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          蒸汽梯級利用技術解決方案
          蒸汽是工業企業主要的能源品種,具有熱值高、用量大,熱損耗多的特點,目前許多企業存在著高能低用,低能棄用(冷凝水直接排放)的現象,由于管網蒸汽壓力過高,末端用戶均采用減壓閥進行降壓后使用,降壓導致了熱能損耗,同時由于疏水閥汽水分離效果較差,在排放冷凝水的同時,也排放低壓蒸汽造成蒸汽熱能損失,更有許多企業直接排放冷凝水(溫度一般70~95℃),熱能損耗更為嚴重。為此,蒸汽節能的重點技術—梯級利用,實行高能高用,低能低用,合理使用蒸汽的全過程熱源,提高蒸汽熱能使用效率。
     
    蒸汽梯級利用策略
     
    高效利用減壓熱能技術解決方案—差壓發電
          差壓發電就是利用蒸汽用戶使用減壓閥將飽和蒸汽轉換為過熱蒸汽使用時造成的壓力熱值損失用于發電的一種節能技術。通過差壓發電的應用,不但可以在完成調溫降壓的同時把壓差能轉換為電能,而且對生產工藝蒸汽用量的影響微乎其微,是一種高效的熱能利用技術項目。
    (1)差壓發電技術原理
          管網蒸汽輸入企業后,通過容積螺桿發電機進行降溫減壓后,輸出符合工藝要求的過熱蒸汽,在降溫減壓的同時,利用蒸汽壓力推動容積螺桿發電機運轉,并把機械能轉換為電能直接輸入電網。
    (2)技術特點
    A、適應性廣;能適應過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽水兩相流體和熱水(包括高鹽分熱水)工質等;
    B、無級調速;轉速一般設計為(1500~3000)r/min,相比同功率汽輪機,有較高的內效率,一般在65%以上;
    C、輸出蒸汽壓力穩定;通過調節設備速度可高精度控制蒸汽的輸出壓力和溫度。D、操作方便,運行維護簡單,而且具有除垢自潔能力,大修周期長;
    E、起動不需要盤車、暖機。噪音低、平穩、安全、可靠,全自動無人值守運行;
     
    高效利用排放蒸汽技術解決方案—二次蒸汽熱能回收技術
    二次蒸汽熱回收技術利用高壓蒸汽與低壓蒸汽或高溫冷凝水的壓差通過閃蒸的方式提高低壓蒸汽或高溫冷凝水的壓力和溫度,形成可直接用于生產的蒸汽,通過閃蒸方式回收低溫蒸汽或高溫冷凝水的熱值。
    (1)二次蒸汽熱能回收工作原理
    借助高壓蒸汽(驅動蒸汽)噴射產生的高速氣流將低壓蒸汽或凝結水閃蒸汽壓力和溫度提高,從而使低壓蒸汽的壓力和溫度提高到生產工藝要求,使排出回收的二次蒸汽得到循環再利用,達到節能的目的。
    (2)系統特點
    ●充分利用蒸汽系統的壓力差和汽水密度差的物理現象進行系統運行,不需要驅動動力源。
    ●系統具有完整的數據采集功能;本系統采用溫度傳感器、壓力傳感器、渦街流量計等模擬量和數字量的采集器,實時傳輸系統的運行狀態和各項技術參數。提高了系統的控制精度和實時性。
    ●系統具有完善的保護功能和報警功能,提高了系統的安全性能。
    ●可回收二次蒸汽為蒸汽用量的5~10%以上。
     
    冷凝水余熱回收技術
    冷凝水換熱回收技術就是通過冷凝水熱交換器把冷凝水的熱能交換到工業用熱水或為職工洗澡、生活用水之中,使冷凝水的排放溫度從90℃以上下降到40℃以下,具有較好的節能應用前景。
    (1)冷凝水熱回收工作原理
    蒸汽排放或返回熱電廠的冷凝水通過冷凝水換熱器與低溫熱水(自來水)進行熱交換,把冷凝水中的熱值轉移到低溫熱水之中,并把得到熱能的高溫熱水輸送到保溫水箱中待用,以此減少蒸汽轉換熱水用量。
    (2)系統特點
    ●充分利用了熱能,實現了蒸汽能源的梯級利用,減少了蒸汽轉換熱水的用量。
    ●系統轉換效率較高,可達到90%以上,排水溫度可降到50℃以下。
    ●減少了熱能污染和冷卻能耗。
    ●可回收熱能量為蒸汽用量熱值量的3~10%以上。
       工藝循環冷卻水系統節能技術解決方案
          工藝循環冷卻水系統是企業保障設備運行,提高工藝質量所建立的動力水循環系統,其功能是把機械運行所產生的熱能、加熱后產品降溫熱能進行冷卻的工藝保障系統。目前,按工藝循環冷卻水系統的設備結構可分為二類,一類是通過循環水泵、冷卻塔、換熱器進行工藝循環冷卻。另一類還要增加水冷冷水機組通過制冷提高冷卻效果。由于工藝循環冷卻水系統的運行時間長,負荷變化大,系統能耗高,成為工業企業的重點高能耗部位,為此,根據系統設備、負荷變化和氣候條件的特點,采用不同的運行模式進行系統性節能勢在必行,具有較好的節能效果。
     
