摘要：簡(jiǎn)要介紹了國(guó)內(nèi)某大型通訊社能耗現(xiàn)狀，著重探討了解決目前高能耗問題的一些措施。以及對(duì)這些措施進(jìn)行了理論上的計(jì)算，得出量化的結(jié)論。
　　關(guān)鍵詞：能耗；電氣節(jié)能措施
　　一、建筑功能概況：
　　本次所論述的通訊社是我國(guó)的國(guó)家級(jí)通訊社，也是具有中國(guó)特色的世界性通訊社�？偵缭O(shè)在北京市西城區(qū)宣武門西大街，占地面積30,550.60平方米，總建筑面積205,819.3平方米（含熱力站、食堂、浴室、口字樓、工字樓、發(fā)行樓等建筑物）�？偵缭O(shè)有11個(gè)管理職能部門、10個(gè)采編職能部門、20個(gè)直屬單位，在編職工人數(shù)約6,000人。
　　總社各棟建筑的基本情況如下表所示：
　　建筑名稱 建筑面積（m2） 建成或改造年代 樓層 建筑功能 作息時(shí)間
　　新聞大廈 63,460 1990年使用
　　2007年改造 24 辦公 8：00—17：00
　　綜合樓 31,400 2007竣工 5 食堂、健身、會(huì)議 4：00—22：00
　　發(fā)行樓 20,790 2003年投入使用 13 辦公 8：00—17：00
　　報(bào)刊樓 12,754 2005年投入使用 10 辦公 8：00—17：00
　　其它樓群 77,415.30    
　　合計(jì) 205,819.30    
　　
　　二、能耗現(xiàn)狀水平
　　1．年總能耗
　　序號(hào) 欄目 單位 數(shù)量 折標(biāo)系數(shù) 當(dāng)量值
　　噸標(biāo)準(zhǔn)煤 所占比例
　　1 總用電 萬(wàn)kWh 2,002.10 1.2290 2,460.58 49.75%
　　2 總用水 t 149,834 2.571×10-4 38.52 0.78%
　　3 總用氣 m3 310,527 1.33×10-3 413.00 8.35%
　　4 供暖面積 m2 148,019 13.74×10-3 2,033.78 41.12%
　　5 合計(jì)    4,945.89 100%
　　2．能耗指標(biāo)計(jì)算
　　單位建筑面積能耗指標(biāo)：通過(guò)上述表格，我們可以計(jì)算通訊社年單位建筑面積能耗為24.09kg標(biāo)準(zhǔn)煤，年單位建筑面積電耗為97.27kwh。
　　人均能耗指標(biāo)：通過(guò)上述表格，可以計(jì)算通訊社年人均能耗為826.6kg標(biāo)準(zhǔn)煤，人均耗電量為3,336.83kWh。
　　從能耗重點(diǎn)來(lái)看，通訊社的主要用能為電和熱力，電力消耗大約占總能耗的50%，熱力消耗約占41%（僅按照單位建筑面積耗熱量推算）。導(dǎo)致通訊社能耗指標(biāo)偏高的原因是：
　�。�1）通訊社信息中心等業(yè)務(wù)性區(qū)域的用電較大。
　�。�2）隨著供熱收費(fèi)制度改革，供暖系統(tǒng)用能也成為通訊社的重點(diǎn)能耗環(huán)節(jié)。
　　三、用能問題分析
　　1．信息中心機(jī)房空調(diào)存在較大的節(jié)能空間
　　信息中心機(jī)房有恒溫恒濕要求，目前溫度設(shè)定在24-25℃，±2℃；濕度設(shè)定在30-70%之間，可見范圍過(guò)大；并且經(jīng)實(shí)地考察可明顯看出機(jī)房中服務(wù)器擺放與地面通風(fēng)口不協(xié)調(diào)。
　　共有2臺(tái)冷卻塔為中心機(jī)房服務(wù)，一用一備、也可2臺(tái)同時(shí)啟動(dòng)，但冷卻塔風(fēng)機(jī)未設(shè)獨(dú)立的溫控聯(lián)動(dòng)裝置。冷卻塔啟動(dòng)則其風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，造成一定能耗浪費(fèi)。
　　并且雖然每個(gè)空調(diào)模塊機(jī)組內(nèi)有自控設(shè)備，但各機(jī)組之間不能聯(lián)動(dòng)控制，只能人工進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，經(jīng)常出現(xiàn)溫度調(diào)整過(guò)低從而造成浪費(fèi)。
