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节约能源的意义和技术(推荐),http://www.5idzw.com
电子变频类似于信号发生器,其原理是利用L-C电路产生振荡电流,从而达到改变交流电频率的目的。例如,一幢大楼的自动供水设备,如果不采用变频调速技术,那么只要有人用水,供水设备就处于满载工作状态,但采用了变频调速技术后,供水设备将会根据单位时间内用水量的大小调整电机转速,用水量小时电机转得慢,用水量大时电机转得快,从而达到了节能的目的。
目前国内市场上出现的变频空调、变频冰箱等产品,是根据温度的高低来控制压缩机转速的,因此这些产品都属于节能产品。
2、材料节能
凡是能够节约能源的材料都叫节能材料。以选择材料来达到节能目的的方法叫材料节能。到目前为止,已发现的节能材料多达几千种。下面介绍其中的几种以及应用这些材料后的节能效果。
(1)非晶态铁基合金
非晶态铁基合金是一种以铁为主要原料的非晶态金属。通常情况下,所有的金属都是晶体,而晶体中的分子排列是有一定规律的,正是由于金属的这种微观结构,才使得金属具有良好的导电性能,但有时人们并不需要这种导电性。比如用于制作变压器铁心材料的硅钢片,是在铁中均匀掺入少量的硅制成的,掺入硅的目的是提高铁心的导磁能力,同时降低铁心的导电能力,而为了进一步降低铁心的导电能力,人们把硅钢制成片状,然后用许多块硅钢片叠合成一个铁心,而片与片之间用绝缘胶黏合起来,即便如此,变压器在工作中时,铁心中通过的交变磁场也会在每一片硅钢片中由于电磁感应现象而引起感应电流,这一部分感应电流由于人们无法利用它而被白白地浪费掉了,这就是我们通常所说的涡流损失。
为了进一步减小涡流损失,人们研制出了非晶态铁基材料,这种材料是把熔化状态的金属液体以极快的速度冷却(10~10 ℃/s)后得到的。由于冷却速度太快,金属中的原子还来不及排列成有序结构,金属液体即已凝固,因此液态下原子的无序排列被保留了下来,形成了象玻璃一样的非晶态金属。这种非晶态金属的导磁能力很强而导电能力很弱,用它作变压器铁心时,涡流损失只有普通硅钢片铁心的25%,因此大大节约了电能。不仅如此,同样性能的两种变压器比较,非晶铁心变压器的质量比普通变压器小得多,体积小,而且工作时的温升也不高。例如,一台容量为3×10 VA的变压器当通过交流电频率为400Hz时,应用非晶态铁心比普通变压器体积减小17%,重量减小46%,励磁电流减小85%,温升降低50%~60%,综合效率高达98.5%以上。
目前,美国和日本都在研究非晶态铁基材料。据统计,日本各地使用的变压器每年产生的涡流损失高达3.6×10 kW·h,如果换用非晶态铁心变压器,就可以使涡流损失降低到1.8×10 kW·h,而节省下来的电能完全可以满足一个拥有100万户家庭的城市使用。
(2)铝合金
铝合金用于汽车制造业,其主要目的是为了减轻汽车的自重,从而提高汽车的有效载荷。大家知道,汽车工业离不开钢铁,汽车的自重中有80%以上被钢铁占去。如果用铝合金代替部分钢铁,则可大大减小汽车的自重,从而降低汽车的无功能耗,达到节能的目的。曾有人做过一项实验,如果一辆小汽车使用50kg铝材,就可使汽车的自重减小116kg,从而使每千米油耗降低6g左右,以一年行驶1万千米计算,年耗油量将减少60kg左右。如果所有的汽车都不同程度地采用铝合金作零部件,那节油的效果将非常大。德国的一家汽车公司制造的波尔舍小汽车,每辆车使用铝材已高达236kg,不仅减小了汽车的自重,降低了能耗,而且提高了汽车的性能。如再在铝中掺入镁、铜等金属,可使铝合金的抗撞击性能与钢铁相近,目前已经成为制作汽车保险杠的首选材料。
(3)无灯丝长寿命节能灯
