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節(jié)電系統(tǒng)在工業(yè)除塵風(fēng)機上的應(yīng)用

陳 強

（廣西玉柴機器股份有限公司，廣西玉林537000）

[摘要]廣西玉柴機器股份有限公司五發(fā)廠機體二工段的車間配備有一套工業(yè)除塵系統(tǒng)。通過節(jié)電系統(tǒng)在工業(yè)除塵風(fēng)機上的應(yīng)用，研究節(jié)電系統(tǒng)前后在運行過程中的能效數(shù)據(jù)可知，5臺風(fēng)機年節(jié)約用電337075度，按單位購進(jìn)電價每千瓦時0.76元計算，節(jié)約電費256177元，效益可觀。

[關(guān)鍵詞]節(jié)電系統(tǒng)  能效測試   收益

廣西玉柴機器股份有限公司是一家專門生產(chǎn)柴油發(fā)動機的企業(yè)，在生產(chǎn)過程中，為了保護(hù)操作人員的身體健康，公司會在各個產(chǎn)生粉塵、油霧的地方安裝除塵設(shè)備，通過除塵設(shè)備的抽風(fēng)口及時抽走有毒有害的粉塵、油霧。廣西玉柴機器股份有限公司五發(fā)廠機體二工段的車間就配備了一套工業(yè)除塵系統(tǒng)。整個系統(tǒng)共有5臺風(fēng)機，單臺功率為75KW。每臺風(fēng)機都控制一定數(shù)量的抽風(fēng)口，負(fù)責(zé)對整個車間的除塵和清潔。

    1  改造前工況分析

改造前不管車間投入使用的設(shè)備多少，均只能開啟和關(guān)閉風(fēng)機，無論車間內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備開啟還是不開啟，該設(shè)備的抽風(fēng)口閥門都不關(guān)閉，均處于常開的狀態(tài)，無其它調(diào)節(jié)方式。車間在實際生產(chǎn)過程中，投入使用設(shè)備的臺數(shù)是經(jīng)常變化的,需求的風(fēng)量也是不斷變化的。經(jīng)了解,廠家設(shè)計除塵系統(tǒng)時,風(fēng)機的供應(yīng)風(fēng)量有約10％的設(shè)計余量，也就是在正常情況下，供風(fēng)量減少到原來的90%就可以滿足工況的最大需求。由于原有的控制系統(tǒng)只有簡單的開機和關(guān)機功能，當(dāng)除塵系統(tǒng)開機，不管車間風(fēng)量的需求有沒有變化，風(fēng)機始終處于一種工作狀態(tài)，風(fēng)機10%余量就浪費掉了。但在實際生產(chǎn)中，并不是所有機器都同時投入生產(chǎn)，由于產(chǎn)品換型、訂單飽和程度、維修及工藝調(diào)整、原材料等各種原因的影響，有部分加工設(shè)備會停止開動。而該設(shè)備的抽風(fēng)口的閥門一直處于打開的狀態(tài)，并沒有隨生產(chǎn)設(shè)備的停機而關(guān)閉，從而導(dǎo)致在設(shè)備停機不生產(chǎn)時抽風(fēng)口也照常運轉(zhuǎn)，造成了很大的浪費。車間的風(fēng)量供給大大超出所需,因此原有除塵系統(tǒng)風(fēng)機實際運行效率較低，供需存在較大的誤差，存在很大的資源浪費。根據(jù)上述分析，可以通過改變風(fēng)機的控制方式，盡可能達(dá)到供需平衡來改善其運行工況，減少浪費，提高效率，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

2  除塵風(fēng)機的節(jié)電改造

風(fēng)機是傳送氣體的機械設(shè)備，是將電動機的軸功率轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的機械能的一種機械。從流體力學(xué)原理得知，風(fēng)機風(fēng)量與電機轉(zhuǎn)速功率相關(guān)：風(fēng)機的風(fēng)量（流量）與風(fēng)機（電機）的轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)機的風(fēng)壓、與風(fēng)機（電機）的轉(zhuǎn)速的平方成正比，風(fēng)機的軸功率等于風(fēng)量與風(fēng)壓的乘積，故風(fēng)機的軸功率與風(fēng)機（電機）的轉(zhuǎn)速的立方成正比（即風(fēng)機的軸功率與供電頻率的立方成正比），如表1：