　　2．綜合樓空調(diào)系統(tǒng)能源效率不高
　　由于綜合樓中有食堂、健身房等功能用房，空調(diào)需要從早4點(diǎn)一直運(yùn)行到晚10點(diǎn)左右，空調(diào)末端可調(diào)節(jié)。經(jīng)計(jì)算非工作時(shí)間啟動(dòng)的一組機(jī)組所產(chǎn)生的制冷量遠(yuǎn)超過(guò)所需冷負(fù)荷。
　　綜合樓冷凍站及循環(huán)水系統(tǒng)均為工頻不調(diào)速控制，由于設(shè)備工作流量變化較大，不能隨流量變化進(jìn)行調(diào)速控制從而造成較大損耗。
　　3．綜合樓熱水用量大
　　由于綜合樓包括了食堂、餐廳等區(qū)域，生活熱水用量較大。如果能充分利用中央空調(diào)余熱加熱生活熱水，可以有效減少熱力消耗。
　　4．供熱系統(tǒng)節(jié)能空間較大
　　供熱系統(tǒng)涵蓋住宅建筑和辦公建筑，但供熱系統(tǒng)沒有按供熱需求進(jìn)行分區(qū)分時(shí)分溫控制，造成能源浪費(fèi)。目前供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵沒有采取變頻控制，不能實(shí)現(xiàn)隨負(fù)荷調(diào)節(jié)水泵流量，造成能量浪費(fèi)。
　　5．供水系統(tǒng)仍有節(jié)能潛力
　　目前新華社供水系統(tǒng)沒有采用無(wú)負(fù)壓供水技術(shù)，具有較大的節(jié)能潛力。
　　6．供配電系統(tǒng)部分設(shè)備屬于高能耗
　　主樓變配電所3#、4#變壓器（1000KVA）為油浸式變壓器。此型號(hào)變壓器損耗較大,且已運(yùn)行十余年。
　　5#、6#變壓器（1600KVA）負(fù)荷主要為信息中心大型UPS（不間斷電源2250KVA），非線性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流并注入到電網(wǎng)中，使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生畸變，在電網(wǎng)中產(chǎn)生高次諧波。從而造成電容自動(dòng)補(bǔ)償柜不能投入，兩臺(tái)變壓器低壓側(cè)功率因數(shù)長(zhǎng)期在0.8左右，造成大量無(wú)功耗能。
　　主樓及綜合樓冷凍站及換熱站循環(huán)泵均為工頻不調(diào)速控制，由于空調(diào)設(shè)備運(yùn)行工況變化較大，不能隨工況變化進(jìn)行調(diào)速控制從而造成較大損耗。
　　7．未用分時(shí)電費(fèi)制度，不能通過(guò)蓄冷技術(shù)削峰填谷實(shí)現(xiàn)電費(fèi)的節(jié)約。
　　8．空調(diào)系統(tǒng)末端調(diào)節(jié)能力差，導(dǎo)致能源浪費(fèi)。報(bào)刊樓、發(fā)行樓和第二工作區(qū)無(wú)溫控器，無(wú)法在末端進(jìn)行自控。
　　四、設(shè)備節(jié)能措施
　　在由于電力消耗占總能耗的50%左右，下面主要就解決配電系統(tǒng)中存在的能耗問題的解決辦法展開論述。
　　1：主樓變配電所3#、4#油浸式變壓器（1000KVA），更換為SCB10-1000KVA干式低損耗節(jié)能變壓器。新型干式變壓器的主要優(yōu)勢(shì)在于：
　�。�1） 采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片，改進(jìn)了鐵芯結(jié)構(gòu)，降低了空載損耗；
　�。�2） 改進(jìn)絕緣結(jié)構(gòu)，適當(dāng)減少電流密度，從而降低了負(fù)載損耗。
　　2：5#、6#變壓器（1600KVA）負(fù)擔(dān)了大量非線性負(fù)載（UPS），導(dǎo)致電網(wǎng)中產(chǎn)生大量高次諧波。AccuSine并聯(lián)有源電力濾波裝置采用目前先進(jìn)的模擬邏輯方式實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)中由非線性負(fù)載產(chǎn)生的電流波形，集動(dòng)態(tài)濾波、動(dòng)態(tài)電流補(bǔ)償以及動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償（容性、感性可編程）于一體，性能優(yōu)異，具有響應(yīng)速度快、濾波效率高、不與系統(tǒng)發(fā)生諧振問題和體積小等優(yōu)點(diǎn)。
