隨著世界性能源枯竭危機，以及生產(chǎn)企業(yè)之間日趨激烈的競爭，電器設備節(jié)能改造成了眾多企業(yè)內(nèi)部挖潛的一個重要課題。目前節(jié)能已成了各工礦企事業(yè)非常關心的議題?？戳恕峨娮訄蟆方衲甑?期第18版的《變頻器和閥門誰更節(jié)能》和《應用變頻器節(jié)能一例》兩篇文章，感覺《電子報》對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，對設備選配失當長期存在“大馬拉小車”現(xiàn)象的，首選改造換裝匹配劫力設備，可以取得顯著的節(jié)能效果。以下談談自己多年來在工廠節(jié)能應用中的一點認識，不當之處歡迎批評指正。 一、規(guī)范能源應用管理工礦企業(yè)首先應建立起科學用電管理體系，建立健全能源管理機構和制度。從技術發(fā)展趨勢和長期的節(jié)能效益來說，工礦企業(yè)的節(jié)能技術改造，應優(yōu)先考慮淘汰高能耗、低效率的舊設備，換裝新型高效節(jié)能設備，降低電能損耗。電器設備節(jié)能技術改造是一項嚴謹?shù)目茖W工程，必須經(jīng)過多方的技術論證，才可立項進行。一般應有以下幾項主要程序： 1.提出節(jié)能課題。 2.技術部門對電器設備用電負荷的工作特性進行調查、測算。＿ 3.技術部作出節(jié)能改造可行性分析。． 4.制定節(jié)能技術改造方案和預算資金投人，5.節(jié)能產(chǎn)品選型。 6.設備安裝、節(jié)電效果和設備性能參數(shù)測試等等。 二、工廠常用節(jié)能技術根 據(jù)電器設備用電負荷的特性不同，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，進行無功補償；在大功率用電設備上采用進相機（也稱同步補償機）進行無功補償；電磁調速控制技術；變頻控制技術。 1．電容器無功補償 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、用電設備的負荷率，減少系統(tǒng)無功功率的損耗。用電容器作無功補償，可分為集中無功補償和分散無功補償。 集中無功補償是在一個低壓配電系統(tǒng)中，在配電房統(tǒng)一進行無功補償。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。集中無功補償已普遍采用專用無功補償柜，由智能化控制器根據(jù)用電負荷的變化．實時進行自動補償。 分散補償也叫末端就地無功補償。這是對一些離低壓配電房有一定距離、單臺大功率用電設備進行末端無功補償?shù)囊环N節(jié)能措施。一般對幾十千瓦至幾百千瓦的單臺用電設備進行有針對性的無功補償。電容器無功補償結構簡單、價格低廉、安裝維護方便、組容擴容靈活，在工礦企業(yè)得到了普遍應用。 2.進相機無功補償 這是對單臺用電功率達上百干瓦至幾百千瓦的用電設備進行有針對性無功補償?shù)囊环N節(jié)能措施。進相機“輸出”的勵磁電流，可有效減少用電設備無功功率損耗和改善功率因數(shù)，起到無功補償?shù)墓?jié)電作用。進相機的投資比電容器無功補償高，安裝和維修也比用電容器無功補償復雜。所以，只有通過技術論證和經(jīng)濟投資比較，確認有利時才能采用。 3.電磁調速控制技術 利用電磁調速電動機對負載實現(xiàn)恒轉矩無級調速，實現(xiàn)負載平緩啟動、平緩停機，消除電動機啟動時大電流的沖擊損耗。根據(jù)負荷大小變化，使機械設備運轉速度在0-100%范圍無級調速，降低電動機和機械傳動上的“空載”損耗（電動機電磁調速工作原理可參閱《電子報》2006年第19期11版）。 4.變頻控制技術 這是一種較先進的電動控制技術。在變頻器控制下，電動機不再是以50Hz380V電壓下運轉，而是可心根據(jù)負荷的變化，實時對電動機的運轉速度在0--100%范圍內(nèi)連續(xù)可調，實現(xiàn)電動機平緩啟動、平緩停機，消除電動機啟動時大電流的沖擊損耗，降低電器、機械設備的空載損耗。微電腦智能化變頻控制技術，使電動機輸出功率可隨時根據(jù)負荷大小變化自動對應，即實現(xiàn)電動機的輸出功率與負荷同步變化，大大降低電動機和機械設備的空載損耗，取得良好的節(jié)能效果。 三、設備節(jié)能改造實例1．末端無功就地補償 羅茨式鼓風機是機立窯（水泥生產(chǎn)）不可缺的大功率供風設備，其一般離低壓配電房都有一段距離（本例電纜線路約loom）。由于電動機功率比較大（155kW），開機時，線路末端電壓會有3-lOV的下降，特別在用電高峰時期，有時電壓甚至低于380V。采用電容器末端就地無功補償（補償容量50kVar），使電動機開機時所降電壓明顯回升，功率因數(shù)提高，電動機滿負荷工作電流從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機的啟動性能，取得了較好的節(jié)能效益。 2.進相機無功補償 245kW/380V繞線型球磨機用電動機，額定工作電流454A，正常生產(chǎn)時運轉電流約400Ao采用電動機轉子繞組串接配套進相機（電動機啟動并正常運轉后，由人工操作刀開關進行切換），球磨電動機運轉電流降為約360A.不但取得了較好的節(jié)電效果，而且使交流接觸器、刀開關等控制裝置的發(fā)熱最大大降低。以前十天半個月就要更換一次的玻璃絲座（接觸器動觸頭固定絕緣座），改造后半年未壞一只，從而提高了設備的生產(chǎn)運轉率。 