隨著世界性能源枯竭危機(jī)，以及生產(chǎn)企業(yè)之間日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)，電器設(shè)備節(jié)能改造成了眾多企業(yè)內(nèi)部挖潛的一個(gè)重要課題。目前節(jié)能已成了各工礦企事業(yè)非常關(guān)心的議題?？戳恕峨娮訄?bào)》今年第8期第18版的《變頻器和閥門誰更節(jié)能》和《應(yīng)用變頻器節(jié)能一例》兩篇文章，感覺《電子報(bào)》對(duì)該議題的采用意義重大。但兩文均是“大馬拉小車”再用變頻器“硬”降耗。其實(shí)，對(duì)設(shè)備選配失當(dāng)長(zhǎng)期存在“大馬拉小車”現(xiàn)象的，首選改造換裝匹配劫力設(shè)備，可以取得顯著的節(jié)能效果。以下談?wù)勛约憾嗄陙碓诠S節(jié)能應(yīng)用中的一點(diǎn)認(rèn)識(shí)，不當(dāng)之處歡迎批評(píng)指正。 一、規(guī)范能源應(yīng)用管理工礦企業(yè)首先應(yīng)建立起科學(xué)用電管理體系，建立健全能源管理機(jī)構(gòu)和制度。從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和長(zhǎng)期的節(jié)能效益來說，工礦企業(yè)的節(jié)能技術(shù)改造，應(yīng)優(yōu)先考慮淘汰高能耗、低效率的舊設(shè)備，換裝新型高效節(jié)能設(shè)備，降低電能損耗。電器設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)工程，必須經(jīng)過多方的技術(shù)論證，才可立項(xiàng)進(jìn)行。一般應(yīng)有以下幾項(xiàng)主要程序： 1.提出節(jié)能課題。 2.技術(shù)部門對(duì)電器設(shè)備用電負(fù)荷的工作特性進(jìn)行調(diào)查、測(cè)算。＿ 3.技術(shù)部作出節(jié)能改造可行性分析。． 4.制定節(jié)能技術(shù)改造方案和預(yù)算資金投人，5.節(jié)能產(chǎn)品選型。 6.設(shè)備安裝、節(jié)電效果和設(shè)備性能參數(shù)測(cè)試等等。 二、工廠常用節(jié)能技術(shù)根 據(jù)電器設(shè)備用電負(fù)荷的特性不同，目前，在工礦企業(yè)主要采用以下四種節(jié)能措施：在佩壓配電系統(tǒng)并聯(lián)電力電容器，進(jìn)行無功補(bǔ)償；在大功率用電設(shè)備上采用進(jìn)相機(jī)（也稱同步補(bǔ)償機(jī)）進(jìn)行無功補(bǔ)償；電磁調(diào)速控制技術(shù)；變頻控制技術(shù)。 1．電容器無功補(bǔ)償 一般來說，供電公司均要求工廠低壓配電系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到0.9以上，否則要多交一定比例的罰款。采用電容器無功補(bǔ)償，可以有效提高供電系統(tǒng)中的功率因數(shù)，提高供、用電設(shè)備的負(fù)荷率，減少系統(tǒng)無功功率的損耗。用電容器作無功補(bǔ)償，可分為集中無功補(bǔ)償和分散無功補(bǔ)償。 集中無功補(bǔ)償是在一個(gè)低壓配電系統(tǒng)中，在配電房統(tǒng)一進(jìn)行無功補(bǔ)償。早期，工廠普遍采用在低壓配電房并聯(lián)固定電容器或由用電管理人員根據(jù)用電負(fù)荷的變化情況，采用人工并人或撤出電容器。由于該方法容易出現(xiàn)配電系統(tǒng)無功過補(bǔ)償、出現(xiàn)過電壓等現(xiàn)象，所以現(xiàn)在已不再采用。集中無功補(bǔ)償已普遍采用專用無功補(bǔ)償柜，由智能化控制器根據(jù)用電負(fù)荷的變化．實(shí)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。 分散補(bǔ)償也叫末端就地?zé)o功補(bǔ)償。這是對(duì)一些離低壓配電房有一定距離、單臺(tái)大功率用電設(shè)備進(jìn)行末端無功補(bǔ)償?shù)囊环N節(jié)能措施。一般對(duì)幾十千瓦至幾百千瓦的單臺(tái)用電設(shè)備進(jìn)行有針對(duì)性的無功補(bǔ)償。電容器無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、安裝維護(hù)方便、組容擴(kuò)容靈活，在工礦企業(yè)得到了普遍應(yīng)用。 2.進(jìn)相機(jī)無功補(bǔ)償 這是對(duì)單臺(tái)用電功率達(dá)上百干瓦至幾百千瓦的用電設(shè)備進(jìn)行有針對(duì)性無功補(bǔ)償?shù)囊环N節(jié)能措施。進(jìn)相機(jī)“輸出”的勵(lì)磁電流，可有效減少用電設(shè)備無功功率損耗和改善功率因數(shù)，起到無功補(bǔ)償?shù)墓?jié)電作用。