时间:2023-06-07 09:04:13
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1、概述
就整个世界的大环境来看,无论是哪个行业都在提倡节能减排,这不仅仅是整个人类生存环境对各个行业的要求,同时这样可以为国家节约很多能源和资金,在我国矿山企业作为国家的耗能大户,却依然使用着一些非常陈旧落后的设备。近几年来随着国家对节能的重视,各个矿山企业也开始重视高耗能用电设备的节能技改工作了。在矿山企业当中主要是采矿和选矿两大用电设备。针对上述的两大用电设备,很多公司都提出了切实可行的节能方案,但是在浮选机的节能方面还没有那个公司提出合理的节能的一个方案。而作为矿山企业的重要设备之一的浮选机,它的特点除了总功率大、数量多而且二十小时全年都在运转。所以对于浮选机节能的研究意义是非常重大的。
2、浮选机介绍
2.1浮选机的功能
矿山浮选机的应用非常广泛,它可以用于各类的有色金属、黑色金属以及非金属矿物的各个挑选作业。浮选机的工作原理是:机器的电动机带动这个设备的主轴,这样叶轮就会转动起来,机器的一面可以使空气吸入同矿浆形成混合物,另一面则可以将矿浆同药剂相混合,浮选机可以不断的产生非常细的气泡,加入药剂之后颗粒就会粘附在汽泡之上,从而浮在矿浆的表层,刮板就会将其刮出。
2.2浮选机系统的组成
在结构上,浮选机的结构相对其它设备来说相对简单,整个设备包括有槽体、主轴、叶轮、电动机等。槽体,简单的说就是一个容器,其作用是用来存储矿浆。其容积规格有20立方米、30立方米、50立方米、70立方米等等。在浮选机当中,刮板电动机和主轴电动机是浮选机的两个用电设备,其中主轴电动机的用电量最大,约占整个浮选机总用电量的百分之九十左右。浮选机的工作是通过主轴电动机来带动的,通过皮带的使主轴上的叶轮进行旋转。两到四台的浮选机作为一组一台刮板电机可以带动一组浮选机,刮板电机的功率相对主轴电动机的功率相对较小。
2.3浮选机运行状况
目前,浮选机的叶轮转动主要是采用两种形式,分别有叶片状离心叶轮和棒条叶轮,其中叶片状离心叶轮又有四种,分别是单面叶轮、双面叶轮、离心泵叶轮和混流泵叶轮。研究者们为了找出节能型叶轮的最佳形态,分别对几种叶片的不同形态进行了分析研究,研究之后发现,如果这个浮选机的叶轮直径是相同,在相同的试验条件之下,带有叶片的离心泵型叶轮的能耗最高,能耗最低的是单面型叶轮的浮选机,弯曲状叶片的离心泵型叶轮能耗是单面型叶轮浮选机的三倍,这个差异还是非常悬殊的。
3、浮选机工作参数分析
通过上面对浮选机的介绍我们可以知道其叶轮的最佳形态是单面型叶轮,接下来进行浮选运动工作过程中的力学进行研究,这样才能确定叶轮工作的最节能参数。
3.1试验装置
我们通过一个试验装置对叶轮的形式及参数进行试验,整个装置所模拟的就是浮选机的槽体,容积大小为8升,将设计好的单面型叶轮放入槽体,在试验的过程中一般会选择叶轮的直径是槽体宽度的四分之一到二分之一,在试验的过程中叶轮直径固定在65毫米;其中给定子所定义的结构是折角叶片,这样做的可以避免矿浆旋转,因为单面型叶轮所产生的切向矿流可转变为径向流;设备的功耗情况采用功率表交流变频调速器和对转速调节和记录。
3.2试验结果的分析
我们对叶片倾角选择不同角度的试验,从试验结果我们可以倾角为30度的时侯,整个设备的运行是最符合我们要求的。所以我们选择倾角为30度继续进行叶轮叶片高度试验,最后得到结论叶轮叶片的最佳高度值是在45毫米左右。而随着叶轮转速增加,单位吸气量的叶轮净功率减小。在这里需要提醒的是,当叶轮转速不断上升时,随之变化的单位吸气量叶轮净功率变小的趋势越来越慢,叶轮的线速度同转速是成正比的,这样磨损情况也同样随之加剧。所以说,如果吸气量可以满足浮选作业的要求了,在单位吸气量的叶轮净功率的前提之下,尽量去减小趋势曲线的拐点附近的转速,以选择合理的节能改造方案。
