大连某修船厂综合节能措施浅析

摘要：文章介绍了修船厂电力成本控制问题，阐述了用电管理过程中各项具体技能措施。

关键词：修船厂节能、电费支出、电气节能、变压器损耗

中图分类号：F407 文献标识码： A

众所周知，造船工业是高能耗、劳动密集型产业。如何做好造、修船厂的节能工作是船舶工业发展的重要课题。对于修船厂而言，电费支出已占到总能源费用的40%以上[1]，每年的电力成本费用相当可观。加强船厂用电管理、降低电力成本，已成为各个船厂节能工作的重点之一。本文以大连某修船厂供电系统为例，分析电费和能耗产生的原因并提出在变压器经济运行、功率因数控制、线损管理等方面的几项节能措施。

一、修船厂供电系统的特点

二、影响电费问题的因素

在电费中包含3部分内容：基本电费（需量费）、电度电费、力率调整费。电度电费受船厂在峰、平、谷3个时段的电量分布比例不同而不同。通过合理的生产调度实施移峰填谷措施可以达到降价单位电度电价的目的。

目前，我国大用户实行两部电价制，电费包括电度费用和基本电费两部分。基本电费可按投运的高压设备容量缴纳，也可按用户的最大需量缴纳。船厂可根据装机容量和实际负荷进行测算，以确定采用哪种方式可以降低基本电费。以45MVA变压器为例，按变压器容量收取基本电费24元/KVA・月和按需量收取基本电费44元/KVA・月为例进行比较，当实际需量小于24.545KVA时按需量收费的基本电费较低，当实际需量大于24.545KVA时按容量收费的基本电费较低（按需量收取基本电费有利于实施变压器的经济运行）[3]。

对采用2条或多条进线供电的船厂，若按需量缴纳基本电费时，还应注意多条线路计费点需量叠加造成总的计算收费需量往往比实际需量大的情况，此时，应考虑实现不同计费点最大需量的瞬时叠加，而不是抄表统计后的事后相加。

为提高供电系统的变配利用率降低线损，供电部门对各用户在计费点处实施功率因数考核制度，当低于规定标准时会在原电费的基础上加收电费，并随与功率因数标准值的差值增大面增加。若以功率因数0.9为考核标准，当实际功率因数为0.65时，电缆将在原基础上增加15%[4]。因此，船厂用电管理部门应加强系统无功的管理，避免不必要的力率调整而导致电费成本的增加。

虽然采取不同计费方式、实施移峰填谷的生产调度方案并不能实质上减少电能消耗，但对于船厂来说，可以减少电费支出，从而降低电力成本。

三、供电系统电能损耗原因分析及措施

船厂供电系统主要由变压器和线路构成，它们在输送电能的同时本身也在消耗功率，因此供电系统的节能就是降低变压器和线路的损耗。

变压器节能就是降低其损耗、提高其运行效率。双绕组变压器在忽略其无功损耗和电压降对有功损耗的影响时，有功损耗由下式计算：

ΔP=P0+PK（S/SN）2

式中：ΔP为变压器有功功率损耗，KW；P0为变压器额定空载损耗，KW；PK为变压器额定负载损耗，KW；S为实际通过变压器的视在功率，KVA；SN为变压器额定视在功率，KVA。

P0为空载损耗又称铁损，它是由铁芯的涡流及漏磁损耗组成，其值与铁芯材质和制造工艺有关，而和变压器的负荷无关。该值在变压器铭牌中可查到；PK（S/SN）2为短路损耗又称铜损，取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，即与负载率S/SN的平方成正比。

在电力变压器中，当铜损等于铁损时，损失最小，效率最高。

因此，对于运行中变压器应注意观察变压器的负载，根据负载大小，合理调整变压器的运行台数，在保证安全用电的前提下尽量使变压器运行在经济负荷范围内。对于由两台相同容量或者两台不同容量的变压器组成的变电所，还必须根据变压器的空载损耗和短路损耗以及变压器的额定容量，通过计算得出变压器的经济运行条件。

在上述供电服务对象中主要大功率设备有：大型船舶的压载泵、克令吊、超重机的起升变幅机构等电机以及船舶特涂工程使用的除湿机、空压机、吸砂机设备等。因此在对上述设备供电时必须考虑电缆的经济电流密度，以保证供电电缆达到长时间按经济电流密度运行，同时考虑线路的安全运行，以高峰负荷时段电线通过的安全电流为基础（连续通过而不至于使导线过热的电流为安全电流，导线的最高工作温度为65℃），对选择的经济截面进行修正。

同时对0.4kV线路控制在350m以内，0.4kV线路的输送功率控制在175kW以内。若超过上述距离宜采用10kV电源供电到负荷中心，再降压到0.4kV后供负载设备使用，10kV输送距离和输送功率控制在10km和5000kW的范围内。

供电系统功率因数的变化直接影响到上述变压器和线路的损耗，但无功功率同有功功率一样是保证供电不可缺少的部分。管理控制好无功不仅降低线路损失，改善电压质量而且还可以减少设备容量，增加电网的传输能力，提高输变电设备的利用率。提高系统功率因数可以减少线损和变损。 系统的无功补偿应按照“全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡”的原则，进行合理配置，以取得最大的综合补偿效益。在变压器低压侧实施集中补偿可以提高计费点的功率因数，满足功率因数考核标准的要求，避免供电部门因功率因数不达标而增收的力率调节费，但集中补偿代替不了就地补偿，两级必须同时进行，各行其责。

随着变频调速系统、静止变频电源等各类电力电子设备的广泛应用，由它们产生的谐波电流对供电系统影响很大。谐波电流的存在不仅增加了供配电系统的电能损耗，而且对供配电线路及电气设备产生危害。为了抑制谐波通常在10KV变压器低压侧设置有源滤波器，达到净化电路的目的。

四、生产过程中的节能降耗措施

在船舶工程中使用了大量的焊机、风机、电动机和工业照明器具，它们除了在改善电气性能上采用措施实施节能外，还必须在改进生产工艺、提高生产效率上实施节能措施。从节约电能和提高用电设备的综合效益出发实现设备的节能降耗。

1、电焊机的节电技术

2、电动机的节电技术

对于工艺要求需要调速的电动机可采用变频器进行调速控制，它不仅控制了电动机的启动电流，而且使电动机时时与负载平衡，提高了电动机的运行效率。使用变频器后节电一般在20%以上，目前采用变频调速控制的机械设备有起重机、恒压供水装置等。

目前的电动空压机一般采用卸载（40%负载）和自动调节（60%～100%负载）联合的方式进行压力控制，若采用变频调速后节电效果更明显。

对于那些需要稳定速度运行的电动机可以使用改善其启动性能的软启动装置以及改善空载运行和启动性能的电动机节电装置达到节电效果。

五、加强管理，建立完善的电能计量和实施计划用电制度

只有建立完善的船厂电能计量才能清楚的了解船厂的用电情况，分析节电环节和采取相应的节电方案，开展用电运行控制和调节。用电计划是强化各用电单位的节约用电责任，促使用电部门改进用电效率，推进节电管理、节电改造、开展技术进步等工作的经济手段，从理论上讲，管理是提高企业资源有效使用的手段，因为管理的成本最低，效益最大。

船厂供电系统的节能关系到用电过程中的各个方面，要高效地使用电能提高用电效率、降低损耗，就必须对电能的变配和利用的整个过程进行有效的管理，在管理过程中去发现节电机会。并在节电措施的实施、改进中不断调整，提高船厂的电能利用效率，达到节能增效的目的。