节能技术改造一例


 
近几年来中国国民经济持续高速发展,但能源不足成了影响其发展的瓶颈。在网上不止一次看到这样的信息:“我国单位产出能源消耗大大高于发达国家和世界平均水平。据计算,2003年,我国单位国内生产总值的能源消耗比世界平均水平高2.2倍,比美国高2.3倍,比欧盟高4.5倍,比日本高8倍,比印度还高0.3。”全球领先的电力和自动化技术集团ABB的副总裁鲁道夫在泛珠三角的一次自动化技术方面的大会上也曾举出了这样一组数据:以2003年来看,中国的GDP是1.4万亿美元,能量消耗占全球能源总消耗量的11.5%,而同期日本的数值是4.3万亿美元,5.4%;美国是10.9万亿美元,22%。数字是枯燥的,但反映出的现实是惊人的。这两组数据都说明了一个问题,中国能源利用率太低,低到了制约国民经济发展的严重地步。
  作为一个制造行业的技术人员,国家能耗过高,电力资源不足,大力上马电站又带来一系列环境问题,直接威胁到我们的生存质量。因此我们绝不能置身事外。据媒体消息,电机所消耗的电能约占工业用电总量的60%,推广变频调速技术和自动控制系统,如果电机效率能提高2%,每年将节电200亿千瓦时。看到这样的信息我就感到有点欣喜,因为我在电机节能方面做了一个尝试,并且起到了良好的效果。
  我公司是一家国外投资的企业,引进有两台液压自动切纸机械。一台小型设备是11kw的电机,一台大型的是22kw的电机,其压力都是经过一个电磁溢流阀控制,但都是只要机器进入自动遁环状态,电机启动完成后电磁溢流阀就得电,让系统压力升至工作压力并且一直保持,油泵电机也就一直工作在带载状态。但此设备的工作循环是:送纸块到进给区内,进给系统开始推动纸块到裁切位置,到设定长度后开始裁切,然后再前送,再裁切,只到把一个大的纸块分切完毕,进给系统再退回到等待位置,当检测到有纸块送到,再开始下一个工作循环。在整个工作流程中只有切刀架升降和压紧装置动作时才需要液压压力,但如果让电磁溢流阀和刀架及压紧装置一起动作时就会引起新的问题,一是压力上升需要时间,造成切纸动作慢或者裁切不彻底,二是电磁溢流阀频繁动作让压力忽高忽低,造成液压冲击,让液压系统容易出故障。最后综合各种因素,对设备的控制系统进行改进,在一个工作循环中,进给系统向前将要进入裁切位置时电磁溢流阀得电,开始动作,压力上升,当一个纸块裁切完毕,进给系统后退时电磁溢流阀失电,压力下降,油泵电机进入空载状态。控制的实现对于那台小型设备来说比较容易,因为它是全由继电器控制的,而进给系统是由变频器带动,把电磁溢流阀的控制继电器稍加点关联电路就可以实现了。但那台大型的设备却是比复杂,它是由三菱A系列PLC控制,进给系统是三菱的伺服定位单元A1SD70。想按设想达到控制电磁溢流阀的目的,必需弄懂整台机器的程序和伺服定位单元A1SD70。于是我通过网络搜索到A系列PLC和A1SD70的相关资料,并下载了设备上的原程序,通过一个多月的学习,对原程序进行了修改,最后非常成功的达到了目的。
  以那台大型设备为例估算其实际节能效果。把一个切纸循环分成两部分:电磁溢流阀得电时段,即进给切纸过程;电磁溢流阀不得电时段,即进给回退,送待切纸块过程。两个过程时间分别为:310s,160s。而现场测得,当电磁溢流阀得电时电机工作电流为35A,空载时电机电流为18.5A。根据功的公式:
W=PT=UIT       (1)
可知:
改造前每个循环的功耗:W1=380V*35A*(310S+160S)
 改造后每个循环的功耗:W2=380V*35A*310S+380V*18.5A*160S
则:
     W2/W1约等于84%
由此可见改造后的能耗仅是改造前的84%。根据我厂的实际情况假设每天设备工作15小时,每年工作255天,可以得出每年将节省能耗14076kwh。其实改造后的意义不仅仅是降低了能耗,同时由于电机和油泵以及整个液压系统能有充分的时间休息,负荷降低,使用寿命就会延长,维护费用也会降低。整个技术改造工作无论是在节能方面,还是延长设备寿命方面都达到了非常可观的效果,而且整个改造没有给企业增添任何改造成本。
最后希望所有的工程技术人员都能在日常工作中结合自己设备的工艺特点,为降低能耗做出点贡献,以提高我国工业生产水平,不再让我们国家成为高能耗,低效率的代表。

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