3.3对浮选设备节能的基本要求
在考察了浮选机之后结合了企业的具体情况之后我们对浮选机的改造提出了五项基本要求。第一、矿山浮选机相比之前的用电量要大幅度降低,具体的要求就是节电量要在百分之十以上,当然要求是在必须要确保同之前的处理量相同;第二、在确保处理量的前提下,可以提高浮选机的稳定性以及安全性。第三、浮选机要选用一些节能设备做其辅助设备,由于节能设备自身的使用寿命长,而且损耗低,日常维护量相对较少。也就是说可以降低原用电设备的维护量。第四、浮选机进行节能改造之后操作起来要更加方便,这样操作不必改变其原来的操作习惯。可以减少很多培训操作工的程序,减少人员培训所浪费的工时。第五、考虑到矿山行业发展的需要,对于节能设备其容量留出一定的空间。
3.4浮选机节能方式的选择
经过上面的试验和分析,我们根据浮选机自身电机的力矩特性,最简单和直接的方式就是对电机进行调频调速,以达到使浮选机主轴电机节能的目的;不同的浮选机组它的负载是不同的,我们要根据不同的浮选机组进行改造,但是由于第一台的浮选机负载率在机组当中是最高,因此并不适合改造,所以第一台浮选机是暂时不做改动,对其他的几台进行节能改造;我们对球磨机流量及矿浆浓度改造范围控制在百分之十之内,而速度的变化范围也要控制在百分之十之内;浮选机的闸板开度决定了整个浮选机的调速,闸板的开度同速度的快慢是成正比的。
3.5浮选机变频器的选择
一般来说,目前来看国内外的各种变频器品质在技术上都可以达到矿山企业的要求。变频器所采用的方式,通常是PLC+通用变频器方式的控制方式,此方式的特点就是灵活、修改方便、缺点是成本相对较高;另外一种方式就是采用变频器+内置程序的这种方式,这种方式的特点则是在技术水平的要求方面较高,优点是成本低廉,综合考虑到节能和矿山企业特点等因素的效益情况,通常会使用后面的方式。
4、结语
本文主要论述了通过对浮选工作过程中矿浆流体方面进行研究,在一定条件下,确定了叶轮工作的最节能参数,叶片倾角30度,径高比约1.4左右。还将变频节能技术运用到浮选机中,这样浮选机就可以低频起动,降低启动的电流,在一定程度上增加了电动机使用寿命,同时浮选机在处理矿浆量小的时候,电机转速变小,自然皮带、轴承、叶轮的使用寿命也相应延长。变频器具有自我保护功能,所以当浮选机的电动机有缺相、过载、欠压等故障出现时,就可以第一时间停机,从而降低了各个零件的损坏几率,最终达到节能的目的,电流的减小,节约了大量的电能,同时提升了设备运转的可靠性和安全性,相信未来在矿山企业当中可以广泛的被推广。
1 概述
随着人们对环境和资源问题的广泛关注,也越来越重视在生产生活中的节能问题。在化工工艺生产过程中会涉及大量的能源消耗,也会严重破坏生态环境,对生存环境产生恶劣影响。在我国,化工工艺生产过程中产生的能源消耗主要来源于两个方面,其一是人为原因导致的能源浪费,主要原因包括工作人员对方案的设计不合理,或者是化工工艺加工过程中设备使用不恰当等等。可以通过一系列措施实现降低能源的损耗,例如,加强人员管理、设备上的改造以及加工工艺技术上的改进等措施。其二是机械设备等必然产生的能源损耗。能量的转换效率在实际生产过程中不可能达到百分之百,设备运行等产生的能源损耗是属于无法消除的。
2 化工工艺中节能降耗的必要性
