工厂综合节能技术及案例分析.docx

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 —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走应泵注塑机变频节能 器控制注堕机节能机型毛机转逮怛定•，油泵的 泵油里 恒走，多余的压尢油通过隘流 阀冋流浪费滴整频率进而控制电机转速， 吏油泵变量输出压力油，实现 醉艮本性的节能毛机功率补偿［无一有龛机启动电流大*乖兩适应性常规強超过50HZ行1无有过载保护常规好空戟时噪音常规无衙裁时噪音稍决--—般对液压油的要求常规常规电机温度常规钗常规提升绚5oCi卷J~k孑由孑盘常规降底 10一L5oC维护赛用殿—般节皑效臬常规25%—eo^s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°C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变频装置产生的谐波对注塑机的一些控制回路会有一定干扰，影响注塑机的正常 动作，特别是一些制造工艺粗糙、谐波含量大的的变频器用在工艺不稳定的注塑机表现的 更明显，这就需要我们在现场采取一些对策解决干扰问题干扰源主要有下面两个方面：(1) 高次谐波通过导线产生的无线电干扰对这类干扰可以通过在变频装置的输入或输出侧加装抑制无线电干扰的设备加以解决，例 如磁环或滤波器等；(2) 输入谐波通过电源耦合到其他用电设备形成干扰对这类干扰可以在变频装置的输入侧加装滤波器解决，或者安装进线侧交流电抗器也有一 定效果；另外，同一电源下的其他设备最好能做到隔离供电4) 影响注塑生产的效率变频节能器在控制油泵电机速度的过程中存在着一定的加减速时间，相比原来的电磁阀开 通速度有一定的滞后，导致单位加工周期延长，生产效率受到一定影响，如果变频节能器 能够采用流量和压力两路信号控制，同时根据情况修改部分注塑机参数，就能够较好地解 决这个问题注塑机变频节能实际应用中出现的一些问题及相应的解决方案列表制品缺陷相关原因调整制品不足.t產料、料蛊'一蟆貝册原因调整注塑机琴数注射压力丈低増加射胶压力参数注射遠度玄農増加射胶违度参数注射时间焦慢増加射胶时间参数制品溢边-原料、料蛊、模具的康因调整注塑机参数注璽机压力囁犬、融模力不定减少射胶压力夢数制品有气泡、原料、模温的原因调整注塑机参数注射压力衣小磨加射胶压力参频注射速度焦快减少射麻遠度参数制品凹陷料温、原料原丙调整注塑机参数注射压力不麹遛加射胶压力参数注射速匿冻快减少射胶遠度参数探压时弋i弋短磨加相应时间参敌溶接痕 1料温、原裁原医调整注塑机参数注塑速屢末噬增加射胶速度参数注塑压力龙低增加射胶压力夢数制品表面有锻丝 及波纹瘵料、擁、模具的原因调整注塑机参数注塑压力丈•低噌加射胶参数制口口翘曲也■模具、摸溫的瘵因欢善模具、调整注璽机参数冷却时间不籤増加相应时间参数制品尺寸不稳宦底料、温度、模具的原因调整注塑机蔘数注塑压力盂底谱加射胶压力参数充模保压时间不够磨加相应时间参数制品粘模5汪璽机电气、预压系统不稳走制造誦处理摸溫、模具的瘵国调整注塑机参数注塑压力头咼减少射胶压力夢数进料口粘模注射时间点短増加相应时间参数料濕末高调整相关温度参数制品內冷块 或僵块泠却时间太短増加相应对间夢数原料、溫模的瘵注调整注塑机参数制品褪題哀咸型时间尢短增加相应时间蔘数料温衣高调整相关溫度彗数汪射压力本大减少射胶压力参数注射速度叢一快増加相应速度参数■制品强度下降注射保压时间太长减少相应时间参教原料、溫度、模具的原因调整注塑机参数戚型温度衣底调整相关溫度参数2、电机相控器节能在中国，有近 10 亿台交流电机在使用之中。

60%的工业电机消耗了约 70%的电网电 能，电机的耗能在电力工业中占主足轻重的地位电机在额定负载状态下，其机电转换效率可达 95%，但当电机在轻载状态下运行时， 其机电转换效率可低至 20%美国国家电力研究所（EPRI）的研究表明：60%的交流电动机是在其设计额定负荷 的 55%或更低状态下运行在此状态下，电机消耗的电能中有相当部分是以发热、铁损、 噪音与振动等形式浪费掉造成轻载运行电机效率很低的主要原因是电机偏离最佳效率的额定功率运行，且无论电机 负载怎么变化，电机与电网之间的电压和频率不可调节的硬性供电方式所致在电机与电网之间加上一能量管理控制器，通过实时检测电机运行的电压和电流 及其相位角的大小，判断电机所处运行负荷和效率状态；当电机在低效率轻载状态下 运 行时，通过优化运算决策实时调节加于电机的电压和电流的大小，以调整对电机的功率的 输入，保证电机的输出转矩与负荷需求精确匹配，实现“所供即所需”的 柔性化能量管 理模式，（达到软启动和节能效果不仅可以节省部分励磁损耗和负载损耗，提高功率 因数，改善电机运行状态和电网运行品质，而且具有软启动功 能，是一种不同于变频器 的电机节能产品。

这种电机的输入功率和电压能自动跟随电机负载的动态变化的模式，是一种柔性 化电力能量管理新模式，也就是相控技术设计理念的精髓应用对象：适用于经常处于轻载或变负载运行且不需要调速的交流电机软启动及节电控制， 如冲压机、电动衣车、啤机、皮带传送机、空气压缩机等由于冲压机。