根據(jù)上述原理可知改變風(fēng)機的轉(zhuǎn)速就可改變風(fēng)機的功率。根據(jù)五發(fā)廠機體二工段車間的生產(chǎn)工況分析,為了達(dá)到最大化的節(jié)能效果,我們給每一臺風(fēng)機配置一套相應(yīng)的節(jié)電系統(tǒng)進(jìn)行控制調(diào)節(jié), 風(fēng)機沿用原電機。同時對整個車間的抽風(fēng)口閥門進(jìn)行自動化的控制改造。改造完成后，系統(tǒng)通過安裝在管網(wǎng)上的高靈敏度壓力傳感器來檢測管網(wǎng)在用氣量變化時的壓力變化，不斷向控制系統(tǒng)傳輸變化的信號，經(jīng)過微電腦判斷運算并與設(shè)定的壓力比較后，向控制系統(tǒng)發(fā)出啟動、停止機器和改變運行轉(zhuǎn)速的指令。控制系統(tǒng)通過檢測供氣量的需求來決定供給；通過檢測氣壓變化控制風(fēng)機電機的轉(zhuǎn)速，自動調(diào)節(jié)峰谷的風(fēng)量，保證供風(fēng)管網(wǎng)壓力恒定，以滿足用風(fēng)量的需求的變化，使壓力和風(fēng)量始終保持在一個生產(chǎn)所需的最佳范圍內(nèi)，既能滿足生產(chǎn)所需，又達(dá)到節(jié)能的目的，真正實現(xiàn)“所供即所需”的最佳運行效果。節(jié)電系統(tǒng)具有切換旁路系統(tǒng)功能，當(dāng)節(jié)電系統(tǒng)有故障或需要檢修時切換到原來的控制狀態(tài)，保證生產(chǎn)不受影響。

圖一：節(jié)電控制系統(tǒng)

                           圖二：自動控制開合的閥門

3  節(jié)電系統(tǒng)能效測試

根據(jù)該節(jié)電系統(tǒng)的特點，采用了改造前后對比測試的辦法測試節(jié)電系統(tǒng)的節(jié)電效果。抽選其中一臺風(fēng)機，安裝有功電度表測試，比較一定時間內(nèi)用電系統(tǒng)在節(jié)電系統(tǒng)投入和旁路系統(tǒng)運行的情況下的用電量，比較后得出實際的節(jié)電效果。

表2：除塵風(fēng)機旁路狀態(tài)、節(jié)電狀態(tài)運行用電對照表

4  節(jié)電改造收益

表3：節(jié)電效益計算表

通過測試后計算，5臺風(fēng)機年節(jié)約用電337075度，按單位購進(jìn)電價每千瓦時0.76元計算，節(jié)約電費256177元。跟據(jù)五發(fā)廠機體二工段車間的實際生產(chǎn)情況, 在產(chǎn)品換型、訂單飽和程度、維修及工藝調(diào)整、原材料等各種原因的影響下節(jié)電效果會有所變化，按保守的節(jié)電率25%來計算,可以使該車間每年節(jié)省用電316800度，節(jié)約電費支出240768元。如果實際節(jié)電率在25%以上,則效益更顯著。除塵系統(tǒng)節(jié)電改造完畢并交付使用，至今已運行近2年。使用過程中的能效測試表明，節(jié)能數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)期效果，為企業(yè)降低制造成本的同時，也增強了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。

企業(yè)推行節(jié)能降耗、低碳減排、資源節(jié)約的生產(chǎn)方式，持續(xù)開展節(jié)能技術(shù)改造，運用節(jié)能新技術(shù)，挖掘節(jié)能潛力，提高能源利用效率，所取得的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都會非常顯著。

[作者簡介]陳強（1974-），廣西玉柴機器股份有限公司設(shè)備技術(shù)員，大學(xué)?？啤V西玉林537000。