涂勇梅

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代化的工業(yè)廠區(qū)建筑逐漸向節(jié)能、高效、安全等方面發(fā)展，這對(duì)廠區(qū)的電氣自動(dòng)化發(fā)展提出了新的要求，如何在降低損耗的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的高效利用，成為了現(xiàn)代化工業(yè)廠區(qū)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)與難點(diǎn)，基于此，文章對(duì)新時(shí)期工業(yè)廠區(qū)電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了積極探討。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠區(qū)；電氣自動(dòng)化；節(jié)能；電機(jī)

1 新時(shí)期工業(yè)廠區(qū)電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

資源能源危機(jī)已成為當(dāng)今人類面臨的主要問題之一，加之我國是發(fā)展中國家，粗放型的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式一定程度上加重了我國的資源能源危機(jī)，進(jìn)而出現(xiàn)了環(huán)境公害事件和溫室效應(yīng)等，形成了對(duì)資源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染，想要有效減輕資源等的短缺對(duì)我國社會(huì)發(fā)展造成的嚴(yán)重影響，應(yīng)當(dāng)不斷改善粗放型的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，在生產(chǎn)生活活動(dòng)中實(shí)施有效的節(jié)能減排對(duì)策，通過一系列的措施減少對(duì)資源的浪費(fèi)，并通過對(duì)有限資源的合理高效利用來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與繁榮。我國工業(yè)用電占全國用電量的65%～70%，但是運(yùn)行效率低，比先進(jìn)國家低20%～30%，如何在其生產(chǎn)發(fā)展中推廣和引用電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)與自然資源的和諧發(fā)展，已成為了新時(shí)期人們關(guān)注的焦點(diǎn)，電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)已成為節(jié)能降耗的主力軍。

2 企業(yè)設(shè)備自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1 電機(jī)運(yùn)行中的節(jié)能設(shè)計(jì)

電機(jī)拖拽系統(tǒng)是電氣系統(tǒng)一個(gè)較大的電能消耗單元，運(yùn)行方案的不合理及綜合維護(hù)不到位等，都會(huì)致使其運(yùn)行低效，造成大量的電能浪費(fèi)。大量的發(fā)熱降低電機(jī)系統(tǒng)綜合使用壽命，基于此，在進(jìn)行電機(jī)運(yùn)行的節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)采用高效可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的電氣控制方案。（1）對(duì)于運(yùn)行工況偏離高效區(qū)的功率大、運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的用電系統(tǒng)利用變頻調(diào)速控制方式改變傳統(tǒng)的繼電器控制方式，進(jìn)而進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電源輸入端電源頻率，利用對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)控讓整個(gè)電機(jī)拖拽系統(tǒng)的輸出與輸入達(dá)到平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。（2）交流電機(jī)串級(jí)調(diào)速實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級(jí)平滑調(diào)速，低速時(shí)機(jī)械特性比較硬，特別是晶閘管低同步串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)框圖如圖1所示。

以上調(diào)速系統(tǒng)一方面使系統(tǒng)參數(shù)便于調(diào)整，另一方面接近于理想過渡，調(diào)整性能好，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，起動(dòng)時(shí)間短，系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，節(jié)能效果也很理想，應(yīng)當(dāng)推廣應(yīng)用。（3）為達(dá)到電機(jī)的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)工況，可改變電機(jī)的動(dòng)容量，通過構(gòu)筑合理群控呼梯節(jié)能控制系統(tǒng)，對(duì)電機(jī)進(jìn)行合理的調(diào)度分配管理，降低其系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

從（1）、（2）式可見風(fēng)機(jī)節(jié)能三要素是流量Q（t）、揚(yáng)程（t）、整體運(yùn)行效率%（Q、H）在運(yùn)行水泵、風(fēng)機(jī)時(shí)，為達(dá)到節(jié)能目標(biāo)只有減少流量、降低揚(yáng)程、提高效率三個(gè)手段。

（1）在滿足工藝情況下，盡量降低揚(yáng)程和流量。（2）使用高效調(diào)速裝置，如變頻器、串級(jí)調(diào)速、液力耦合器、內(nèi)反饋調(diào)速器、電磁滑差調(diào)速器。（3）降低電機(jī)的富裕容量，提高電機(jī)運(yùn)行效率，減少無功損耗。（4）改造管路，減少阻力揚(yáng)程損失，減少水泵、風(fēng)機(jī)的總揚(yáng)程和壓力。（5）根據(jù)用戶的實(shí)際使用情況，對(duì)原有風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，改變風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能，使風(fēng)機(jī)在高效區(qū)工作。

2.3 配電線路的節(jié)能設(shè)計(jì)