3.電磁調速技術 (1)機立窯轉盤調速控制 機立窯內(nèi)部碎料轉盤是一種塔子型大圓底盤，從塔尖往下，布滿一個個凸出的鐵塊，形似突出的“鼻子”，俗稱“塔鼻子”。生產(chǎn)中，電動機（11kW）經(jīng)減速裝置帶動轉盤以額定恒速轉動，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)專門控制設備輸出碎料。原來，電動機由交流接觸器控制運轉，不管窯內(nèi)部緞燒是否正常，電動機和轉盤始終以額定恒速“碎”料。在機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，而且也造成電動機和機械設備的空轉損耗。 把三相電機換裝成同功率電磁調速電機。這樣，可根據(jù)實際生產(chǎn)情況調節(jié)轉盤轉速，使“碎”料過程能夠人為掌握，根據(jù)生產(chǎn)量的高、低調節(jié)轉盤轉速，降低了轉盤空轉損耗和機械傳動損耗（由于摩擦力等原因，一般機械設備在高速運轉時的損耗，遠遠大于低速時的運轉損耗），也避免了電動機帶負載啟動時大電流的沖擊損耗，達到節(jié)能的目的。 (2)物料輸送帶調速控制 正常生產(chǎn)時，輸送帶的滿載功率（電動機功率5.5kW）運轉。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)控制下的電動機傳動機械仍以額定轉速運轉，造成“空載”損耗。換裝同功率電磁調速電機后，達到節(jié)能的目的。以上兩例，若采用變頻器控制：同樣可以達到節(jié)能的目的。 4.變頻控制技術 (1)注塑機節(jié)能改造 注塑機主要是由電動機、油泵構成的一個液壓循環(huán)工作系統(tǒng)。注塑機一個完整的生產(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)對油泵提供的壓力、流量要求是不一樣的，即注塑機是一臺負荷功率成周期性變化的設備。但電動機、油泵是根據(jù)注塑機運行過程中最大負荷配裝的，而工作中電動機、油泵始終以額定轉速運行，在小負荷時，電動機、油泵就存在“空載”損耗。把注塑機裝配上相應規(guī)格的微電腦智能化變頻節(jié)能器，使電機實現(xiàn)軟起動，避免了起動時的大電流沖擊損耗，而且，電動機在工作時不再是以50Hz380V恒速穩(wěn)定運轉，而是能根據(jù)設備負荷的變化，控制電機的輸出功率與負荷消耗功率相匹配，降低電動機和油泵等設備的損耗，同時也降低了設備磨損，達到節(jié)能的目的。 (2)機立窯風機節(jié)能改造 風機電機功率匹配，無大馬拉小車現(xiàn)象，采用變頻控制技術是否可以節(jié)能？答案是肯定的。大型鼓風機是機立窯供氣“助燃”、生料緞燒的一個重要環(huán)節(jié)。實際生產(chǎn)中，機立窯根據(jù)出料、加料、窯中燃燒溫度的要求，會經(jīng)常改變送風暈的大小。需要說明的是，風門放在“中風量”、“小風量”時，可以顯著降低電動機的運轉電流，降低電動機的消耗功率。但這不是為了節(jié)能，而是生產(chǎn)需要。當風門放在“中風量、小風量”時，雖然電機的電流有所下降，但電機和風機傳動機械依然以額定轉速運行，電動機和傳動機械的“空載”損耗并未降低。采用變頻器控制后，可根據(jù)風量大小的要求方便地控制電機轉速。由于風機的風量與其轉速成正比，軸功率與轉速（電源頻率）的三次方成比例，當電機的轉速降低時，其消耗功率顯著減小，從而節(jié)約了電能。同時，在“小風量、中風量”階段的機械噪聲、機械磨損也大大降低。在風機滿負荷“大風量”運轉時，變頻器只起控制電機運轉作用無節(jié)能效果。 綜上所述，電容器、進相機以無功補償形式，提高功率因數(shù)，降低系統(tǒng)無功損耗，達到節(jié)電的目的；電磁調速、變頻控制則是依靠降低機械設備在小負荷時的“空載”損耗，達到節(jié)電的目的。對于變頻節(jié)能控制技術來說，不存在大馬拉小車現(xiàn)象，只要負荷功率因生產(chǎn)需要會發(fā)生變化或波動的，如風機、物料輸送帶、油泵等電器設備，都可采用變頻控制技術或電磁調速控制技術。由于電磁調速調整的只是機械傳動部分速度，而電機始終以額定轉速運行，但變頻控制技術同時“調整”了電動機輸出功率和機械設備的傳動速度。所以，變頻控制比電磁調速節(jié)能效果更好。 一般來說，采用上述節(jié)能技術改造，可達到5%-30%的節(jié)能效益。對水泵年電能幾百萬幾千萬度的企業(yè)來說，效益相當不錯。對于一些“一改”就號稱節(jié)電50%以上的電器線路、動力設備，首先要考慮到線路過細、老化，設備功率嚴重不匹配，甚至是一些高能耗、低效率、國家已明令淘汰的舊設備等原因造成，應優(yōu)先換裝合格、匹配的電器設備。 以上節(jié)能技術改造，并不存在絕對的孰優(yōu)孰劣問題，應根據(jù)不同的生產(chǎn)環(huán)境、負荷特性綜合評估采用。而變頻控制器比較“嬌貴”，對使用環(huán)境、溫度都要求較高，且工作時產(chǎn)生的諧波易對鄰近電子裝置造成干擾，價格也是最貴的。 現(xiàn)代科學研究證明，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)能這兩個對立面，新節(jié)能技術不斷涌現(xiàn)，有待我們?nèi)チ私?、去推廣應用。