　�。�1）具體功能如下：
　　□徹底消除因三次諧波產(chǎn)生的中性線電流。
　　□可以同時(shí)濾除2～25次范圍內(nèi)的全部或選定次數(shù)的諧波。
　　□具有自動(dòng)限流功能，不會(huì)發(fā)生過(guò)載。
　　□可以只濾波，或同時(shí)濾波和補(bǔ)償無(wú)功。
　　□可自動(dòng)消除系統(tǒng)諧振。
　　□設(shè)計(jì)選型簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)行詳細(xì)的電網(wǎng)分析，只需測(cè)量諧波電流的大小。
　　□體積輕巧，便于安裝。
　　□具備通訊接口，標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，方便的接入用戶現(xiàn)有的通訊系統(tǒng)。
　　（2）有源電力濾波器Accusine原理：
　　外部原理
　　AccuSine有源濾波裝置并聯(lián)于電網(wǎng)系統(tǒng)中，可等效為一個(gè)受控電流源，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流，AccuSine快速產(chǎn)生與其大小相等、方向相反的補(bǔ)償電流并注入系統(tǒng)，從而將電源側(cè)電流補(bǔ)償為正弦波，達(dá)到濾除諧波的目的。工作原理如圖所示：
　　
　　外部原理圖
　　
　　內(nèi)部原理
　　工作原理如圖所示：
　　
　　內(nèi)部原理圖
　　由于諧波的治理，改善電網(wǎng)質(zhì)量，消除了諧波損耗，并大幅度提高電網(wǎng)功率因數(shù)。由于功率因數(shù)的提高，減少了變壓器及線路損耗，減少了變壓器和線路的電壓損失，提高了供電能力。
　　3：主樓及綜合樓冷凍站及換熱站循環(huán)泵改為采用交流變頻技術(shù)調(diào)速控制水泵的運(yùn)行，是目前中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的有效途經(jīng)之一，下圖繪出了閥門控制調(diào)節(jié)和變頻調(diào)速控制兩種狀態(tài)的水泵功率消耗——流量關(guān)系曲線。如下圖：
　　
　　上圖顯示了變頻器控制和閥門控制水泵所消耗的不同功率，我們可以清楚的看出在水泵流量為額定的60％時(shí)，變頻器控制與閥門控制相比，功率下降了60％；所以水泵僅僅依靠閥門控制是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，進(jìn)行變頻器控制的節(jié)能改造十分必要。
　　由于水泵的流量Q與轉(zhuǎn)速N成正比，揚(yáng)程H與轉(zhuǎn)速N的二次方成正比，而軸功率與P與轉(zhuǎn)速N的三次方成正比。可見用變頻調(diào)速的方法來(lái)減少水泵流量進(jìn)行節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的，當(dāng)所需流量減少，水泵轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其電動(dòng)機(jī)的所需功率呈現(xiàn)轉(zhuǎn)速的三次方下降。
　　根據(jù)設(shè)備運(yùn)行要求，綜合樓冷凍站壓縮機(jī)及冷凍水循環(huán)泵不宜作變頻控制，冷凍站兩臺(tái)冷卻循環(huán)泵宜根據(jù)供、回水管溫度及流量的變化控制冷卻循環(huán)泵變頻調(diào)速節(jié)能；一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)水泵。由于變頻器的使用，在電網(wǎng)上會(huì)產(chǎn)生諧波污染，因而應(yīng)選擇有源電力濾波器進(jìn)行局部補(bǔ)償。