進(jìn)相機(jī)的投資比電容器無功補(bǔ)償高，安裝和維修也比用電容器無功補(bǔ)償復(fù)雜。所以，只有通過技術(shù)論證和經(jīng)濟(jì)投資比較，確認(rèn)有利時(shí)才能采用。 3.電磁調(diào)速控制技術(shù) 利用電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)對(duì)負(fù)載實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩?zé)o級(jí)調(diào)速，實(shí)現(xiàn)負(fù)載平緩啟動(dòng)、平緩?fù)C(jī)，消除電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)大電流的沖擊損耗。根據(jù)負(fù)荷大小變化，使機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)速度在0-100%范圍無級(jí)調(diào)速，降低電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)上的“空載”損耗（電動(dòng)機(jī)電磁調(diào)速工作原理可參閱《電子報(bào)》2006年第19期11版）。 4.變頻控制技術(shù) 這是一種較先進(jìn)的電動(dòng)控制技術(shù)。在變頻器控制下，電動(dòng)機(jī)不再是以50Hz380V電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，而是可心根據(jù)負(fù)荷的變化，實(shí)時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度在0--100%范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)平緩啟動(dòng)、平緩?fù)C(jī)，消除電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)大電流的沖擊損耗，降低電器、機(jī)械設(shè)備的空載損耗。微電腦智能化變頻控制技術(shù)，使電動(dòng)機(jī)輸出功率可隨時(shí)根據(jù)負(fù)荷大小變化自動(dòng)對(duì)應(yīng)，即實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的輸出功率與負(fù)荷同步變化，大大降低電動(dòng)機(jī)和機(jī)械設(shè)備的空載損耗，取得良好的節(jié)能效果。 三、設(shè)備節(jié)能改造實(shí)例1．末端無功就地補(bǔ)償 羅茨式鼓風(fēng)機(jī)是機(jī)立窯（水泥生產(chǎn)）不可缺的大功率供風(fēng)設(shè)備，其一般離低壓配電房都有一段距離（本例電纜線路約loom）。由于電動(dòng)機(jī)功率比較大（155kW），開機(jī)時(shí)，線路末端電壓會(huì)有3-lOV的下降，特別在用電高峰時(shí)期，有時(shí)電壓甚至低于380V。采用電容器末端就地?zé)o功補(bǔ)償（補(bǔ)償容量50kVar），使電動(dòng)機(jī)開機(jī)時(shí)所降電壓明顯回升，功率因數(shù)提高，電動(dòng)機(jī)滿負(fù)荷工作電流從220A下降為195A，降低了輸電線路上的電能壓降損耗，而且在用電高峰期有效改善電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能，取得了較好的節(jié)能效益。 2.進(jìn)相機(jī)無功補(bǔ)償 245kW/380V繞線型球磨機(jī)用電動(dòng)機(jī)，額定工作電流454A，正常生產(chǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)電流約400Ao采用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串接配套進(jìn)相機(jī)（電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，由人工操作刀開關(guān)進(jìn)行切換），球磨電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電流降為約360A.不但取得了較好的節(jié)電效果，而且使交流接觸器、刀開關(guān)等控制裝置的發(fā)熱最大大降低。以前十天半個(gè)月就要更換一次的玻璃絲座（接觸器動(dòng)觸頭固定絕緣座），改造后半年未壞一只，從而提高了設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)率。 3.