關(guān)于工業(yè)自動(dòng)化能效的分析

摘要 本文以工業(yè)自動(dòng)化能效為研究對(duì)象，首先針對(duì)能效的基本定義及分類進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，在此基礎(chǔ)之上針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化能效的提升措施做出了詳細(xì)闡述，旨在于為今后相關(guān)研究與實(shí)踐工作的開(kāi)展提供一定的參考與幫助。

關(guān)鍵詞 工業(yè)自動(dòng)化；能效；轉(zhuǎn)化；消耗；措施；分析

中圖分類號(hào) TH86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）122-0188-01

1 工業(yè)自動(dòng)化能效基本定義及其分類分析

如何定義能效呢？現(xiàn)階段業(yè)內(nèi)最為統(tǒng)一的界定標(biāo)準(zhǔn)在于：能效即能源效率。對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化研究領(lǐng)域所期望實(shí)現(xiàn)的高能效運(yùn)轉(zhuǎn)而言，“高”始終是一個(gè)相對(duì)化的概念，其應(yīng)當(dāng)建立在對(duì)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備基本運(yùn)行指標(biāo)因素（包括設(shè)備循環(huán)時(shí)間以及循環(huán)產(chǎn)量等在內(nèi)）的考量基礎(chǔ)之上進(jìn)行能效質(zhì)量的評(píng)定。特別需要注意的一點(diǎn)是：在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，每單位能源消耗所帶來(lái)的產(chǎn)出作為能源強(qiáng)度，同樣能夠有效將能源利用狀態(tài)下的基本情況予以真實(shí)且有效的反應(yīng)。在現(xiàn)階段的研究視角作用之下，工業(yè)自動(dòng)化所涉及到的應(yīng)用設(shè)備按照對(duì)于能效利用屬性的差異性可以劃分為兩種基本類型，即能源轉(zhuǎn)換設(shè)備以及能源消耗設(shè)備。

1）能源轉(zhuǎn)化設(shè)備能效分析：在工業(yè)自動(dòng)化研究領(lǐng)域當(dāng)中，包括鍋爐設(shè)備、燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備、發(fā)電機(jī)設(shè)備、蒸汽輪機(jī)設(shè)備以及電動(dòng)機(jī)設(shè)備均屬于能源轉(zhuǎn)化設(shè)備的研究范疇當(dāng)中。從能源轉(zhuǎn)換設(shè)備的角度上來(lái)說(shuō)，在假定電動(dòng)機(jī)設(shè)備輸入功率及輸出功率均處于已知狀態(tài)的情況下，能源轉(zhuǎn)化設(shè)備所對(duì)應(yīng)的能效指標(biāo)可以定義為：輸出能源/輸入能源。具體的轉(zhuǎn)化示意圖如下圖所示（見(jiàn)圖1）。

2）能源消耗設(shè)備能效分析：同樣在工業(yè)自動(dòng)化研究領(lǐng)域當(dāng)中，包括泵設(shè)備、壓縮機(jī)設(shè)備、加熱設(shè)備以及烘干設(shè)備均屬于能源消耗設(shè)備的研究范疇當(dāng)中。從能源消耗設(shè)備的角度上來(lái)說(shuō)，能源消耗設(shè)備所表現(xiàn)出的能效指標(biāo)可以定義為：能源消耗設(shè)備能效指標(biāo)=（過(guò)程能源輸出指標(biāo)/過(guò)程能源輸入指標(biāo)）/補(bǔ)充能源指標(biāo)。具體的轉(zhuǎn)化示意圖如下圖所示（見(jiàn)圖2）。從這一角度上來(lái)說(shuō)，在工業(yè)自動(dòng)化相關(guān)人員針對(duì)自動(dòng)化設(shè)備能效進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程當(dāng)中，特別是在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)的測(cè)量過(guò)程當(dāng)中，往往需要涉及到對(duì)大量細(xì)節(jié)性工作的監(jiān)督。以圖2中能源消耗設(shè)備能效流程示意圖中所涉及到的補(bǔ)充能源而言，加熱爐設(shè)備所對(duì)應(yīng)的補(bǔ)充能源往往有多種類型的表現(xiàn)方式，從而在現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)化測(cè)量過(guò)程當(dāng)中不僅需要進(jìn)行熱值指標(biāo)偶的測(cè)量，同時(shí)還需要包括對(duì)燃?xì)饬髁康臏y(cè)量以及輔助燃燒氣體在達(dá)到預(yù)熱溫度狀態(tài)下所需要消耗的能量指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量處理。

