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工厂综合节能技术及案例分析

我国能源形势趋向紧张，能源短缺给以能耗大闻名的制造业带来巨大的冲击。制造型企业走节能之路是大势所趋。企业有20%以上的节能潜力，由于缺乏节能改造资金和节能咨询服务，沉重的能耗费用使企业的成本大大提高，不但使电力供应紧张，同时污染了我们的生存环境。已为数百家企业提供节能咨询服务，为其中的 100余家企业做出了整体节能的可行性报告，并协助60余家工厂、商场、医院、学校进行实施，证实在改造过程中不影响正常生产工作，不仅改善了人们的工作照明环境，同时延长了机器设备的寿命，减少了机器的维护工作量。下面介绍的节能技术投资回收期不超过两年，节电率可达到20%～40%。

一、照明节能

1、产品和技术

目前市场上的照明节电产品主要分为两种：

传统的发光效率低的光源（如：T8荧光灯、白炽灯、石英灯等）。

发光效率更高的光源（如：T5荧光灯、紧凑型荧光灯、冷阴极灯或发光二极管）深圳市企业照明节能空间约25%，其原因有两个：一是光源发光效率低，二是电压过高导致灯超过额定功率，在有空调的房间，灯的功率减少其空调的负荷随之减少，通常为4∶1。目前深圳绝大多数企业线光源基本上都是用T8荧光灯+电感镇流器，电光源使用的是自镇流汞灯、白炽灯泡，这些光源发光效率低、能耗大而且光色质量不高。

2、效用分析

使用高效发光光源代替原有的低效光源，在节电的同时提高照度、显色度，改善照明环境，从而给人们提供一个舒适、稳定的照明环境，既提高了工作效率亦保护了人体健康。

用T5型（荧光灯+镇流器）替换T8型（荧光灯+电感镇流器），节电率达到30%以上，如T8型36W一套（灯管+镇流器）的功率48W=36W+8W，用T5荧光灯代替只需32W=28W+4W，节电率达到25%，且照度提高15%。用大功率紧凑型荧光灯替换自镇流汞灯，在保持原有照度的前提下节电率达到50%，如用大功率85W（镇流器+灯管为95W）替换自镇流汞灯

250W，节电率为62%。其照度提高10～30%，颜色还原度提高60%，同时大大降低了频闪，改善了照明环境，提高了工作效率。

在电压经常超过220V的地方，应加装照明节电器，一来可以节电，二来可以延长照明器具的使用寿命。

二、动力系统节能

1、电机变频器节能

在交流异步电动机的诸多调速方法中，变频调速的性能最好，调速范围大，稳定性好，运行效率高。采用通用变频器对笼型异步电动机进行调速控制，由于使用方便、可靠性高并且经济效益显著，所以逐步得到推广。变频器用于电动机调速、负载功率变化的场合，如注塑机、各类泵（风机、空压机等）、电机拖动系统、桥式起重机。一般开环控制的电动机由于不能感知外部负载的变化只能以恒功率的方式运行，存在能源浪费。而由变频器拖动的电机，可实现闭环控制，由传感器感知外部负荷和速度的变化，然后交计算机处理，通过计算机控制变频器来调节电动机的转速和功率输出，始终一最优化的方式来控制电动机的功率输入，从而达到节能的目的。变频器的节电率一般可达到23%～40%，并延长电机寿命2～4倍以上。

这里我们主要以注塑机类负载为例，介绍一下变频器节能。

注塑机油泵的特性分析与变频节能原理：

油泵是注塑机工作的动力来源，利用变频器对油泵进行控制，主要通过对其流量的控制而有效的节能，这是变频器最广泛的一种应用。

注塑机生产运行时，其液压系统在各个工序阶段要求的压力、流量是不同的，但是油泵电机始终定速运行，其输出流量始终不变，大量能量以压力差的形式浪费在阀门上。采用变频调速控制技术后，节能器可根据注塑机当前的工作状态，控制油泵电机的转速来调节油泵的输出流量，使油泵实际供油量与注塑机实际负载流量在任何工作阶段均能保持一致，保证电机在整个变化的负荷范围内的能量消耗达到所需的最小程度，彻底消除了溢流现象，并确保电机平稳、精确地运行。采用变频技术改造后，节能效果十分显著，一般可达25%～60%。

注塑机节能系统的核心技术为变频技术，具有如下技术特点：

⑴过载能力强。

⑵防护等级高，环境适应能力强，使用寿命长。

⑶采用流量和压力双信号控制，适用于各种复杂模件的生产。

⑷体积小，结构紧凑，安装简便。

⑸具有自动复位、掉电复位功能，保证生产连续及生产效率。

⑹质量好，稳定性高。

注塑机采用变频节能技术后，具有以下特点：

⑴、高节电率：采用先进的微电脑控制技术，使定量泵变为节能型变量泵；注塑机液压系统与整机运行所需功率匹配 ,无高压节流溢流能量损失；节电率高达25%～60%；改善功率因数：改造前功率因数一般为0.6～0.8，改造后可达0.96以上，故能显著提高电网功率因数，降低无功电流，从而降低线路损耗。对供电设备而言，则起到了增容的作用。

⑵、高可靠性：保留注塑机原有控制方式及油路不变；计算机监控，发现故障及时报警，具有过压、过流、过载、过热、欠压及对地短路等多种保护，还可有效地保护油泵电机；采用市电 /节能运行控制方式，以备故障时不影响生产。

⑶、软起动：减轻开锁模震动，延长设备和模具的使用寿命；减轻噪音 ,改善工作环境；系统发热明显减少，油温稳定，注塑机冷却用水量可节省30%以上；延长密封组件的使用寿命,降低停机维修机会,节省大量维护费用。

⑷、操作简易：与注塑机同步运行 ,无须任何调节。

定量泵注塑机和变频节能器控制注塑机性能对照表

现场改造的几点技术问题：

目前市场上各种注塑机变频节能器种类繁多，技术含量和产品质量参差不齐，因此在现场改造中出现了一些具体问题，有的是属于采用变频调速技术后的正常现象，而有的则是属于产品或应用中应该克服的缺点：

（1）电机声音较市电时尖锐

节能器驱动注塑机油泵电机是采用变频技术，由于变频器输出电压是由无数脉冲组成，存在着高次谐波，故电机运行转速不同时会发出不同响度且稍尖锐的声音，这是正常现象，并可以通过调整变频载波频率来降低尖啸声。

（2）电机温度略高于市电运行时的温度

由于输出谐波的存在，谐波通过电机绕组也要产生一部分热量，因此，电机在变频节电运行时的温度要稍高于市电运行时的温度；同时，在中低速运转阶段，电机冷却风扇转速下降，散热能力降低，温升可能上升 5～8℃左右。由于普通油泵电机绝缘等级均在B级或F级以上，故电机温升仍在允许的范围内，不会影响电机的使用和寿命。

（3）对注塑机的正常运行产生干扰