電磁調(diào)速技術(shù) (1)機(jī)立窯轉(zhuǎn)盤調(diào)速控制 機(jī)立窯內(nèi)部碎料轉(zhuǎn)盤是一種塔子型大圓底盤，從塔尖往下，布滿一個(gè)個(gè)凸出的鐵塊，形似突出的“鼻子”，俗稱“塔鼻子”。生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)（11kW）經(jīng)減速裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤以額定恒速轉(zhuǎn)動(dòng)，塔上突出的“鼻子”把窯內(nèi)緞燒好、不斷下落的熟料“刮”碎，再由出料管經(jīng)專門控制設(shè)備輸出碎料。原來，電動(dòng)機(jī)由交流接觸器控制運(yùn)轉(zhuǎn)，不管窯內(nèi)部緞燒是否正常，電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)盤始終以額定恒速“碎”料。在機(jī)立窯緞燒不正常的情況下，出現(xiàn)“碎”料過快，致使窯內(nèi)部出現(xiàn)料層脫節(jié)，造成事故隱患，而且也造成電動(dòng)機(jī)和機(jī)械設(shè)備的空轉(zhuǎn)損耗。 把三相電機(jī)換裝成同功率電磁調(diào)速電機(jī)。這樣，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，使“碎”料過程能夠人為掌握，根據(jù)生產(chǎn)量的高、低調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，降低了轉(zhuǎn)盤空轉(zhuǎn)損耗和機(jī)械傳動(dòng)損耗（由于摩擦力等原因，一般機(jī)械設(shè)備在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的損耗，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低速時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)損耗），也避免了電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載啟動(dòng)時(shí)大電流的沖擊損耗，達(dá)到節(jié)能的目的。 (2)物料輸送帶調(diào)速控制 正常生產(chǎn)時(shí)，輸送帶的滿載功率（電動(dòng)機(jī)功率5.5kW）運(yùn)轉(zhuǎn)。在生產(chǎn)不正常或生產(chǎn)量降低的情況下，輸送帶上只有很少的物料甚至無物料（空載），而常規(guī)控制下的電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)械仍以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，造成“空載”損耗。換裝同功率電磁調(diào)速電機(jī)后，達(dá)到節(jié)能的目的。以上兩例，若采用變頻器控制：同樣可以達(dá)到節(jié)能的目的。 4.變頻控制技術(shù) (1)注塑機(jī)節(jié)能改造 注塑機(jī)主要是由電動(dòng)機(jī)、油泵構(gòu)成的一個(gè)液壓循環(huán)工作系統(tǒng)。注塑機(jī)一個(gè)完整的生產(chǎn)周期包括：鎖模、熔料、射膠、冷卻、開模等階段，在上述各階段，液壓系統(tǒng)對(duì)油泵提供的壓力、流量要求是不一樣的，即注塑機(jī)是一臺(tái)負(fù)荷功率成周期性變化的設(shè)備。但電動(dòng)機(jī)、油泵是根據(jù)注塑機(jī)運(yùn)行過程中最大負(fù)荷配裝的，而工作中電動(dòng)機(jī)、油泵始終以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，在小負(fù)荷時(shí)，電動(dòng)機(jī)、油泵就存在“空載”損耗。把注塑機(jī)裝配上相應(yīng)規(guī)格的微電腦智能化變頻節(jié)能器，使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)，避免了起動(dòng)時(shí)的大電流沖擊損耗，而且，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)不再是以50Hz380V恒速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，而是能根據(jù)設(shè)備負(fù)荷的變化，控制電機(jī)的輸出功率與負(fù)荷消耗功率相匹配，降低電動(dòng)機(jī)和油泵等設(shè)備的損耗，同時(shí)也降低了設(shè)備磨損，達(dá)到節(jié)能的目的。 (2)機(jī)立窯風(fēng)機(jī)節(jié)能改造 風(fēng)機(jī)電機(jī)功率匹配，無大馬拉小車現(xiàn)象，采用變頻控制技術(shù)是否可以節(jié)能？