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节能:工业自动化的中国使命

作者:傅昆2008.05.12阅读 4451

        刚刚跨入2008年新年之际,中国南方大部分地区遭遇罕见的持续雨雪天气。截至1月28日14时,雨雪天气过程已造成安徽、江西、河南等14省份7786多万人受灾,因灾死亡24人控制工程网版权所有,直接经济损失150多亿人民币。

        事实上,近年来在中国,这类极端天气频频出现,如沙尘暴、高温干旱、极端降水等,强度越来越大,造成的危害越来越严重。造成这些极端天气频发的一个最重要原因就是由于碳基燃料的消耗过大而造成气候变暖,中国的能源消耗问题已引起举国关注。

中国能耗形势严峻

        中国是目前全世界第二大能源消耗国,每美元GDP的能源消耗为美国的4.3倍,日本的11.5倍。在中国的能源消耗中,工业是最大的耗能产业,大约占总能耗的近70%,其能源消耗问题更为突出。近10年来,中国虽然在不断淘汰落后的设备和技术,提高能源效率,但是大量的低效能技术仍然存在于中国的制造工厂。目前,中国的钢铁、有色、电力、化工等8个高耗能行业单位产品能耗比世界先进水平平均高40%以上。

        为改变工业领域里能源效率低,能源管理水平低的问题,中国政府正在致力于从目前的低效能源使用者变成高效能源使用者。在国民经济与社会发展的“十一五”规划中,中国政府将能源效率列为重中之重CONTROL ENGINEERING China版权所有,主要目标是在2010年将每单位GDP的能源消耗减少20%。2004年,中国国家发改委发布中国第一个《节能中长期专项规划》,2006年,中国国家发改委、科技部联合发布《中国节能技术政策大纲》,工业自动化相关技术则是其中所列的重要节能技术之一。

自动化技术的节能使命

        由于工业领域是可以完全通过生产流程能源效率评估方式,从而采取节能行动的最佳领域,因此当今国际上先进的工业自动化技术无疑可以发挥重要的节能作用。就能耗最大的电能而言,据相关统计,目前60%以上的电能消耗都是工业用电,而其中65%的工业通用设备通过安装高效节能的自动化设备,可以节约40%电能。在工业生产过程中实现节能降耗、资源优化,除了采用先进的工艺和设备之外控制工程网版权所有,必须采用先进的各类工业自动化技术。事实上,就严格意义的工业自动化领域而言,无论是与电机耗能有关的高效电机、变频调速、软启动、能量回馈等单一装备节能技术,还是面向全系统的先进的过程控制和能源管理解决方案,工业自动化技术可以带来全方位的节能手段。

(1)电机变频节能技术

        在工业流程中广泛使用的电机占总工业能源消耗的65%。中国的电机能力超过了5亿千瓦,每年消耗800-1000亿千瓦小时的能量,占总能源消耗的60%和工业能源消耗的75%。而其中主要的鼓风机和电泵使用的电机只有20%使用了变速驱动,因此风机、水泵、压缩机等通用机械系统的变频调速改造已经直接成为国家发改委启动的重点节能工程之一。在“十一五”期间,中国将实现电机系统运行效率提高2个百分点,年节电能力达200亿千瓦时。因此,电机系统节能改造是目前最具潜力的领域,其市场潜力可达1800亿人民币。

        中国的冶金、水泥、电力、炼油、化工等高能耗行业一方面正在致力于以先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械传动方式,推广高效节能电动机,逐步采用交流调速取代直流调速;另一方面努力进行电机的变频调速技术改造,推广软启动装置、无功补偿装置,提高电机能源利用效率。

        在中国的变频器市场上,无论从技术领先性还是市场表现来说,ABB公司无疑占据了领先的地位。由ABB开发和首先倡导的变频器直接转矩控制(DTC)技术是目前最先进的交流异步电机的控制方式,在没有编码器反馈的情况下,提高了交流电机的高速控制精度,ABB基于DTC技术的代表性产品ACS-800变频器的频率控制最高可达到300HzCONTROL ENGINEERING China版权所有,其动态控制精度始终可以保持在0.2%秒以内。作为ABB集团在中国地区交、直流传动产品的主要供货厂商,北京ABB电气传动系统有限公司生产销售的传动产品一直用于从0.12KW至4000KW的电机速度控制,广泛应用于工业传送带、挤压机、提升机及风机、泵类负载。在过去的12年控制工程网版权所有,安装在中国的ABB变频器已经累计为用户节约了

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