2 工業(yè)自動(dòng)化能效的提升措施分析

1）以工業(yè)自動(dòng)化研究領(lǐng)域中應(yīng)用比較頻繁的電動(dòng)機(jī)設(shè)備而言，特別是對(duì)于節(jié)能型電動(dòng)機(jī)設(shè)備而言，其在能效提升方面已具備了極為顯著的綜合優(yōu)勢(shì)。一般意義上的交流感應(yīng)電機(jī)在正常工作狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)對(duì)能量損耗降低的最主要措施可以歸集為以下幾個(gè)方面：① 開(kāi)槽與繞線能量轉(zhuǎn)化路徑優(yōu)化；② 鐵芯材料的優(yōu)化；③ 銅轉(zhuǎn)子物理性能的優(yōu)化。按照現(xiàn)階段比較規(guī)范性的研究思想來(lái)說(shuō)：基于對(duì)電動(dòng)機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)能源消耗的節(jié)約，從某種程度上來(lái)說(shuō)等同于對(duì)自身能效的可靠性考核。與此同時(shí)，為確保電動(dòng)機(jī)設(shè)備在正常運(yùn)行狀態(tài)下能效利用率的高水平發(fā)揮，則還需要從工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的角度入手，綜合考量在實(shí)踐應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中，與電動(dòng)機(jī)設(shè)備配套運(yùn)行相關(guān)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備的能效利用水平高低。與此同時(shí)，同樣不能在判定工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備能源利用高效性與否的過(guò)程當(dāng)中，僅參照電動(dòng)機(jī)設(shè)備標(biāo)牌中的額定效率指標(biāo)，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合電動(dòng)機(jī)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行情況下的應(yīng)用負(fù)載狀態(tài)實(shí)現(xiàn)匹配的合理性。舉例來(lái)說(shuō)，若高能效電動(dòng)機(jī)設(shè)備長(zhǎng)期處理空載運(yùn)行或是半負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，其節(jié)能效應(yīng)同樣并不顯著?；趯?duì)以上分析的分析，不難發(fā)現(xiàn)：為確保對(duì)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備能效的利用率的合理提升，最為基礎(chǔ)的措施在于實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備能量損耗的合理減少，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)基于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的合理考量，達(dá)到提高設(shè)備能效的關(guān)鍵目的。

2）從工業(yè)自動(dòng)化的研究視角角度上來(lái)說(shuō)，能效與控制之間的關(guān)系就好比能效與測(cè)量之間的關(guān)系。測(cè)量過(guò)程中所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息不但能夠?yàn)檎麄€(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行管理工作人員監(jiān)督分析工作的開(kāi)展提供必要的支持，同時(shí)還能夠在實(shí)踐運(yùn)行過(guò)程中達(dá)到對(duì)產(chǎn)品能耗指標(biāo)的合理控制。除一般意義上的手動(dòng)及切換性控

制方式以外，還可以通過(guò)應(yīng)用自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐及加熱爐等相關(guān)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備能效的合理提升。從實(shí)踐應(yīng)用的角度上來(lái)說(shuō)，工業(yè)自動(dòng)化研究視角下的自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)技術(shù)與一種以并聯(lián)連接方式實(shí)現(xiàn)交叉性限幅控制的回路系統(tǒng)。在工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下，該自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)能夠建立在對(duì)空燃比指標(biāo)進(jìn)行合理設(shè)置與管理的基礎(chǔ)之上，結(jié)合對(duì)相關(guān)設(shè)備煙氣含氧量指標(biāo)的有效調(diào)整，確保設(shè)備所表現(xiàn)出的空氣過(guò)剩系數(shù)能夠與實(shí)際性燃燒情況更為契合，按照此種方式能夠確保在進(jìn)空氣量狀態(tài)下更為有效與穩(wěn)定的針對(duì)燃料量進(jìn)行跟蹤處理，從而使得燃燒量能夠得到更為合理與可靠的保障。

3 結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能減排是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過(guò)程當(dāng)中不可獲取的一大關(guān)鍵戰(zhàn)略方針，其最為可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中最為關(guān)鍵的實(shí)施措施之一，受到了多方工作人員的特別關(guān)注與重視。特別是對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化而言，如何在保障工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的前提下，提高耗能設(shè)備的能源效率，已成為現(xiàn)階段相關(guān)人員最亟待解決的問(wèn)題?？偠灾疚尼槍?duì)有關(guān)工業(yè)自動(dòng)化能效所涉及到的相關(guān)問(wèn)題做出了簡(jiǎn)要分析與說(shuō)明，希望能夠?yàn)榻窈笙嚓P(guān)研究與實(shí)踐工作的開(kāi)展提供一定的參考與幫助。

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