在理论上,化工工艺中的能源损耗主要包括最小功和能量损耗。其中,能量损耗指的是在化工生产过程中,因为设备自身存在问题或者一些措施不达标导致的能量消耗。另外,最小功指的是,由于一些原因在生产过程中不可避免的或必要的消耗。从理论上来看,对于能量损耗能够通过一定的节能过程分析和措施研究,进行一系列的节能措施,从而实现能源的节约。
一方面,在化工工艺中,资源的使用一般情况下是不可再生。不可再生资源的使用时是不可逆的,其数量只能逐渐减少。对于当前能源紧缺的情况来说,这是一个十分严重的问题。另一方面,由于化工生产过程中产生的能源损耗比较大,而且能耗越大,生产成本越高。另外,化工工艺生产过程中的能耗越大,对环境会产生更大的恶劣影响,导致环境问题更加严重。所以,不论是从减少化工生产成本的角度,节约生产原料,使最后获得的经济效益最大化的角度,还是从减少能耗,降低对环境的污染的角度,在化工工艺中采用节能降耗措施都是十分必要的。
3 化工工艺中的常见节能降耗方法
3.1 使用变频节能技术
为了化工设备负荷率较低的问题能够得到更好的改善,建议在化工工艺生产过程中,对传统工艺进一步更新升级,采用变频节能的新型节能技术。既减少处于工频状态下电机长时间运行产生的能量损耗,又确保电机维持长时间的平衡输入和输出状态。在使用电机拖动系统的过程中,优化设计拖动系统,采用变频控制的方法。避免出现电动运行设备系统处在相同的工作频率,而使运行状态持续过长时间的现象,有效降低能耗,实现节能降耗的最终目的。
3.2 改善供热系统,改良工艺生产技术
化工工艺流程科学规划,坚持节能理念,改进升级生产技术,并使用新技术,不断学习与借鉴国外先进的技术水平。将化工供热系统进一步改善优化,并进行及时升级改造。要综合考虑到化工供热系统的自身特点,将化工生产设备的转换效率提高到更高水平,各个子模块之间的结合更加有效,避免造成能源浪费,加快冷能源和热能源的交换速率,高效的利用现有的资源。化工供热系统的热转换范围进一步扩大,争取将化工工艺能源消耗减少到最大程度。优先选择有着较高能量转换率而且容易上手操作方便的生产工艺。化工工艺的优化与升级,达到降低能耗的目标,增强企业的收益,提高市场竞争力。
3.3 提高催化剂活性,优化化工分离
化工生产中催化剂能够加快化工反应的速度,还可以使化工工艺的能源损耗有效降低,减少原材料的使用量,减少产生的副产物,从而在分离过程中,将化学物质的负荷损耗有效降低。使用合适的催化剂能够明显提高化学反应效率,降低原料的消耗量及温度压力。化学生产的分离环节是化学生产过程的重要组成部分。通过采用高效的分离方法和合理的分离装置,可以降低化工生产过程的能源消耗,有效的提升反应速率,优化分离过程,使反应过程中的副反应的发生得到有效抑制,降低过程中的产品分离能耗和能量消耗。
3.4 改进设备,提高利用率
分离提纯是一项重要的工艺。在化工工艺分离提纯的过程中,会消耗大量的能源。因此,化工工艺中建议减少反应压力,减少分离提纯过程的吸热分度,采用降低供热温位的方式,采用效率更高的分离提纯的机械设备,创造更加适合的化工工艺环境。降低化工工艺气态反应物的压缩性能和反应时间。还可以采用热蒸馏的方法,减少化工过程中的能量流失。机械设备会产生一部分的综合能耗,为了降低这部分能耗,采用先进的旋转以及传质等节能型电气设备,例如优选高效换热器、空冷器、加热炉电机拖动系统以及分馏塔等等。
3.5 做好废水回收处理及循环利用
我国化工企业的废水回收利用率普遍较低。造成了水资源以及热能的巨大损耗。是因为开放式回收引起闪蒸降温,高温凝结水泵气浊,或者是蒸汽疏水阀在型号与安装上存在错误等等,进而导致加热以及漏气等。所以采用闭式冷凝水回收系统,运用自动监控闪蒸消除装置,将会显著提高整个热力系统的效率,节约电、煤、水及污染处理费用,对工厂的节能降耗,提高经济效益有显著的作用。
