1、钢铁行业的节能
我国传统的社会发展模式以“高投入、高污染、高消费”为特征，直接导致生态环境整体恶化。 然而，中国是世界上为数不多的水资源最少的国家之一，人均水资源量排名世界第88位，仅占世界人均水资源量的四分之一。 如今，一些城市被迫限制供水，形势十分严峻。
在钢铁工业中，工业用水量很大。 钢铁生产过程排放的废水主要来自生产工业用水、设备及商品冷却水、烟灰清洗、设备及现场清洗用水。 主要可分为含有机污染物的有机废水、含无机污染物的无机废水和仅受热污染的冷却水。
近年来，莱钢加强了工业废水的处理和回用，各单位工业废水排放量日益减少，但工业废水异常排放现象依然存在，部分污水没有得到有效处理。 为贯彻落实我国水资源开发战略和水污染治理对策，减少莱港水源短缺，促进污水循环利用，保障莱港经济建设可持续发展，推动工业废水“零”排放，计划选址建设污水综合治理设备。
在水处理厂中，能源成本通常占总运营成本的 30% 至 50%。 因此，科学的电气安装设计对降低能耗、设备和能源成本起着至关重要的作用。 严格的日常能源管理可以有效降低企业的运营成本。 本文将结合菜钢污水处理厂的设计，介绍污水处理厂的配电、电机控制设计方案和先进的能源解决方案。
污水处理站按大小可分为四种尺寸。 微型污水处理站：污水处理能力为1000 5000 m3/天或覆盖1000 10000人，功率为25 125kva。 小型污水处理厂：污水处理能力为5000-50000m3天或覆盖10000-100000人，所需功率为125-1250kVA。 中型污水处理站：污水处理能力为50000 200000m3天或覆盖10000000500000人，所需功率为125~5mva。大型污水处理站：污水处理能力为20万10万m3/天或覆盖50万1亿人，5.25亿mva。 需要注意的是，如果在废水处理过程中选用反渗透技术运行，所需功率远高于传统污水处理，应适当考虑供电。
对应不同的污水处理站，从小到大，都可以接入公共配电网：低压或中压电网的单回路供电; 中压环网结构：高压双回路电源：高压双回路供电，双母线接线，中压电路的主要配置方式有：单回路，单变压器或多变压器：开环，一个中压变电站或开环，两个高压变电站。 基本配置为径向单回路系统和单变压器。 当使用多个变压器时，通常采用开环结构，以提高电源的可用性。 当有大功率电机时，可直接采用高压供电方式，降低电缆规格。 **参考。
低压回路段的主要配置方法有：
径向单回路器件，可供参考，也是最简单的。 负载仅接收一个电源，提供最低级别的电源可用性。 由于停电时没有冗余，除非实际条件有限，否则应谨慎使用。 配备2台变压器。 选择接收同一高压输入线的两台变压器进行供电。 **参考。 当变压器完全投入运行时，一般接收低压主开关板并联运行。 2台变压器，2节低压主开关柜，带常开段开关。 2.变压器，2.低压主开关柜：为了提高供电的可用性，可采用常开分段开关柜对低压主开关柜进行分段操作，以提高供电的可用性。 配备双端电源和自动转换开关。 这类设备用于要求最高可用性的电源，原则上有两个外部电源，如两个变压器，一个变压器和一个备用发电机，由不同的高压输入线供电; 变压器和UPSUP电源。 选择自动转换开关 （ATS） 以避免电源并联运行。 这种类型的设备允许所有上级配电系统在不中断电源的情况下执行预防或故障排除。
根据莱冈综合废水水体的特点，污水处理站采用生物接触氧化、超滤、反渗透相结合的方法。 **参考。 它不仅能充分去除水中的污染物，还能用原水冲洗炼铁、炼钢的残渣，经过高级超滤和反渗透处理的水可在工业循环水系统中回用，真正做到零排放。 因此，工厂的功耗比较大，计算的负荷为13457kw，1118.4、无功负荷KVAR，为了提高供电的稳定性，尽可能避免供电中断，结合莱港的供电情况，采用两台变压器供电，设置两台低压主开关柜：同一高压站母线不同路段的变压器供电， 在饮用水和污水处理站中，电机用于驱动各种设备：水泵;移动终端（刮板、污泥刮板）; 搅拌器（水和淤泥）; 污泥处理设备（蜗杆、离心机、压力机、输送带）; 鼓风机（用于生物处理中的曝气）等 根据不同设备的特点，应采用不同的控制方法。
