电气工程节能在煤炭化工企业中的运用探讨

一、煤炭化学工业涵盖煤制油、煤制气、煤制烯烃及化肥生产等多元工艺链，各环节均表现出密集的能源与资源输入特征。其能耗结构中电力成本常年占据显要比例，这不仅是由于涵盖破碎、输送、分离、压缩、反应等连续作业过程的高度自动化依赖电力驱动。通过深入挖掘内部节能潜力来对冲成本增长、提升运营效益的内在驱动力也日益强劲。如何在确保生产连续稳定运行这一核心前提的同时，充分探索并实践更具普适性与可操作性的电气节能路径，成为全行业迫在眉睫、亟待深入探索解决的关键现实命题。

二、电气工程节能在煤炭化工企业中应用的价值

（一）显著降低企业综合运营成本的关键支撑

煤炭化工企业在日常生产运营中面临持续高压的电力成本负担 比在整体能耗费用结构中往往居于前列，电气工程节能措施的有效 的无功补偿技术、优化电力系统的功率因数、精确匹配变 断变化的工艺需求而非持续满负荷运转、改造低效电机代之 能源管理系统实现电能的实时计量与分项管理等措施， 电费及根据功率因数考核产生的力调电费，更精准地控制生产单元的电费分摊， 力支出在总量上获得压缩。

（二）优化能源利用结构提升资源转化效率的内在要求

煤炭化工工艺链复杂且涉及大量高温高压、连续运转的物理过程与化学反应，其能源输入形式通常包含煤炭、蒸汽、电力等多种介质，而电力作为 大型动设 维持生产连续性的核心二次能源，其利用效率的高低在很大程度上决定 能技术的深入应用，例如通过能效审计精确识别高耗电设备的运行区间、利用变频技术实 变化的柔性调节以避免无谓的能量消耗于阀门或挡板节流环节、优化配电网络布局降低不必要的线路损耗、建立覆盖全厂的能耗监控平台实现运行参数的实施监控与及时调整[1]。

（三）满足日趋严格的合规监管构建绿色可持续发展能力的必然路径

三、随着中国“双碳”目标在国家战略层面的确立和各项节能减排政策的密集出台与刚性执行，特别是针对煤炭化工这类重点高耗能行业的能耗限额标准、污染物排放要求以及电力系统运行的功率因数考核要求持续升级，企业在环保合规与用能合规方面面临的法律法规压力空前加大，电气工程节能作为降低企业综合能耗强度、减少碳足迹最为直接且基础的技术手段，其规模化应用程度直接关系到企业能否满足甚至超越国家和地方政府制定的强制性能效指标约束，顺利通过日益严格的能源审计和环保督查，主动规避因能源使用不达标而引致的处罚、限产甚至关停风险，同时通过降低外购电力的总量实质性地减轻了对化石能源的间接依赖，是企业应对当前及未来强化监管环境、主动承担环境责任、塑造绿色低碳发展公众形象、构建面向未来的可持续发展核心能力体系中不可或缺的基础构成和合规性保障措施。

四、电气工程节能在煤炭化工企业中的应用策略

（一）基于负载特性实施精准化能效驱动控制策略

煤炭化工生产流程中包含大量如破碎机、鼓风机、引风机、离心泵、空压机等需要连续运转且工况负荷波动显著的高耗能旋转设备，其传统运行模式常采用阀门、挡板等机械式节流手段调节流量或压力，造成大量能量无谓损耗在克服局部阻力环节，针对此类情形，应用电气工程节能的核心策略之一在于系统性地采用变频调速技术，关键在于精确匹配驱动电机功率输出与工艺设备实时负荷需求，建立以流量、压力或温度为主要反馈参数的闭环控制系统，使拖动电机的转速能够根据生产负荷的变化自动平滑调整，避免电机长时间在偏离高效区的恒定高速状态下运行，同时彻底消除机械节流部件带来的节流损失，这一技术路径的实施过程需要深入理解工艺流程中各种驱动装置的负荷特性曲线，科学选用合适的变频器型号与容量，并配合实施电机软启动功能以降低对电网的冲击，从而实现驱动系统整体运行效率的根本性提升。

（二）优化电力系统架构实现结构性降损增效

煤炭化工企业供电网络覆盖范围广、电压等级多且分支复杂，在长期运行中易因规划不合理或后续扩容改造导致线路布局不优、供电半径过长、无功潮流分布不均、线路老化及导体截面选择不当等问题，从而产生可观的有功和无功线路损耗，降低此类结构性损耗的核心策略在于开展全厂性的配电网络诊断与分析工作，通过电力潮流计算与系统阻抗评估梳理薄弱环节，有针对性地实施配电网络拓扑结构局部重构，例如缩短部分超长距离供电回路的长度、对长期重载或轻载的线路进行导体截面的增容或减容调整使其运行在经济电流密度范围内、对分布分散的低压动力负荷进行优化组合实施合理的就地无功补偿措施提升功率因数以减少线路中流动的无功电流、在变压器的选型和运行策略上强化经济运行方式，避免变压器长期处于低负载率运行带来的铁损占比过高问题。

（三）推进高能耗关键装备的主动替换与性能升级

作为电能源消耗的主要载体，生产现场运行的大量电机、变压器、大型整流装置等电气设备自身的性能等级与损耗水平是影响整体能效的关键要素，针对煤炭化工企业普遍存在的存量设备服役年限较长、技术指标落后于当前国家标准高效能水平的历史遗留问题，制定并执行有步骤、有重点的设备更新换代计划是提升系统能效的基础性策略，具体执行层面需要依据设备的实际运行负荷率、年度累计运行时长、当前效率评估结果、替代设备的全生命周期成本效益比分析等核心指标进行优先级排序，重点选择那些连续运行时间长、负载率高且当前效率显著偏离现代高效标准的低效电机进行替换，将现有普通效率等级三相异步电动机更换为符合国家现行高效电机能效限定标准的产品，在条件允许且经济可行的情况下考虑部分工况稳定区域采用效率更高的永磁同步电机[2]。

总结

综上所述，电气工程节能技术在煤炭化工企业中的应用绝非孤立的设备更新或局部的技术改造，而是涵盖驱动系统能效精准控制、供电网络结构系统性优化、高耗能核心装备迭代升级、以及智能化能耗监控平台构建等多维度协同推进的综合性解决方案。未来推进方向必将聚焦于技术应用的深度智能化集成、管理与运行策略的持续精进以及能源结构低碳化协同转型的全局性思考，逐步从单纯能耗控制转向与智能工厂、低碳生产工艺、绿色电力采购及碳资产运营战略的全面协同，真正实现经济效益、环境效益、社会效益的系统化统一。

参考文献

[1]周超. 煤炭矿山电气自动化控制中智能化技术的运用研究 [J]. 内蒙古煤炭经济， 2023， （09）： 136-138.

[2]刘远. 煤炭矿山电气自动化控制中智能化技术的应用分析 [J]. 新型工业化， 2021， 11 （08）： 75-76.