垃圾焚燒發電廠電氣設計中的節能措施分析

張 科 朱展翔

（中國聯合工程有限公司）

0 引言

垃圾焚燒發電廠主要的目的就是防止生活垃圾給環境造成較大的影響，改善環境質量，實現良好的生態環境，為人們的身體健康，給予了基礎性的保障。然而，垃圾焚燒發電廠工作的時候，電氣作為一項核心設備體系，做好節能措施，可以有效降低對能源的消耗，真正實現減量化、資源化、無害化等處理目的。另外，垃圾焚燒發電廠電氣設計的時候，如果具有良好的節能性效果，可以對焚燒處理進行充分的利用，做到變廢為寶，實現垃圾焚燒發電廠存在的意義。

1 垃圾焚燒發電的節能措施

垃圾焚燒發電廠電氣節能設計對于其行業領域的發展，有著積極作用，主要是因為降低能源消耗，還可以降低成本［1］。同時，在垃圾焚燒發電廠電氣節能設計期間，可以對垃圾焚燒的耗電量進行優化，從而減少電費的開支。電氣部分作為垃圾焚燒發電的一項重要組成部分，這時通過合理的設計，可以有效提升系統的效率和穩定性，得以對垃圾進行最大的利用。節能設計可以盡最大可能對能源進行利用，強化資源的利用效率，減少廢棄物的排放，降低對自然資源的消耗，營造良好的生態環境?；诖?，在垃圾焚燒發電廠電氣設計的時候，如果選擇合理、有效的節能措施，這樣才能降低對能源的消耗，實現良好的環保效果，展現出垃圾焚燒發電廠電氣節能設計存在的意義和價值。那么，在垃圾焚燒發電廠電氣設計節能優化的時候，需要重點考慮以下幾點內容。

1.1 設置變頻器

設置變頻器作為垃圾焚燒發電廠電氣節能設計中的一項重點內容，其中大容量電動機，例如：引風機、一次風機、二次風機、空壓機、給水泵、循環水泵等方面，如果長期處于低負荷的運行狀態，并且如果不采取節能措施，就很容易導致資源的消耗。就目前情況來說，垃圾焚燒發電廠電氣設計的時候，依靠電極轉速進行調整，實現良好的節能效果，但是在調速中，必須合理設計變頻器，需要重點考慮以下幾點內容。

（1）需要對風量、風壓、軸功率、轉速等方面之間的關系有著一定的了解，在變頻器設置的時候，風機轉速如果有n1轉換成n2的話，就需要對風量、風壓、軸功率等方面進行計算，例如：風量Q＝n1／n2，風壓H＝（n1／n2）2，軸功率P＝（n1／n2）3。換句話說，風機的風量變化與轉速之間形成一次方正比，然而風壓變化和轉速比之間形成二次正正方比，功率變化與轉速比之間為三次成正比［2］。

（2）在變頻器設置的時候，需要對電動容量等方面進行計算，其公式為：

公式中的P為風機馬達輸出軸功率，其單位為W；Q為風機風量，L／s；H為風機風壓，kPa；ηT為風機的效率；ηF為傳動裝置的效率。通過計算可以準確得出電動機容量，確保計算結果的準確性，強化變頻器設置的合理性。

1.2 正確選擇和配置低壓廠用變壓器

低壓廠用變壓器作為垃圾焚燒發電廠電氣節能設計的一項內容，在選擇的時候，需要對根據負荷類別以及運行方式、位置等方面進行綜合性的考慮，并且結合實際情況進行合理的計算，從而確保時變壓器設計的合理性，并且還需要根據相關要求，確定是否采用明備還是暗備，并且合理確定變壓器的容量以及數量。同時，變壓器自身的損耗主要包括空載損耗、負載損耗等方面，其中空載損耗基本是不會有著較大的變化，并且負載損耗與負載流量之間成為正比，其公式為：

根據公式，可以知道如果變壓器運行負載較大的話，功率損耗就會相對較小，這樣可以很好地實現節能效果，并且長期運行成本相對較低。

1.3 開關站、變配電所接近負荷中心設置

結合實際情況，如果選用10kV的開關站，這時在設計的時候，就需要對生產區域和功放設置電源進行綜合性考慮，并且做到就近供電，這樣才能避免出現供電電壓降落，并且適當縮短供電半徑，減少能耗［3］。同時，對于距離較遠的生產車間，需要結合實際情況，設置配電裝置，合理確定其數量，如果設置兩臺變壓器，并且相互配合，主要是因為兩臺變壓器的工作電流為總電流的二分之一，所以其能源損耗也會有所降低。

1.4 供配電系統三相平衡

通常情況下，垃圾焚燒發電廠的電氣和變壓器都是以動力和照明共用的，并且單相用電負荷會占用一定的比例。同時，在垃圾焚燒發電廠電氣設計的時候，需要對三項負荷分配的平衡性進行綜合性的考慮，做好節能優化，以此降低線路和配電變壓器的損耗，降低成本。