3.6 提高设备运行效率,引进新工艺
随着设备的升级和更新,生产新工艺的引进,提高设备运行效率,达到节能降耗。
4 结束语
随着可持续发展战略的推广,科学信息技术的不断进步。化工企业必须充分重视工艺过程中的节能降耗。实现可持续性发展。
化工企业要引进先进设备以及技术,改善化工工艺生产的条件,同时还要提高催化剂的活性以及利用效率。采取科学有效的节能措施,从而实现将化工工艺生产过程中的能源消耗尽可能地降到最低。不仅能够降低化工生产的成本,提供企业的经济和社会效益,而且能够实现人与环境的和谐发展。
参考文献
前言:我国社会主义市场经济体系的建立,国民经济结构的调整都离不开,新型、清洁和环保的能源,电能作为方便节约型能源,在未来的发展中势必会越来越受到重视,越来越应用广泛。在电能生产和应用中,电压的有效调节是电能传输的重要影响因素,目前越是长距离,高强度输电,要求的电压就越高。电压的升高和降低主要依靠配电变压器正常工作,配电变压器是电力生产和使用中的重要环节。变压器是实现电网传输中不同电压转换调节的主要设备,随着国家智能电网工程建设步伐的不断加快,对电力变压器的要求也逐步增高,变压器呈现出高电压等级、大容量和高参数等发展趋向。
1.常见配电变压器的错误使用
由于经济和科技的原因,我国配电变压器使用存在选取不合理,运行水平低,损耗严重等现象,其主要的表现形式有如下几点:
1.1 配电变压器长期带病运行。在一些输变电网络中,存在大量的老旧配电变压器,由于资金和工作安排上的客观原因造成检修和维护工作跟不上,这导致配电变压器长期带病运行,造成电网的损耗巨大。
1.2 配电变压器选用与智能电网建设不协同。在智能电网的建设中需要有具备高新科技的配电变压器,但一些企业往往选用一次性投资成本较低的常规配电变压器,造成变压器与电网间存规格和技术的差异,造成不应有的损耗。
1.3 选用配电变压器时只考虑眼前的经济利益。变压器的选用不应只着眼于购入成本,而是同时应考虑日常运营能成本和检修维护成本,一些低劣的变压器虽然购入成本低,但是一旦安装就会造成后续费用的大大增加,如不及时维护和检修就会造成配电变压器巨大的能耗。1.4 在配电网规划设计、施工以及后期运行管理过程中,普遍存在变压器负载率越高,其运行效率也会越高的错误思想,没有形成配电变压器经济调度运行理念。
1.5 对于中高压电能用户而言,其配电系统普遍采用“高供低计”的电能计量收费标准。在这种电能计量模式下,很多电能用户为了少电网基本容量电费额度,在实际用电过程中,长期使配电变压器处于满负荷甚至超负荷运行工况。这样虽然在基本容量电费方面似乎降低了费用,但是配电变压器长期处于过负荷发热状态,其损坏率也会相应升高,这不仅降低了变压器综合使用寿命,同时变压器二次绕组的额外电能损耗会由于发热而明显增加,使变压器长期偏离经济运行工况区,造成更大的配电变压器电能损耗。
2.配电变压器降耗的技术措施
2.1 选用高科技为基础的自动调压器。众所周知,配电变压器有功损耗与配电网电压的平方成正比,从大量实际运行经验来看,当配电变压器运行过电压水平达到 5%时,其内部铁损将会增加 15%,而当变压器过电压水平达到 10%运行时,其内部铁损则会增加高达 50%以上,且变压器空载电流也会大幅度提升,自动调压器在配电网中的使用,可以有效改善电力用户电能综合质量水平,保证其高效稳定的生产。将自动调压器与无功动态补偿装置相互配合使用,将会取得非常好的节能降耗效果,从而有效地提高生产企业的社会效益和经济效益。