　　五、設(shè)備節(jié)能計(jì)算
　　1．3#、4#變壓器（1000KVA）改造節(jié)能計(jì)算
　　 空載損耗（W） 負(fù)載損耗（W） 總有功損耗（W）
　　原有油浸式變壓器（S7-1000/10）4.5% 1800 11600 1800+11600=13400
　　新裝干式變壓器（SCB10-1000）6% 1568 9700 1568+9700=11268
　　以上數(shù)據(jù)自《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》上冊(cè)中查得。
　　由此可見，更新為干式變壓器后，每臺(tái)變壓器降低的有功損耗為：
　　13400-11268=2132W=2.132kW
　　年節(jié)約能耗為：2.132x365x24=18676.32kWh
　　3#、4#兩臺(tái)變壓器共節(jié)能：2x18676.32kWh=37352.64kWh
　　
　　2．5#、6#變壓器（1600KVA）諧波治理節(jié)能計(jì)算
　　（1）提高功率因數(shù)減少線路損耗計(jì)算
　　線路在輸送一定的有功功率，由于導(dǎo)線存在著電阻，電流通過(guò)線路時(shí)，線路自身會(huì)產(chǎn)生有功功率損耗。其有功功率損耗與電流平方成正比，線路的電流與功率因數(shù)成反比。則線路自身產(chǎn)生的有功功率損耗與功率因數(shù)的平方成反比，所以提高功率因數(shù)就能降低線路的有功功率損耗。
　　輸送一定負(fù)荷時(shí)線路的有功功率損耗可以用下式表示：
　　△P=3I2Rx10-3=P2Rx10-3/(U2cos2φ)(1)
　　提高功率因數(shù)前后線路的有功功率損耗可以分別表示為：
　　△P1=3I12Rx10-3=P2Rx10-3/(U2cos2φ1)(2)
　　△P2=3I22Rx10-3=P2Rx10-3/(U2cos2φ2)(3)
　　式中ΔP--線路的有功功率損耗，kW
　　I--線路輸送的電流，A
　　ΔP1、ΔP2--提高功率因數(shù)前后線路的有功功率損耗，kW
　　cosφ1、cosφ2--線路增加無(wú)功補(bǔ)償前后功率因數(shù)
　　P--線路輸送的有功功率，kW
　　R--線路的電阻，Ω
　　U--線路的額定電壓，kV
　　根據(jù)式(2)、(3)可知：功率因數(shù)提高后線路有功功率損耗下降的百分?jǐn)?shù)可以表示為：
　　η=[(△P1-△P2)/△P1]x100%=[1-(cosφ1/cosφ2)2]x100%(4)
　　5#、6#變壓器（1600KVA）由于諧波有效治理，兩臺(tái)變壓器低壓側(cè)電容自動(dòng)補(bǔ)償柜自動(dòng)投入，功率因數(shù)由0.8提高到0.95，線路有功功率損耗下降：
　　η=[1-(0.8/0.9)2]x100%=29%
　　(2)提高功率因數(shù)可減少變壓器銅損計(jì)算：
　　變壓器在運(yùn)行中，輸出一定的有功功率時(shí)，其銅損耗與變壓器所帶負(fù)荷視在功率的平方成正比，而視在功率又與變壓器的功率因數(shù)成反比，即可表示為：
　　S=P/cosφ(5)
　　提高功率因數(shù)前后變壓器的銅損耗可表示為：
　　Pt1=(S1/Se)2Pk=[P/(Secosφ1)]2Pk(6)
　　Pt2=(S2/Se)2Pk=[P/(Secosφ2)]2Pk(7)
　　式中S--變壓器輸出視在功率，kVA
　　S1、S2--提高功率因數(shù)前后變壓器的視在功率，kVA
　　P--變壓器輸出的一定有功功率，kW
　　Pk--變壓器銘牌額定銅損耗，kW
　　Pt1、Pt2--變壓器在提高功率因數(shù)前后的銅損耗，kW
　　Se--變壓器的額定容量，kVA
　　cosφ1、cosφ2--功率因數(shù)提高前后值
　　所以在P和U不變時(shí)，提高功率因數(shù)前后的變壓器實(shí)際的銅損耗下降百分?jǐn)?shù)可以表示為：
　　η=[(Pt1-Pt2)/Pt1]x100%=[1-(cosφ1/cosφ2)2]x100%(8)
　　5#、6#變壓器（1600KVA）提高功率因數(shù)后變壓器實(shí)際的銅損耗下降:
　　η=[1-(0.8/0.9)2]x100%=29%