    工藝循環冷卻水系統節能策略
     
    工藝循環冷卻水優化控制節能技術
    A、節能分析
    工藝循環冷卻水系統由冷卻塔、循環水泵、水冷冷水機組、換熱器等組成,系統運行負荷受到生產設備發熱負荷、季節氣候、晝夜溫差等因素的影響,導致負荷的動態變化,而工藝循環冷卻水系統的運行都是憑經驗進行控制,固定機臺運行,存在著大馬拉小車的現象,造成了電能浪費。同時系統拖動電機均為風機水泵類變轉矩負載,根據變轉矩負載的特性,轉速與轉矩是二次方的關系,轉速與功率是三次方關系。也就是說,只要下降10%的轉速可以節約18%的能耗。如果采用優化控制技術和變頻調速技術在滿足生產負載冷卻效果的前提下,根據冷卻水回水溫與出水溫度的溫差控制系統的開機臺數,實時調整風機水泵的運行速度,調節風速與流量,既可滿足生產工藝要求,又能達到節約電能的目的。
    B、技術原理
    工藝循環冷卻水節能系統采用動態跟蹤控制和模糊控制技術,實行恒溫差閉環控制,使用觸摸屏設定目標控制值,溫度傳感器采樣溫度作為反饋值,經PLC控制器的分析、判斷、運算后,輸出適合需要的控制值。并采用變頻調速性能好的變頻器作為執行單元,具有完善的保護功能和軟啟動功能,減少電路中的沖擊電流。
    C、系統特點
    ●提高了系統的自動化程度;原系統采用了最簡單的啟停電路,現場操作,工頻運行,通過節能改造后可實現自動化運行。
    ●實現了動態模擬量控制;本系統采用4~20mA電流信號的溫度變送器和壓力變送器作為數據采集器,實時有效地采集了動態變化的實時數據,并通過模擬量模塊傳輸到入PLC控制器中進行數據的運算處理。提高系統的控制精度和實時性。
    ●系統采用了現場總線技術;本系統各變頻器、PLC、操作界面與集中監控系統實現了現場總線控制,實時進行數據、操作指令和運行狀態的實時傳輸,簡化了線路結構,提高系統的可靠性。
    ●系統采用了旁路電路結構;本系統中設計了旁路電路,當變頻器產生故障時,系統自動切換到旁路系統運行,并發出故障報警,不會因系統故障而影響生產。
    ●系統具有完善的保護功能,提高了系統的安全性能。
     
    氣候溫差控制節能
    A、節能分析
    在工藝循環冷卻水系統的應用中,為了提升系統的冷卻效果,采用了水冷冷水機組進行制冷降溫的運行模式,一年四季開啟水冷冷水機組運行,特別是在零度以下的氣候條件下也照開不誤,供回水溫差很小,導致了大量的電能浪費,如果利用冬天氣候溫度較低、冷卻效果上升的氣候條件,停開冷水機組,通過冷凍水系統與冷卻水系統的外循環進行換熱運行,不但可以滿足系統的冷卻效果,而且可以節約主機能耗,達到節能目的。
    B、技術原理
    當氣候環境溫度低于10℃以下時,采用冬季節能運行模式,這時停止水冷冷水機組的運行,由冷凍水循環泵通過冷凍水系統與冷卻水系統的旁通控制閥把回水送入冷卻水系統,經冷卻塔的冷卻降溫后,由冷卻水系統循環泵通過冷卻水系統與冷凍水系統的旁通控制閥輸入冷凍水系統,并不斷循環運行。當氣候溫度上升,達不到冷卻效果時,系統恢復原有工作模式,開閉旁通控制閥,啟動制冷主機,實現原系統循環運行。
    C、性能特點
    ●系統結構簡單,工程量少,技改投資較少。
    ●可節約三至四個月的主機能耗,節能效果明顯。
    ●運行模式自動化控制,并根據氣候溫度和回水溫度自動切換,確保系統的冷卻效果。
    ●系統具有完善的保護功能,提高了系統的安全性能。
     