在工業(yè)廠區(qū)的建設(shè)方面，配電線路承載著為設(shè)備輸送電力重?fù)?dān)，用電系統(tǒng)不僅存在因集膚效應(yīng)而產(chǎn)生的線損，還存在功率因素低下、諧波干擾電能質(zhì)量等問題。根據(jù)電力系統(tǒng)構(gòu)架和其他特點(diǎn)，充分考慮對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況實(shí)施諧波治理改造，安裝節(jié)電器、省電霸，對(duì)電源優(yōu)化處理，同時(shí)優(yōu)化用電系統(tǒng)。為了降低線路傳輸中的電能損耗，減小導(dǎo)線的電阻值極為重要，應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行：（1）導(dǎo)線材質(zhì)的選用方面，應(yīng)當(dāng)選電阻率非常小的材料，這樣有利于線路傳輸中的電能損耗的降低。（2）縮短導(dǎo)線的長(zhǎng)度，特別是在布線的時(shí)候盡量減少彎路。（3）減小負(fù)荷中心與變壓器的距離，進(jìn)而縮短供電距離。（4）選用一些橫截面積比較大的導(dǎo)線，增加導(dǎo)線的橫截面積，使得線路傳輸過程中的電能損耗通過降低導(dǎo)線的電阻值而得到有效減少，完成節(jié)約電能的目標(biāo)。

2.4 空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)

空氣濕度是造成被控參數(shù)變化的主要原因，加之風(fēng)的大小會(huì)改變空氣濕度，在進(jìn)行空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)方面，可設(shè)計(jì)為變風(fēng)控制系統(tǒng)，這樣可改變風(fēng)量的大小，卻不會(huì)改變風(fēng)的溫度。運(yùn)用時(shí)，根據(jù)室內(nèi)人數(shù)的變化而變化逆風(fēng)的轉(zhuǎn)速，使得送入房間的風(fēng)量不會(huì)出現(xiàn)太大的波動(dòng)，始終控制在參數(shù)之內(nèi)。另外，在變風(fēng)量的末端采用風(fēng)機(jī)代替風(fēng)閥的形式，使得風(fēng)量的需求可及時(shí)反饋給風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)控制，在不同需求下，根據(jù)傳感器監(jiān)控的得出的參數(shù)指標(biāo)，進(jìn)行風(fēng)轉(zhuǎn)速的改變，這樣就不會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)的過載現(xiàn)象，也在一定程度上減少了維護(hù)的費(fèi)用。

2.5 照明設(shè)施的節(jié)能設(shè)計(jì)

廠區(qū)照明設(shè)施的設(shè)計(jì)方面，應(yīng)重點(diǎn)考慮到工業(yè)生產(chǎn)對(duì)光照的需求，如進(jìn)行光源強(qiáng)度的合理設(shè)置，避免工業(yè)廠區(qū)因太追求照明條件而造成的能源浪費(fèi)情況。在設(shè)計(jì)時(shí)的燈具選擇方面，首先應(yīng)保證燈具的配光曲線在深、廣照方面趨于平衡，使其發(fā)揮最佳的照明效果，促進(jìn)節(jié)能；此外，應(yīng)采用LED燈替代老式的照明裝置，LED燈是依靠半導(dǎo)體發(fā)光器件將電能直接轉(zhuǎn)化為光能的，剔除了一些中間轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，減少了電能損耗，還具有發(fā)光的亮度高這一特點(diǎn)，且克服了傳統(tǒng)的老式燈具頻繁閃爍的問題，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

2.6 弱電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

電氣自動(dòng)化工業(yè)廠區(qū)內(nèi)部布設(shè)安保系統(tǒng)對(duì)工業(yè)企業(yè)的發(fā)展也有一定的積極意義，諸如入侵報(bào)警系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及門禁系統(tǒng)等等，使用這些弱電系統(tǒng)，將其供電線路與其他設(shè)備的供電線路區(qū)分開來，采用節(jié)能效果良好的UPS不間斷電源，實(shí)現(xiàn)弱電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，可對(duì)工業(yè)廠區(qū)生產(chǎn)過程進(jìn)行有效監(jiān)督和管理，在降低能耗方面也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的效果，從而達(dá)到工業(yè)廠區(qū)生產(chǎn)的良好運(yùn)行[3]。

3 結(jié)束語

綜上所述，新時(shí)期工業(yè)廠區(qū)的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)化工程，需要從各個(gè)方面來進(jìn)行設(shè)計(jì)，文章本著節(jié)能減排及促進(jìn)工業(yè)企業(yè)發(fā)展的目的，對(duì)新時(shí)期的工業(yè)廠區(qū)進(jìn)行了低壓配電線路的節(jié)能設(shè)計(jì)、照明設(shè)施的節(jié)能設(shè)計(jì)等一系列設(shè)計(jì)措施，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廠區(qū)電氣節(jié)能目的，有效節(jié)省了工業(yè)廠區(qū)建設(shè)的費(fèi)用，促進(jìn)了人與自然的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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