离心泵是水处理中常用的泵类型。 向心力是由侧叶轮的旋转运动产生的，该侧叶轮将水与泵分离。 离心泵应用范围广泛，可以满足各种体积压力要求。 离心泵的排量可以通过调节闸阀或泵的转速来方便地控制。 离心泵和多级泵设计用于反渗透过程中的高压膜水流。 离心泵的功率范围很广（1 kW 至 1 MW 以上），旋转距离是转速的二次函数。 强烈建议选择受控的、渐进的减速过程，以防止水锤撞击管道。
计量泵是一种高启动扭矩、低功率 （10 kW） 电机，通常用于在难以有效混合的调味罐系统中注入液体剂。 螺杆泵是一种稳定的低速电机，由减速齿轮驱动，用于在有限的高度添加大量水或污泥。 混合机通常是速度稳定的中等功率（1 至 50 kW）电机，纸浆由减速齿轮驱动以使液体均质化。
此外，还有用于运动控制的网格和阀门，以及用于污泥处理的传送带、研磨机、清洗臂、压滤机、离心分离机和刮板。
一般来说，电力成本占水处理设施总运行成本的很大一部分，应特别注意节能减排。 可以采取以下优化措施：通过安装电力监控系统，可以帮助用户合理使用设备，提高性能，在莱冈污水处理站使用新型变压器，减少空载损耗，广泛使用金属卤化物灯，起到能效的作用。 此外，通过设置无功补偿，功率因数调整为09.以上，还能避免电力公司收取无功电费，降低用电量。
2. 农业灌溉节能
实施方案中的高效节水灌溉主要是指喷灌、微灌、管道灌溉（管道水灌）等灌溉方式。 《实施方案》指出，“十二五”期间，我国高效节水灌溉具有社会化、技术融合、规模化建设、耕地化、服务专业化等特点。 地方有关部门实施了小农用水设施建设、东北四省（自治区）节水增粮、大面积灌区节水改造、大规模节水灌溉效能示范等工作，促进了高效节水灌溉的快速发展。 截至2015年底，我国灌溉面积为10个81亿亩，其中高效节水灌溉2个69亿亩，高效节水灌溉年节水能力约270亿立方米，全国灌溉水有效利用率达到0。53。
然而，到“十二五”末，我国高效节水灌溉面积仅占灌溉面积的25%左右。 受制于水污染、时空分布不均、农业用水模式普遍等因素制约，我国高效节水灌溉支撑现代农业发展的潜力尚未得到充分开发，还有很大的发展空间。 截至2015年底，北京、河北、新疆、天津、内蒙古等省（自治州、直辖区）灌溉面积占比; 湖南、广东、安徽、江西、四川等省（区）高效节水灌区占灌区比重较低，为%。
建设目标和主要任务。
1.建设目标。
实施方案明确指出，“十三五”期间，我国新增高效节水灌溉面积1亿亩。 到2020年，高效节水灌溉面积将达到3个69亿亩，占全国灌溉面积的32%以上。 农业灌溉用水有效利用率将达到055个以上，新增粮食产能达到114亿公斤，新增年节水能力达到85亿立方米。 同时，推进体制机制改革创新，充分发挥项目效益。
2.主要任务。
实施方案提出了工程建设和体制改革创新两大任务。
1）工程建设任务。“十三五”期间，我国新增高效节水灌区1亿亩，其中管道灌溉面积4015万亩，喷灌面积2074万亩，微灌面积3911万亩。 耕地高效节水灌溉面积8672万亩，其中大中型灌溉面积3200万亩，小灌区1868万亩，纯井灌溉面积3604万亩; 高效节水灌溉非耕地面积1328万亩，其中牧区600万亩。
从各省（自治区）公布的建设任务来看，新疆、河北、内蒙古、山东、河南等5个省（区）任务量较大，分别为1200万亩、1000万亩、1000万亩、950万亩、650万亩，共计4800万亩，占全国“十二五”期间新增高效节水灌区。
将近一半。 2）体制机制改革创新任务。《实施方案》明确将农业水价综合改革作为耕地水利改革的“牛鼻子”，全面推进储备制度和机制改革。 一是创新建设管理模式。 积极探索民间扶持、奖励补贴、建设补贴等建设方式，鼓励和引导农户、农民水合作组织、新型农业经营主体成为高效节水灌溉工程建设和管理主体。 二是建立健全运维保护机制。 明确高效节水灌溉工程产权还款，落实管理保护主体、责任、制度和资金，建立责任明确、权利责任明确、管理规范、高效运行的管理保护机制。 三是建立健全农业用水价格形成机制。 通过制定不同层次的农业水价，探索分类水价，逐步实施分级水价，建立健全合理反映供水成本、有利于节水农田水利体系创新的农业水价形成机制，与投融资体系相契合。 四是建立精准的补贴节水激励机制。
区域布局和技术模型。