当把这种灯联接到交流电源上时,振荡器、放大器便产生一种高频电磁振荡,这种高频电磁振荡被设在灯泡内的特殊的发射天线发出后,可在灯泡内部形成高频无线电波,这种无线电波可以使充在灯泡内的水银蒸气发生电离而形成等离子体。大量处于高能级的水银原子发生辐射跃迁时会释放出大量的紫外线,紫外线被涂在灯泡内壁上的荧光物质吸收后,便可发出可见光。这种灯泡里没有灯丝,因此就没有电热元件损耗,从而提高了发光效率。不仅如此,由于省略了钨丝做灯丝,因此大大延长了灯泡的使用寿命。一只普通白炽灯正常寿命约1000h,一只日光灯管的正常寿命约7000~10000h,而这种节能灯的使用寿命长达14年之久,这种灯的发光效率是普通话白炽灯的4倍,费用仅为同亮度白炽灯的1/3左右。有人说它是灯泡发展史上的一项重要突破,或许能在不久的将来成为人类照明的主要工具。
3、储能技术
如果一座城市在用电高峰时的电力消耗量是用电低谷时的2倍,那么给这座城市供电的发电厂的总装机容量,必须按高峰用电量进行设计,而到了用电低谷时(比如深夜),发电厂几乎一半的装机容量被浪费了,这不仅浪费了大量的能源,而且也对电网的安全产生不利的影响。为了解决这一问题,人们自然想到要把用不完的电能储存起来。
但是,电能属于过程性能源,不用就会白白浪费掉,就像水能一样,不便于直接储存。因此就必须把电能转化为其它便于储存的能量。人们把这种技术叫做调峰填谷储能技术,即在用电低谷时把多余的电能储存起来,在用电高峰时再把储存的能量转化为电能以弥补电力不足。
(1)冰蓄冷技术
大家知道,热是能的一种表现形式,从某种意义上说,冷也是能的一种表现形式。冰蓄冷,顾名思义就是用冰将冷储存起来,在需要的时候将冷释放出来,让冰吸收周围物体的热量,以达到使物体降温的目的。日常生活、工农业生产、商业、旅游业等行业中都需要大量的冷能,尤其是在炎热的夏季,需要用冷的地方更多。通常人们都是采取用空调器、冰柜等电制冷的方法进行降温,而这样就为增加发电厂的负担,目前国内许多大型发电厂又都是火力发电厂,发出的电越多,消耗的化石燃料就越多,对环境的污染也就越大。为了避免上述情况发生,人们想到了在晚上用电低谷期,用发电厂多余的电力制冷,到了白天再用制得的冰对某些场所降温,从而达到不开空调或少开空调的目的。这样就能降低白天的用电量,大大节约了发电机组的的装机容量,起到了节能的作用。不仅如此,还减少了发电机组的装机容量,甚至少建发电厂,还可减少有害物质的排放量,这对环境质量的改善有益。
20世纪70年代初期,发达国家开始研究冰蓄冷技术。80年代开始应用。今天,冰蓄冷技术作为一种电力调峰填谷手段,已经广泛应用在建筑物内部降温及工业用冷等方面。我国也在积极提倡并加紧研究冰蓄冷技术。
(2)二氧化碳储能技术
利用二氧化碳储能的方法是在用电低谷期间,将发电厂多余的电力用于驱动大型压缩式
式制冷系统,使气态二氧化碳冷冻成固态二氧化碳,然后,再用固态二氧化碳把气态氨冷却为液态氨。等到用电高峰时,使液态氨吸热气化,并推动气轮发电机发电。这种系统的最大优点是占用空间小。例如,抽水蓄能电站,每储存1000kW·h的电能,就需要容积为140m的水库,而二气化碳储能系统储存等量的电能,只要28m的地上空间就足够了。除此之外,二气化碳储能系统还有施工期短,对环境影响小,厂址易于选择等优点。
四、企业节能的措施
据报道发达国家的先进企业节电潜力为20%,我国一般约为40%,个别可达50%,可见节电潜力是非常巨大的,据一般估计,在总节电效益中,通过组织管理可以收到约占30%,通过改进工艺过程、加工方法以及实行一些基本不花钱的技术措施可以收到约占40%,通过改造或增加设备且耗费较大投资才可以收到的约占30%。很明显,应当优先采取组织管理措施和技术措施。
工厂节电可分为管理节电、结构节电和技术节电三种方式。管理节电是通过改善和加强用电管理和考核工作,来挖掘潜力,减少浪费的节电方式;结构节电是通过调整产品结构来达到的节电方式;技术节电是通过设备更新、工艺改革、采取先进技术来达到的节是方式。
五、大力推广节能技术进步
要大幅度提高节能水平,除优化结构、加强管理,我们认为大力推广技术进步、推广节能技术,更新和改造老旧设备,改造落后工艺,提高设备热效率等,是重要的途经。1973年到1985年期间19个主要工业国家所取得的重大节能成就主要源自技术进步,即高能耗生产过程及设备用低能耗技术,成功地使有关国家渡过了两次能源危机。对于近期全国节约用电工作会议重点推广的节电技术,我们应予高度重视,尽力采用。