2.2 无功补偿提高变压器负载功率因数。在配电网系统中有大量感应电动机和其他感应电气设备,这些设备在运行过程中除了消耗配电网有功电能外,还需要一定量的无功功率维持系统电磁平衡。采用 SVC、SVG 等无功补偿装置,可以对配电网系统无功进行实时补偿,从而实现配电网区域无功的动态平衡,使配电网负载电流降低,减少变压器的有功损耗和无功损耗,达到节能降耗的目的。在配电变压器允许电压偏差范围内,选用调压与补偿电容器相结合的无功调节措施方案,可以实现配电变压器峰谷运行工况条件下的逆调压节能运行需求。
2.3 平衡变压器三相负荷
配电变压器三相负荷不平衡是其产生巨大能耗的主要原因,当配电变压器处于三相平衡负荷运行工况条件下,其负载损耗最小;而当变压器处于三相负荷不平衡运行工况下,其总能耗为三相损耗的总和,尤其当变压器运行在最大三相不平衡状态下,其系统损耗就是平衡负荷时损耗的 3 倍。配电变压器处于三相负荷不平衡运行工况条件下,不仅会增加自身能耗,同时还会增加一次高压侧线路损耗,据大量实际运行经验表明,配电变压器处于最大不平衡运行工况时,其高压线路的电能损耗会增加 12.5%。因此,通过调整配台区的三相负荷使变压器基本处于平衡运行工况,是降低配电变压器运行损耗的一个重要技术手段。此外,运行温度也是影响配电变压器节能经济运行的另一因素,因此,在实际检修维护过程中,要采取相应技术措施降低配电变压器运行时的绕组温度,同时在设计施工过程中,要选择环境温度较低、通行环境较好的配电变压器安装地址。
参考文献:
[1]谢琉城.电力变压器手册[M].北京:机械工业出版社.2003.
[2]张大立.城市中压配电网接线与开闭所的配置[J].电网技术,2007,31
[3]赵凯,张凌宇.国际推动变压器节能降耗的经验做法[J].电力需求侧管理,2006,63
(1)塔底中的供汽量控制系统组成了再生塔里面的控制系统;供汽量控制系统能够依照进入的材料的量、温度和原料的质量变化迅速作出自动调节再生塔里的供热量并保证贫胺液有高质量的反应。(2)再生塔顶的温度依靠回流罐出口处的酸性气调节阀门控制的控制方案。塔顶气相组成决定了再生塔顶的温度,气相中H2S比例增加、H2O的比例相应减少时,塔顶温度会下降,相反则塔顶温度会上升,选择合适的定值温度,酸性气调节阀开启时表明塔顶温度在下降,反之则表明温度在上升,这样就能使塔顶气相组成始终保持良好的运行状态。
2尽量采用空气冷却器减少冷却水量
设计时要考虑到尽可能减少冷却水的用量,采用空气冷却器。一般情况下空气和水冷的组合方法是再生塔顶酸性、贫胺液冷却的首选,当再生塔顶酸性气、贫胺液冷却最终温为40℃时,而空气干球的温度小于25℃时,则开空冷即可,例如胺液的再生装置,通过计算运用空冷和水冷的组合的能耗大约是单独运用空冷的1.25倍。
3应用两段再生工艺
再生塔分由上、下两段组成即两段再生,浅度再生被上段的贫胺液利用,再生后的部分贫胺液回流到吸收塔中部当做吸收溶剂,剩余部分则流至下段进行深程度再生,再生后贫胺液再全部回流至吸收塔顶部。还能根据炼油厂的实际情况进行改制,上段的贫胺液流入脱硫吸收塔,下段的贫胺液流入到尾气处理吸收塔。由此可见,根据不同的贫胺液不同的质量要求,采用不同的再生程度,防止不必要的蒸汽能的浪费,降低耗能是两段再生工艺的最大优点。
4对富胺液进行分类处理
利用合适集中、分类处理的方法来应对贫胺液的质量要求及富胺液的组成各不同更加节能、降耗、合理。无加氢的富胺液和有加氢的富胺液的不同之处是:有加氢的富胺液里面通常不含CO2,而无加氢的富胺液除了含有CO2外,还可能含有硫的有机化合物。显然,对有加氢类的装置和无加氢类的装置产生的富胺液分开设计再生系统更为合理和科学。此外,各装置对贫胺液的质量要求也不同,一般有加氢类的装置所需求的贫胺液质量比无加氢类的装置需求的贫胺液质量要求更严格。
5采用胺液净化技术