中国幅员辽阔，南北自然条件不同，水资源禀赋迥异，种植结构复杂多变。 根据东北、西北、南北三区的气候特征、水资源条件、农业种植结构等因素，确定了“十三五”期间区域发展的重点和技术方法。 在《实施方案》中，东北地区是指辽宁东部、吉林、黑龙江、内蒙古自治州; 西北地区是指陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、内蒙古自治州等中西部地区; 华北地区是指北京、天津、河北、山西、山东、河南六省（市）; 南方地区是指长江沿岸和以南的省（自治区和直辖市）。
1.区域布局。
“十三五”期间，高效节水灌区四大区域布局如下：
1）东北地区高效节水灌溉面积1840万亩，其中管灌260万亩，喷灌855万亩，微灌725万亩。
2）西北地区高效节水灌溉面积2830万亩，其中管灌517万亩，喷灌188万亩，微灌2125万亩。
3）华北高效节水灌溉面积2980万亩，其中管灌2074万亩，喷灌430万亩，微灌476万亩。
4）南方高效节水灌溉面积2350万亩，其中管灌1164万亩，喷灌601万亩，微灌585万亩。
2.技术方法。
1）根据水资源承载能力，东北地区应合理发展滴灌和喷灌技术，积极选择耐旱水栖水品种;在有大规模耕作需求的地区，大中型机械化步行喷灌得到密集发展。
2）重点发展西北内陆河区和传统井灌区高效节水灌溉。在地表水过度开采或供水矛盾突出的灌区，应因地制宜推广滴灌、喷灌和管道灌技术，在加快主干压力测试渠道节水改造的基础上。 在水源过多的开发区，应适当减少水面，维护生态安全：在草原牧区，应根据水源条件开发高效节水灌溉草原，在生态敏感区严格控制地表水，灌溉人工草地。
3）禁止在华北过度开发地下水区改善灌溉面积，在农业灌溉中深挖地下水，在地下水源置换区科学开展高效节水灌溉工程建设，合理利用雨水资源、苦咸水、中水等;在纯井灌区和井渠合灌区，以管道灌溉为核心，水肥结合喷灌和微灌一体化发展，推广水计量和智能控制技术，实现浇水和地下水双控; 在地表水灌区，大力推进高标准管道灌溉和条件成熟区的高效便民管理，按时、按条件开展喷灌、微灌工程建设。
4）在南方地区，要积极发展原有地表水灌区的管道灌溉：在丘陵和山区建设的“五小水利”工程中，推广高效节水灌溉技术，提高抗旱减灾能力;在果园、茶树、设施农业区等经济附加值高的农作物区，大力推广喷灌和微灌技术：大力推广甘蔗种植区喷灌和微灌技术。
3.加热机组的节能
热网循环泵是供热机组中最重要的设备之一，其合理的选型和设备设计直接关系到供热系统的正常运行。 就市场上的热网循环泵而言，有些泵设计为高扬程，导致出口阀节流损失严重，不仅降低了运行的经济效益，而且增加了机器运行的安全隐患[11]。 对此，本文优化了循环泵驱动节能的设计，并结合算例讨论了改进过程，以期提出最佳的补救措施。
节能降耗增强了设计的意义。
就全球能源分配而言，中国能源分配较少，资源稀缺。 改革开放后，国家边界开放，国内经济发展迅速，各大产业发展迅速，整体产业水平较高。 然而，随着工业化的加速，一系列能源问题和环境问题也出现了。 根据相关研究结果[21]，我国能源的实际利用率相对较低，因此节能降耗的理念逐渐深入人心，越来越多的人开始重视节能降耗措施的应用。 国家提出“资源节约型”社会发展战略，确立了包括电力在内的节能减排重点产业，确立了包括电力节能项目在内的中国十大节能项目。 可见，节能降耗措施的实施迫在眉睫。 就目前国内电力行业的发展而言，能源消耗比较大，而且消费量呈逐年增加的趋势。 作为一家大型电力公司，大唐张家口电厂一直对电力和能源消耗有很大的需求。 一些趋势表明其能源消耗正在增加。 归根结底，主要与行业发展有关，也与发电装机容量小、系统落后等问题密切相关。 但随着行业的不断发展，能源与能源的矛盾日益凸显，我公司逐渐认识到节能降耗的重要性，并积极将其作为行业发展的重点内容之一。 公司继续采取和深化经济建设对策，全面调整行业设备，希望通过设备调整，提高机器运行效率，降低能耗，最终促进行业和社会的可持续发展。
供热机组热网循环泵驱动节能优化措施。