,节约能源的意义和技术(推荐)
电子变频类似于信号发生器,其原理是利用L-C电路产生振荡电流,从而达到改变交流电频率的目的。例如,一幢大楼的自动供水设备,如果不采用变频调速技术,那么只要有人用水,供水设备就处于满载工作状态,但采用了变频调速技术后,供水设备将会根据单位时间内用水量的大小调整电机转速,用水量小时电机转得慢,用水量大时电机转得快,从而达到了节能的目的。
目前国内市场上出现的变频空调、变频冰箱等产品,是根据温度的高低来控制压缩机转速的,因此这些产品都属于节能产品。
2、材料节能
凡是能够节约能源的材料都叫节能材料。以选择材料来达到节能目的的方法叫材料节能。到目前为止,已发现的节能材料多达几千种。下面介绍其中的几种以及应用这些材料后的节能效果。
(1)非晶态铁基合金
非晶态铁基合金是一种以铁为主要原料的非晶态金属。通常情况下,所有的金属都是晶体,而晶体中的分子排列是有一定规律的,正是由于金属的这种微观结构,才使得金属具有良好的导电性能,但有时人们并不需要这种导电性。比如用于制作变压器铁心材料的硅钢片,是在铁中均匀掺入少量的硅制成的,掺入硅的目的是提高铁心的导磁能力,同时降低铁心的导电能力,而为了进一步降低铁心的导电能力,人们把硅钢制成片状,然后用许多块硅钢片叠合成一个铁心,而片与片之间用绝缘胶黏合起来,即便如此,变压器在工作中时,铁心中通过的交变磁场也会在每一片硅钢片中由于电磁感应现象而引起感应电流,这一部分感应电流由于人们无法利用它而被白白地浪费掉了,这就是我们通常所说的涡流损失。
为了进一步减小涡流损失,人们研制出了非晶态铁基材料,这种材料是把熔化状态的金属液体以极快的速度冷却(10~10 ℃/s)后得到的。由于冷却速度太快,金属中的原子还来不及排列成有序结构,金属液体即已凝固,因此液态下原子的无序排列被保留了下来,形成了象玻璃一样的非晶态金属。这种非晶态金属的导磁能力很强而导电能力很弱,用它作变压器铁心时,涡流损失只有普通硅钢片铁心的25%,因此大大节约了电能。不仅如此,同样性能的两种变压器比较,非晶铁心变压器的质量比普通变压器小得多,体积小,而且工作时的温升也不高。例如,一台容量为3×10 VA的变压器当通过交流电频率为400Hz时,应用非晶态铁心比普通变压器体积减小17%,重量减小46%,励磁电流减小85%,温升降低50%~60%,综合效率高达98.5%以上。
目前,美国和日本都在研究非晶态铁基材料。据统计,日本各地使用的变压器每年产生的涡流损失高达3.6×10 kW·h,如果换用非晶态铁心变压器,就可以使涡流损失降低到1.8×10 kW·h,而节省下来的电能完全可以满足一个拥有100万户家庭的城市使用。
(2)铝合金
铝合金用于汽车制造业,其主要目的是为了减轻汽车的自重,从而提高汽车的有效载荷。大家知道,汽车工业离不开钢铁,汽车的自重中有80%以上被钢铁占去。如果用铝合金代替部分钢铁,则可大大减小汽车的自重,从而降低汽车的无功能耗,达到节能的目的。曾有人做过一项实验,如果一辆小汽车使用50kg铝材,就可使汽车的自重减小116kg,从而使每千米油耗降低6g左右,以一年行驶1万千米计算,年耗油量将减少60kg左右。如果所有的汽车都不同程度地采用铝合金作零部件,那节油的效果将非常大。德国的一家汽车公司制造的波尔舍小汽车,每辆车使用铝材已高达236kg,不仅减小了汽车的自重,降低了能耗,而且提高了汽车的性能。如再在铝中掺入镁、铜等金属,可使铝合金的抗撞击性能与钢铁相近,目前已经成为制作汽车保险杠的首选材料。
(3)无灯丝长寿命节能灯
当把这种灯联接到交流电源上时,振荡器、放大器便产生一种高频电磁振荡,这种高频电磁振荡被设在灯泡内的特殊的发射天线发出后,可在灯泡内部形成高频无线电波,这种无线电波可以使充在灯泡内的水银蒸气发生电离而形成等离子体。大量处于高能级的水银原子发生辐射跃迁时会释放出大量的紫外线,紫外线被涂在灯泡内壁上的荧光物质吸收后,便可发出可见光。这种灯泡里没有灯丝,因此就没有电热元件损耗,从而提高了发光效率。不仅如此,由于省略了钨丝做灯丝,因此大大延长了灯泡的使用寿命。一只普通白炽灯正常寿命约1000h,一只日光灯管的正常寿命约7000~10000h,而这种节能灯的使用寿命长达14年之久,这种灯的发光效率是普通话白炽灯的4倍,费用仅为同亮度白炽灯的1/3左右。有人说它是灯泡发展史上的一项重要突破,或许能在不久的将来成为人类照明的主要工具。