　�。�3）由于諧波的有效治理，根據(jù)有源濾波裝置生產(chǎn)商的實(shí)際統(tǒng)計(jì)，變壓器負(fù)載總損耗應(yīng)比濾波前下降5%以上。
　　每臺(tái)變壓器年節(jié)約能耗為（變壓器負(fù)載率按70%計(jì)算，功率因數(shù)按0.95計(jì)算）：
　　1600KVAx70%x0.95x5%x365x24=466032kWh
　　5#、6#兩臺(tái)變壓器共節(jié)能：2x466032kWh=932064kWh
　　
　　3.水泵變頻調(diào)速節(jié)能計(jì)算：
　　水泵調(diào)速一般是減速問題。當(dāng)采用變頻調(diào)速時(shí)，原來(lái)按工頻狀態(tài)設(shè)計(jì)的泵與電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)均發(fā)生了較大的變化，另外如管路特性曲線、與調(diào)速泵并列運(yùn)行的定速泵等因素，都會(huì)對(duì)調(diào)速的范圍產(chǎn)生一定影響。一般認(rèn)為，變頻調(diào)速不宜低于額定轉(zhuǎn)速50％，最好處于70％～100％。
　　從水泵功率消耗——流量關(guān)系曲線圖中可見用變頻調(diào)速的方法來(lái)減少水泵流量進(jìn)行節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的，當(dāng)所需流量減少，水泵轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其電動(dòng)機(jī)的所需功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降；
　　當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的10%即F=45Hz時(shí)，其電動(dòng)機(jī)軸功率下降了27.1%，水泵節(jié)電率為27.1％；
　　當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的20%即F=40Hz時(shí)，其電動(dòng)機(jī)軸功率下降了48.8%，水泵節(jié)電率為48.8％；
　　當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的30%即F=35Hz時(shí)，其電動(dòng)機(jī)軸功率下降了65.7%，水泵節(jié)電率為65.7％；
　　六、結(jié)論與建議
　　在分析了通訊社能耗現(xiàn)狀（著重探討了配電系統(tǒng)的節(jié)能措施）的基礎(chǔ)上，并參考政府機(jī)構(gòu)辦公樓、學(xué)校、賓館的能耗特點(diǎn)，通訊社改善能源消耗幾項(xiàng)重要工作：
　　1．能源管理信息系統(tǒng)
　　2．信息中心空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造
　　3．綜合樓利用空調(diào)余熱加熱生活熱水
　　4．供暖分區(qū)分時(shí)控制
　　5．無(wú)負(fù)壓供水
　　6．更換高能耗變壓器并對(duì)變壓器進(jìn)行諧波治理
　　為了保證通訊社良好的服務(wù)環(huán)境，提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，為推動(dòng)全社會(huì)節(jié)能工作做好表率作用，還應(yīng)在一下方面加強(qiáng)重視：
　　1.落實(shí)新華社節(jié)能工程，逐步提高能源利用效率。
　　2．加強(qiáng)組織管理，在能耗計(jì)量和統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，實(shí)施能耗考核考評(píng)和獎(jiǎng)懲制度，進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)能管理。
　　
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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