华北地区供暖时间长，设备需要长时间运行。 热网循环泵作为供热机组输送加热介质的重要方式之一，能耗相对较高。 为有效提高热网循环泵的节能效率，阐述了以下节能措施：背压机驱动热网循环泵。 该方案减少了变频调速装置在电泵方案中的应用，其转速可以调节[3]。 驱动蒸汽源采用工业抽气方式，参数等级高。 它可以通过背压机排出余热，将废气直接送入热网加热器，最后用作热网水。 由于工业泵送相关参数水平高，具有较强的工作能力。 由于小型汽轮机的效率低于主汽轮机，从节能经济的角度来看，工业泵送方式驱动小型汽轮机并最终推动热网循环泵的方式还有很大的改进空间。 看，还有一些改进的余地。 具体方案包括以下几点：
1.热过程的测量。
首先，建立了循环泵的轴功率，根据循环泵的流量、效率、扬程和密度参数计算了热网循环泵的轴功率; 具体计算公式为：热网循环泵轴功率=。
2.确定小型汽轮机的参数值。
设置小型汽轮机的相关参数，将其功率、转速、排气温度、进气温度、进气压力、背压分别设置为1400kw和1500rmp5mpa、0.2mpa。由于小型机器需要工作，因此应增加进入换热器的加热蒸汽量，以进一步满足原来的换热负荷[4]。 因此，有必要根据热平衡原理和相关计算方法计算待加热的蒸汽量。 具体工艺应先用加热蒸汽带动小型汽轮机工作，再利用小型汽轮机排气加热热网水，充分利用低品位蒸汽的能量梯度。
3.分析其经济效益。
应用上述方案后，可以有效节约电机驱动方式的功耗，但与电机驱动方式相比，该方案会增加蒸汽抽取量，而蒸汽抽取量的增加最终会导致主机因在主汽轮机中不工作而损失输出。 如果前者的增量大于后者的输出损耗，可以看出该方案与电机驱动方案相比具有较高的优势，可以看作是该方案以较小的损耗获得了更大的驱动能力，也在一定程度上体现了该方案更好的经济性。 反之，如果输出损耗越大，电机驱动方式越好。 本研究表明，汽车机器战略具有很强的经济价值。 该方案造成主机输出损失的重要原因有两个：一是汽车机在排热和加热热网水时挤出一些热泵，这部分热泵会工作在主机上。 其次，汽车机器消耗蒸汽，但不会因在主机上工作而造成损失。
4.比较不同萃取策略的节能效果。
为了阐明不同驱动策略的节能效果，本文以330MW双冷凝汽轮机机组为例，对单热网循环泵采用不同的驱动方案。 其经济价值最终表现为涡轮机消耗、驱动诱导工业萃取增量、入口焓、排气焓、排气压力和工业萃取驱动策略的输出损失。 与电机策略相比，节能能量分别为27370kg h、27370kg h和3208kj kg·h-1%3050k/kg·h.4mpa、1370w/kw、60kw。与电机策略相比，小型汽轮机的蒸汽消耗、驱动引起的加热增量、进焓、排气焓、排气压力和输出损失的节能能量分别为30155kg h、71kg h和3023k kg·hk kg·h16mpa、10w/kw、1419kw。两组数据的对比表明，与电机驱动方案相比，工业蒸汽抽取驱动方案可节省60 kW，与电机驱动方式相比，加热排气驱动方式可节省1419 kW，但后者比前者多出2785 kg的总蒸汽消耗量。 归根结底，主要考虑的是前者工业提取参数高，能耗损失大。 由于在主汽轮机中工作造成的主机输出损失与电机功率相似，因此实际节能量相对较小。 后一种供热抽送方式参数低，主机功能小，一次热网加热器的工作压力低于二次热网加热器的工作压力，企业流量为一次加热器的排热和二次加热器中单元流加热和抽送释放的热量大致相同， 所以部分加热和抽水是在汽车机器中加热加热管网水之前使用的，加热和抽水的总量很小。
最后，上述研究表明，三种热网循环泵驱动模式中的第一种具有较低的蒸汽味道，可以实现能量梯度利用，综合运行后具有最高的经济性。 与第三种驾驶方式相比，第二种驾驶方式与整体运行经济性相似，但前者可以有效降低工厂的功耗率，节能效果相差不大。 综上所述，汽车泵方案的选择可以在一定程度上提高企业的经济效益和综合热效益。 但是，需要根据供热管网的水流量和压力变化正确调节转速，提高设备的运行效率，消除阀门冲洗，减少部分节流的损失，最终提高系统安全性，有效改善电力系统的运行环境。
为了有效节约资源，采用热泵驱动小型汽轮机驱动泵，计算了工业泵驱动、电机驱动和热泵驱动三种方案的经济性，最终发现热泵驱动方案更节能。 但就本研究而言，研究方向仍不全面，笔者未来将进行深入的研究分析，力争提出更多的节能设计和改进方案，提高设备的节能效果，保障行业的可持续发展。
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