3、储能技术
如果一座城市在用电高峰时的电力消耗量是用电低谷时的2倍,那么给这座城市供电的发电厂的总装机容量,必须按高峰用电量进行设计,而到了用电低谷时(比如深夜),发电厂几乎一半的装机容量被浪费了,这不仅浪费了大量的能源,而且也对电网的安全产生不利的影响。为了解决这一问题,人们自然想到要把用不完的电能储存起来。
但是,电能属于过程性能源,不用就会白白浪费掉,就像水能一样,不便于直接储存。因此就必须把电能转化为其它便于储存的能量。人们把这种技术叫做调峰填谷储能技术,即在用电低谷时把多余的电能储存起来,在用电高峰时再把储存的能量转化为电能以弥补电力不足。
(1)冰蓄冷技术
大家知道,热是能的一种表现形式,从某种意义上说,冷也是能的一种表现形式。冰蓄冷,顾名思义就是用冰将冷储存起来,在需要的时候将冷释放出来,让冰吸收周围物体的热量,以达到使物体降温的目的。日常生活、工农业生产、商业、旅游业等行业中都需要大量的冷能,尤其是在炎热的夏季,需要用冷的地方更多。通常人们都是采取用空调器、冰柜等电制冷的方法进行降温,而这样就为增加发电厂的负担,目前国内许多大型发电厂又都是火力发电厂,发出的电越多,消耗的化石燃料就越多,对环境的污染也就越大。为了避免上述情况发生,人们想到了在晚上用电低谷期,用发电厂多余的电力制冷,到了白天再用制得的冰对某些场所降温,从而达到不开空调或少开空调的目的。这样就能降低白天的用电量,大大节约了发电机组的的装机容量,起到了节能的作用。不仅如此,还减少了发电机组的装机容量,甚至少建发电厂,还可减少有害物质的排放量,这对环境质量的改善有益。
20世纪70年代初期,发达国家开始研究冰蓄冷技术。80年代开始应用。今天,冰蓄冷技术作为一种电力调峰填谷手段,已经广泛应用在建筑物内部降温及工业用冷等方面。我国也在积极提倡并加紧研究冰蓄冷技术。
(2)二氧化碳储能技术
利用二氧化碳储能的方法是在用电低谷期间,将发电厂多余的电力用于驱动大型压缩式
式制冷系统,使气态二氧化碳冷冻成固态二氧化碳,然后,再用固态二氧化碳把气态氨冷却为液态氨。等到用电高峰时,使液态氨吸热气化,并推动气轮发电机发电。这种系统的最大优点是占用空间小。例如,抽水蓄能电站,每储存1000kW·h的电能,就需要容积为140m的水库,而二气化碳储能系统储存等量的电能,只要28m的地上空间就足够了。除此之外,二气化碳储能系统还有施工期短,对环境影响小,厂址易于选择等优点。
四、企业节能的措施
据报道发达国家的先进企业节电潜力为20%,我国一般约为40%,个别可达50%,可见节电潜力是非常巨大的,据一般估计,在总节电效益中,通过组织管理可以收到约占30%,通过改进工艺过程、加工方法以及实行一些基本不花钱的技术措施可以收到约占40%,通过改造或增加设备且耗费较大投资才可以收到的约占30%。很明显,应当优先采取组织管理措施和技术措施。
工厂节电可分为管理节电、结构节电和技术节电三种方式。管理节电是通过改善和加强用电管理和考核工作,来挖掘潜力,减少浪费的节电方式;结构节电是通过调整产品结构来达到的节电方式;技术节电是通过设备更新、工艺改革、采取先进技术来达到的节是方式。
五、大力推广节能技术进步
要大幅度提高节能水平,除优化结构、加强管理,我们认为大力推广技术进步、推广节能技术,更新和改造老旧设备,改造落后工艺,提高设备热效率等,是重要的途经。1973年到1985年期间19个主要工业国家所取得的重大节能成就主要源自技术进步,即高能耗生产过程及设备用低能耗技术,成功地使有关国家渡过了两次能源危机。对于近期全国节约用电工作会议重点推广的节电技术,我们应予高度重视,尽力采用。
,节约能源的意义和技术(推荐)