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日前，國家出臺的《節(jié)能減排十二五規(guī)劃》中明確工業(yè)節(jié)能要求，針對十一五期間，第三產(chǎn)業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重低于預(yù)期目標(biāo)，重工業(yè)占工業(yè)總產(chǎn)值比重由68.1%上升到70.9%，高耗能、高排放產(chǎn)業(yè)增長過快，結(jié)構(gòu)節(jié)能目標(biāo)沒有實(shí)現(xiàn)，因此，必須加強(qiáng)工業(yè)能源消耗的管理。
十二五政策推動(dòng)變頻器發(fā)展
變頻器自研發(fā)至今，變頻技術(shù)在許多生產(chǎn)工藝中都取得了顯著的節(jié)能效果。國家《節(jié)能減排十二五規(guī)劃》要求實(shí)施節(jié)能改造工程，電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能是主要工程之一，要求對電機(jī)系統(tǒng)實(shí)施變頻調(diào)速、永磁調(diào)速、無功補(bǔ)償?shù)裙?jié)能改造，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行和控制，提高系統(tǒng)整體運(yùn)行效率。規(guī)劃提出，2015年電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率比2010年提高2個(gè)~3個(gè)百分點(diǎn)，十二五時(shí)期形成800億千瓦時(shí)的節(jié)電能力。
因此，十二五以來，節(jié)能環(huán)保作為我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心，在為我國工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展指明方向的同時(shí)，也在有效拉動(dòng)我國變頻器行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，使我國變頻器行業(yè)不斷拓展產(chǎn)業(yè)的市場占有率，并憑借強(qiáng)勁的發(fā)展力成為我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基點(diǎn)。
變頻節(jié)能主要用在需要通過實(shí)施交流電機(jī)轉(zhuǎn)速變化，改變驅(qū)動(dòng)機(jī)械特性從而達(dá)到生產(chǎn)工藝要求的場合，變頻器應(yīng)用較多地地方主要體現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵上。當(dāng)電機(jī)只能在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，其驅(qū)動(dòng)機(jī)械也只能以某一額定速度運(yùn)行。
當(dāng)生產(chǎn)工藝要求調(diào)整工藝參數(shù)時(shí)，只能通過增(減)系統(tǒng)阻力方法強(qiáng)制改變流量，電機(jī)則始終處在額定工況下運(yùn)行，造成電能的浪費(fèi)。如風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)出口(或入口)的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，除白白消耗電能外，還增加了系統(tǒng)附件，而且也增加了系統(tǒng)故障發(fā)生概率。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小，通過降低泵或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速即可滿足要求。
綜合來看，變頻器主要通過功率因數(shù)補(bǔ)償和軟啟動(dòng)兩種方式來達(dá)到節(jié)能效果。功率因數(shù)補(bǔ)償方面，由于無功功率會增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，加之功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量無功電能消耗線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重。在使用變頻調(diào)速裝置后，變頻器內(nèi)部濾波電容作用，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。
