(即不包括空載損失)等,這些損失與負荷電流成正比,或近似與負荷的一次方成正比:另一部分功率損失包括元件正向電阻損失,整流器內部聯線及快速熔斷器等的功率損失,以及整流器外部交直流母線的功率損失等,這些損失都是與負荷電流的平方成正比的。因此整流設備的功率損失戶包括三部分:其一為空載損失戶。其二為與負載率成正比的額定負荷時功率損失屍;其三為與負載率成正比的額定負荷時功率損失屍。

2.采用帶負荷調壓的整流變壓器,最好是直降式的,即從電源電壓直接降為整流裝置的使用電壓,避免多次降壓。目前仍使用串聯感應調壓器的應逐步更新改造,把調壓和降壓組合在一台變壓器內。

變壓器二次側每相都要有兩組繞組,連接時采用同相逆並聯技術,使它們產生的交變磁通基本上抵消,大大減小電抗,線路壓降可減少60~70%。其它如取消均壓電阻,以壓敏電阻代替阻容電阻等,都可適當降低功率損失。

六、電化學生產節電的主要途徑

電化學生產節電的主要途徑,在於采用新技術,提高電流效率,降低槽電壓,加強維護,合理運行。

1.電化學生產是以強大電流通過導電的酸、堿、鹽類的稀溶液,分解各種化合物來進行的。在電化學中,一般分為電解、電冶、電鍍、電鑄等,統稱為電解工業,它是化學工業中一個重要的組成部份。電解水可以製取氫氣和氧氣;電解食鹽水溶液以製取氯氣和氫氧化鈉。采用電解方法還可以提煉純金屬。例如,從礦石直接熔煉出來的銅,通常含有硫化鐦等雜質,如用這種不純的鐦作為陽極,用硫酸銅或硫酸溶液作為電解液,通電後,陰極上就有純鐦折出,叫做電解鐦。又如,把被鍍的物品當作陰極,把作鍍的金屬當作陽極,並把所鍍金屬的鹽溶液作為電解液,通電後,陰極上就會在被鍍物品上鍍上一層所鍍的金屬,如鍍金、鍍銀、鍍鎳、鍍鉻、鍍銅等。另外,利用電解方法還可以鑄製物品,先用臘或其它範性材料製出模型,在上麵塗上一層石墨當導體,作為電解硫酸鐦溶液的陰極,用鐦板作為陽極,通電後,在陰極折出的銅就沉積在模型外表麵上,挖出殼內的範性材料,並用熔融了的金屬填充,就製成了堅實的鑄品。

2.1834年,英國物理學家法拉第通過一係列的電解實驗,總結出兩條定律,叫做法拉第電解定律。它論述了物理和化學現象之間的重要聯係,從而奠定了電化學的基礎。現將幾種常用物質的電化當量列出。

任何電解槽都有阻礙電流通過的反電動勢存在,其大小由電解液的性質決定。為使電解正常進行,電解兩端施加的槽電壓必須等於電解質的理論分解電壓、電極過電壓以及金屬導體、電解質、接觸麵、隔膜等處的電壓降三者之和。在電解生產中,電流強度和時間可以根據需要確定,但是,電解槽的電壓降隨時都在發生變化,直接影響能量的消耗。所以,必須用直流電耗來考核產品耗電量。

3.電極過電壓與材料性質和運行操作有關。在電解鋁工業中,電解質的電壓降約占平均槽電壓的40%。縮短電極的極距,減少電解質壓降,具有重大意義。因此,必須加強槽電壓的測試工作,及時分析電解液的性質,成分等,嚴格控製加料,保持適宜的溫度,從而降低電解質的電阻率,使電解反應處於最佳狀態。如槽電壓降低0.1伏,每噸鋁可節電370多千瓦時。在燒堿工業中,采用金屬陽極代替石墨陽極,一般可降低過電壓90%左右,達0.22伏。

4.改進電解槽隔膜很重要。近年來,我國研製陽離子交換膜已在電解過硫酸銨和雙氧水中推廣應用。這種交換膜具有離子選擇性,使負離子不能向陰極室移動,正離子又不能移向陽極室,避免了電極“副反應”的發生,從而可降低槽電壓。要注意在組裝維修中,不要損壞碰傷交換膜,避免雜質和溶液水的堵塞。在目前使用的石棉隔膜中加入定量的氟係樹脂,可使極距縮短到3.2毫米,槽電壓可降至3伏以下。

5.電流強度不應超過經濟電流密度,這是降低槽電壓,提高電流效率的關鍵。為了嚴格控製電流密度,必須加強電解質的成分管理,控製電解液的溶解度,降低電解的泄漏電流,保持適當的電解溫度等。溫度過高或過低,都會使電流效率降低。鋁電解槽溫度高出工作指標101,電流效率將下降1~2%。要確保電解槽對地絕緣良好,電解液要斷流,不讓它連續不斷地連成一線,每個電解槽的泄漏電流應小於槽組電流的0.1—0.2%。在電解鋁生產中,向電解質添加的鋰鹽,可以提高電解質的導電率,降低溫度15~20度,降低電耗1~3%,使鋁產量增如,現將我國對電解電鍍的技術指標要求列出。

八、節約照明用電是涉及麵最廣泛的節電措施

1.早在19世紀上半葉,人類就開始用直流電照明。1882年,美國大發明家愛迪生建立了世界上第一座直流發電廠,使1500盞電燈大放光明。100多年來,人類不斷的研究提高光源的發光效率。

從發光效率看,低壓鈉燈最高,每瓦200流明;其次是高壓.鈉燈,每瓦125流明;日光燈和金屬鹵化物燈每瓦90流明;高壓水銀燈每瓦70流明;充氣的白熾燈每瓦30流明;普通白熾燈最低,每瓦約15流明。

如上所述,選擇高效電光源是節約用電的關鍵。對於一般宰內照明,可以采用日光燈代替白熾燈;對於安裝在4米以上的室內光源,可以采用金屬鹵化物燈,或與日光燈混合使用;對於街道和室外照明,可以采用高壓鈉燈或金屬鹵化物燈,代替高壓水銀燈;在碼頭、礦區、隧道等處,可以采用低壓鈉燈。

由於氣體放電光源功率因數很低,日光燈約為0.32,高壓鈉

燈為0.44,金屬鹵化物燈約為0.5,因此,功率在40瓦以上的氣體放電光源必須就地進行分散補償,使功率因數達到0.85以上。

2.根據《工業企業照明設計標準》有關規定,列出各種舉合的最低照明值。應當根據國家規定,合理選擇照明方式,照度水平,高效燈具等,加強對照明設備的運行管理,充分利用自然光,合理控製照明時間,消滅常明燈和不必要的照明,在合理的照度條件下盡可能節約用電。