1.5 合理選擇導體截面

在垃圾焚燒發電廠電氣節能設計的時候，不僅需要考慮配電裝置中的匯流母線，并且針對全面運行負荷，需要利用長度超過20m的母線，不僅對發電機到主變壓器、發電機到主配裝置母線等進行綜合性考慮，也需要將經濟電流密度進行綜合性的考慮，從而進行合理的選擇，以此保證設計的可靠性［4］。同時，針對電流較大的電纜，應當在經濟電流密度的基礎之上，對截面進行校驗。根據經濟電流密度進行合理選擇的時候，選定電纜截面大于1～2級，這樣盡管線損會有所降低，但是成本會有所降低，尤其是初期成本方面。另外，根據計算結果，可以在2～4年之間收回成本，并且如果超過回收年限以后，就會因為損耗的逐漸減小，降低成本，這樣逐漸下來，其效果是非?？捎^的。

1.6 應用高效節能的電動機

為了實現良好的節能效果，交、直流電動機通常以電動機為主，并且電動機需要具備效率、功率因素較高的特點。同時，就目前情況來說，垃圾焚燒發電廠電氣節能設計的時候，通常以10kV電壓為主，主要是因為其工藝相對較為成熟，其成本也會有所降低。然而，10kV和6kV相比，不僅送電功率相對較高，而且供電質量也相對較高，所選用的電纜截面較小。在高效節能電動機設計的時候，需要結合實際情況，對電動機的電壓等級進行合理的選擇，并且對線路電壓進行嚴格的控制，這樣也可以減少電纜截面［5］。另外，針對單機容量較大但的電動機的話，可以采用雙速電動機，并且根據季節變化的實際情況，采取低速或者高速的運行狀態，避免產生運行異常問題，也可以很好地降低對能源的消耗，相關統計可以降低能耗的40% ～50%，從而提升垃圾焚燒發電廠電氣節能設計方案的可靠性。

1.7 照明的節能設計

照明系統對于能源的消耗量相對較大，所以在垃圾焚燒發電廠電氣節能設計期間，必須重視該方面，采取合理有效的節能設計措施，從而保證良好的設計效果，降低對能源的消耗。

（1）照明作為一項核心內容，應結合實際需求，對照明設施進行合理的設計，可選用單燈功率較高、光效較高的照明設備，例如：LED燈、高效熒光燈、高效金鹵燈、電磁感應燈等，這樣不僅綠色環保，其安全性也相對較高。同時，結合實際，可以選用風光互補的照明設備，并且在垃圾焚燒發電廠內部，可以利用LED三防燈，做到既能達到良好的照明效果，也能降低對能源的消耗。

（2）照明設計應當采取單一的手段，這樣有利于節能效果的提升。同時，在建筑內燈具控制的時候，需要根據相關的生產要求，以及自然采光情況，合理進行分組控制，以此保證照明的效果。同時，在設計的時候，需要結合情況，適當對照明控制開關進行調節，便于根據自然光的情況，對燈光進行實時調節，確保良好的照明效果。針對一些公共區域，可以采用聲控和微波感應的方式，對照明進行有效的控制，以此降低對能源的消耗［6］。另外，在生產車間內，可以利用控制器，結合白天和黑天時間的變化進行照明開關的控制，以此保證照明設計的可靠性，也實現良好的照明效果。

（3）在照明節點設計的時候，還應當以來宣傳和結構為主，并且需要將電節制度作基礎，要求人們時養成隨手關燈的習慣，并且做針對集體宿舍，需要安裝電度表，限制用電，這樣都可以降低對電能的消耗。同時，如果燈泡表面存在較厚的污漬，這樣光亮程度就會降低，并且反射率和透光率也會下降。對此，如果氣體燈電燈在啟動的時候，如果能耗相對較高，這時就需要結合設計情況，設置鎮流器，以此提升氣體放電燈的功率因數。

1.8 諧波治理

如果注入電網的諧波從超過相關標準允許數值的時候，諧波電流就會導致變壓器的銅耗有所增加，并且也會產生諧波污染，增加電線的損耗，降低供電質量。同時，在諧波被污染以后，電纜介質就會產生較大的損耗，并且如果情況較為嚴重的話，電流還會泄露，增加故障產生的可能性［7］。對此，在垃圾焚燒發電廠電氣節能設計的時候，需要注重諧波治理，并且采用濾波措施，例如：配備有源.濾波器等方面，以此減少對能源的消耗，降低成本。

1.9 加強計量管理

在垃圾焚燒發電廠電氣節能設計的時候，還需要注重對計量的管理，并且需要結合實際情況，對電能計量裝置合理防治，這樣可以加強對用電的管理。同時，根據實際情況，制定合理、有效的節能方案，其目的就是降低對能源的消耗［8］。

1.10 太陽能光伏發電

通常情況下，垃圾焚燒發電廠設置在偏遠地區時，陽光相對較為充足，這時在設計的時候，可以在屋面和外墻安裝太陽能板，這樣可以形成小型光伏發電。同時，光伏發電作為一種新型的能源綜合利用方式，并且具有良好的發展前景，在設計的時候，需要秉持就近發電、就近并網、就近轉換、就近使用等原則，將電能用于電廠的照明、空調、通風等方面，以此降低對能源的消耗［9］。

2 結束語

綜上所述，為了保證垃圾焚燒發電廠電氣設計方案的可靠性，實現良好的節能效果，必須嚴格落實各項節能措施，例如：設置變頻器、正確選擇和配置低壓廠用變壓器、開關站和變配電所接近負荷中心設置、供配電系統三相平衡、合理選擇導體截面、應用高效節能的電動機、照明的節能設計、諧波治理、計量管理、太陽能光伏發電等方面，以此實現降低能源消耗的目的，同時促進其行業領域的發展。