答案是肯定的。大型鼓風(fēng)機(jī)是機(jī)立窯供氣“助燃”、生料緞燒的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)立窯根據(jù)出料、加料、窯中燃燒溫度的要求，會(huì)經(jīng)常改變送風(fēng)暈的大小。需要說明的是，風(fēng)門放在“中風(fēng)量”、“小風(fēng)量”時(shí)，可以顯著降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)電流，降低電動(dòng)機(jī)的消耗功率。但這不是為了節(jié)能，而是生產(chǎn)需要。當(dāng)風(fēng)門放在“中風(fēng)量、小風(fēng)量”時(shí)，雖然電機(jī)的電流有所下降，但電機(jī)和風(fēng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)械依然以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)械的“空載”損耗并未降低。采用變頻器控制后，可根據(jù)風(fēng)量大小的要求方便地控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。由于風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與其轉(zhuǎn)速成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速（電源頻率）的三次方成比例，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其消耗功率顯著減小，從而節(jié)約了電能。同時(shí)，在“小風(fēng)量、中風(fēng)量”階段的機(jī)械噪聲、機(jī)械磨損也大大降低。在風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷“大風(fēng)量”運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器只起控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)作用無節(jié)能效果。 綜上所述，電容器、進(jìn)相機(jī)以無功補(bǔ)償形式，提高功率因數(shù)，降低系統(tǒng)無功損耗，達(dá)到節(jié)電的目的；電磁調(diào)速、變頻控制則是依靠降低機(jī)械設(shè)備在小負(fù)荷時(shí)的“空載”損耗，達(dá)到節(jié)電的目的。對(duì)于變頻節(jié)能控制技術(shù)來說，不存在大馬拉小車現(xiàn)象，只要負(fù)荷功率因生產(chǎn)需要會(huì)發(fā)生變化或波動(dòng)的，如風(fēng)機(jī)、物料輸送帶、油泵等電器設(shè)備，都可采用變頻控制技術(shù)或電磁調(diào)速控制技術(shù)。由于電磁調(diào)速調(diào)整的只是機(jī)械傳動(dòng)部分速度，而電機(jī)始終以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，但變頻控制技術(shù)同時(shí)“調(diào)整”了電動(dòng)機(jī)輸出功率和機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)速度。所以，變頻控制比電磁調(diào)速節(jié)能效果更好。 一般來說，采用上述節(jié)能技術(shù)改造，可達(dá)到5%-30%的節(jié)能效益。對(duì)水泵年電能幾百萬幾千萬度的企業(yè)來說，效益相當(dāng)不錯(cuò)。對(duì)于一些“一改”就號(hào)稱節(jié)電50%以上的電器線路、動(dòng)力設(shè)備，首先要考慮到線路過細(xì)、老化，設(shè)備功率嚴(yán)重不匹配，甚至是一些高能耗、低效率、國家已明令淘汰的舊設(shè)備等原因造成，應(yīng)優(yōu)先換裝合格、匹配的電器設(shè)備。 以上節(jié)能技術(shù)改造，并不存在絕對(duì)的孰優(yōu)孰劣問題，應(yīng)根據(jù)不同的生產(chǎn)環(huán)境、負(fù)荷特性綜合評(píng)估采用。而變頻控制器比較“嬌貴”，對(duì)使用環(huán)境、溫度都要求較高，且工作時(shí)產(chǎn)生的諧波易對(duì)鄰近電子裝置造成干擾，價(jià)格也是最貴的。 現(xiàn)代科學(xué)研究證明，供電系統(tǒng)電壓波形的畸變、諧波疊加干擾、浪涌、三相不平衡等，都將造成電子電力設(shè)備的發(fā)熱損耗、效率降低甚至出現(xiàn)工作異常。在損耗、節(jié)能這兩個(gè)對(duì)立面，新節(jié)能技術(shù)不斷涌現(xiàn)，有待我們?nèi)チ私?、去推廣應(yīng)用。