軟啟動(dòng)節(jié)能方面，電機(jī)硬啟動(dòng)會對電網(wǎng)造成嚴(yán)重沖擊，同時(shí)對電網(wǎng)容量的要求也過高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生大電流和震動(dòng)時(shí)對擋板和閥門的損害極大，對設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而利用變頻器的軟啟動(dòng)功能，將使啟動(dòng)電流從零開始，減輕了對電網(wǎng)沖擊和對供電容量的要求，延長了設(shè)備和閥門使用壽命，從而節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。
但需要注意的是，在變頻器的使用上應(yīng)避免小馬拉大車問題。產(chǎn)生這一問題的原因是基于當(dāng)時(shí)投產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)的工作條件限制，以致設(shè)計(jì)安裝時(shí)為節(jié)省資金，許多地方都采用了變頻功率小于電機(jī)額定功率的設(shè)置。但隨著技術(shù)發(fā)展，工藝生產(chǎn)條件變化，小馬拉大車的問題不可避免地出現(xiàn)，造成變頻器不能正常運(yùn)行。
因此，在變頻裝置試用期間，為防患于未然，應(yīng)事先進(jìn)行檢測調(diào)整避免上述問題出現(xiàn)。此外，變頻器正常使用6年~10年后便易進(jìn)入故障高發(fā)期，經(jīng)常會出現(xiàn)元器件燒壞、失效、保護(hù)功能頻繁動(dòng)作等故障現(xiàn)象，嚴(yán)重影響其正常運(yùn)行。
節(jié)能變頻器選用10大原則
同時(shí)，在選用變頻器調(diào)速或節(jié)能時(shí)，應(yīng)該遵守以下10條原則，作為決定方案的前提。當(dāng)?shù)仉娰M(fèi)價(jià)格高的，在同樣節(jié)電量時(shí)，經(jīng)濟(jì)收益就更大，這也是必然要考慮的事。
1)變頻器要節(jié)電是有一定條件的。在不影響使用的條件下，適當(dāng)改變工況參數(shù)后，把不合理運(yùn)行參數(shù)所消耗電能節(jié)省下來，就可做到從一般運(yùn)行轉(zhuǎn)變成經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
2)要節(jié)能一定要降低頻率，下降值越大，節(jié)電越多。不降低頻率，變頻器原則上是不能節(jié)電的。
3)與電動(dòng)機(jī)負(fù)載率有關(guān)。負(fù)載率在10%～90%時(shí)，節(jié)電率最多約8%～10%，負(fù)載率低相應(yīng)節(jié)電率高些。但無功節(jié)電率大約40%～50%，是不計(jì)電費(fèi)的。
4)與原來的運(yùn)行的工況參數(shù)值的合理程度有關(guān)。例如，與壓力、流量、轉(zhuǎn)速等可調(diào)節(jié)的量值大小有關(guān)，可調(diào)整量大，則節(jié)電率就高，否則相反。
5)與原來采用的調(diào)整方式有關(guān)。采用進(jìn)口或出口閥門方式來調(diào)整運(yùn)行參數(shù)的，很不經(jīng)濟(jì)，若改為變頻器調(diào)速，則經(jīng)濟(jì)合理。使用變頻器調(diào)速后，比用人工閥門調(diào)整運(yùn)行方法，能多節(jié)電達(dá)20%～30%.
6)與原來采用的調(diào)速方式有關(guān)。例如，原來用滑差電動(dòng)機(jī)調(diào)速，因調(diào)速效率低，尤其在中、低速時(shí)，效率只有50%以下，很不經(jīng)濟(jì)，改為變頻器調(diào)速后，把這部分電能節(jié)省下來了。目前輕工、紡織、造紙、印染、塑料、橡膠等行業(yè)中，大多還在使用滑差電動(dòng)機(jī)，故使用變頻器來實(shí)現(xiàn)節(jié)能，技術(shù)改造工作是當(dāng)務(wù)之急的事。
7)與電動(dòng)機(jī)工作方式有關(guān)。例如，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)、間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的節(jié)電量是不同的。
8)與電動(dòng)機(jī)開動(dòng)時(shí)間長短有關(guān)。例如，一天開機(jī)24h，一年開365天的節(jié)電量就大，反之則小。
9)與電動(dòng)機(jī)本身功率大小有關(guān)。同樣節(jié)電率下，功率大的節(jié)電量值大，經(jīng)濟(jì)效益就大，哪怕節(jié)電率相對小功率電動(dòng)機(jī)低些，但實(shí)際收益較大。
10)與本單位生產(chǎn)工藝設(shè)各重要性有關(guān)。首先要選產(chǎn)品電耗大的、產(chǎn)品成本高的、現(xiàn)用的調(diào)速方式是不夠經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)各加以改造，改用變頻器后就能有立竿見影、事半功倍的效果。