    余熱回收節能
    A、節能分析
    工藝冷卻水系統的目的是把生產系統的多余熱量轉移到大氣之中,確保生產系統的正常運行或滿足工藝要求。這些熱量具有量大、溫度低(50~60℃左右)、回收難度大的特點,不但沒有進行回收,而且還很多的能耗進行冷卻轉移,形成的雙向能量浪費。如果把這部分余熱進行回收利用,不但增加了能源資源,而且減少的能源消耗,具有較好的節能前景。
    B、余熱回收原理
    經循環冷卻換熱后的高溫循環水通過余熱回收換熱器與低溫循環水進行熱交換,把高溫循環水中的熱值轉移到低溫熱水之中,并把得到熱能的高溫熱水輸送到保溫水箱中待用,熱水的利用應根據企業的用能需求設計。
    C、余熱回收后的應用
    ●直接使用熱水;把熱水直接輸送到生產或者生活系統使用。
    ●升溫加熱為蒸汽使用;把熱水通過蒸汽熱泵或高效電熱蒸汽發生器進行升溫加壓形成蒸汽使用。
    ●溫差發電;利用有機工質朗肯循環低溫余熱發電技術把低溫余熱的熱能通過擴容升溫轉換為電能使用。
     
        空壓機綜合節能技術解決方案
          空壓機是工業企業普遍使用的能量轉換設備,主要功能是把電能轉換為氣壓能,利用壓縮空氣的能量驅動控制閥和汽缸完成相關的工藝動作,它既可作為控制動力源,又可作為驅動動力源,一般驅動壓力在1Mpa以下的自動化系統均采用氣壓驅動。所以廣泛應用于自動化控制系統。空壓機產生氣壓的過程是一個電能轉換為機械能,機械轉化為氣壓的過程。所以空壓機系統的節能主要有三個方面,一是提升運行效率,二是提高輸送使用效率,三是回收和利用電能轉換為機械能時產生的熱能,三個層次的節能形成了空壓機系統高效低耗的節能運行體系。
     
    空壓機節能策略
     
    空壓機系統結構
     
    空壓機變頻節能
    (1)空壓機的可行性分析
    為了保障系統供氣壓力,在空壓機設計安裝時都會增大裝機容量,并處于常年連續運行狀態。當供氣壓力達到設定最高值時,空壓機卸載,關閉吸氣閥門或停機,當系統壓力降到設定最低值時,空壓機啟動加載,滿負荷運行,由于頻繁的加載、卸載對電路產生了較大的沖擊電流,造成了電能浪費,增大了機械損耗。如果采用變頻調速技術,在滿足用戶壓力負載需求的前提下,通過調節空壓機電機的輸出功率,有效調整壓力流量的技術參數,使空壓機運行在無頻繁加載、卸載的平穩狀態下,可減少啟動電流和沖擊電流,提高運行性能,降低機械損耗,保護電路安全,節約電能資源。
    (2)技術原理
    采用動態跟蹤控制和模糊控制技術,經壓力傳感器采樣和數值反饋,通過PID控制器的分析、對比、判斷、運算后,輸出適合系統負載需要的軸功率,使氣壓系統保持在壓力恒定狀態,并大大減少機組頻繁加載和卸載,優化了運行狀態,提高了工作效率,實現了最大限度的節能。
    (3)性能特點
    ●節電率高,節電率可達15%以上。
    ●實現軟啟動,對電網無沖擊,降低對變壓器容量的要求。
    ●功率因數提高,減少無功損耗,使功率因率達到1。
    ●恒壓供氣,運行平穩,可靠性高。
    ●無頻繁加載、卸載。壓縮機的使用壽命及檢修周期都將得到大大延長。
    ●空壓機排氣量由空壓機的轉速來控制,氣缸內氣閥片不再反復地開啟和關閉,閥座、彈簧等工作條件大大改善,避免了高溫、高壓氣體急劇的流動和沖擊,維修工作量減少。
    ●設置故障報警及自動切換,提高了系統的安全可靠性。
     
    空壓機系統管理節能
    (1)節能分析
    根據空壓機電機系統節能項目的多年實施經驗總結,大多數壓縮空氣系統所消耗的能源明顯高于其實際消耗的能源量,高送低用、系統泄漏、人為虛假用氣和不正確使用大約消耗了約40%的壓縮空氣量,導致了大量氣能損失,通過壓縮空氣系統的優化控制可以達到15~35%的節能效果。
    (2)技術原理
    系統采集各支路的供氣壓力、用氣流量和末端氣壓等技術參數,并根據各支路的用氣需求所設定的目標值,經計算機的分析、比較、判斷和運算后,實時調整各支路的流量執行機構的開度,達到供氣壓力、供氣流量與實際負載需求量的一致,減少輸送能量損耗,同時根據系統壓力的變化檢測系統漏氣損耗,并及時進行報警。徹底解決了高送低用、系統漏氣、人為虛假用氣等造成的能量損失問題。
    (3)性能特點
    ●穩定恒壓用氣區間(模糊控制),線形運動穩定下游系統的空氣壓力,控制精度±0.05bar;
    ●壓力顯示及指定壓力設定功能:消除壓力波動導致的錯覺需求;
    ●掉電自我保護功能,可在掉電后保證系統閥門處于全開狀態,保障系統安全運行;
    ●提高系統儲氣能力,減少泄漏及人為造成的錯覺需求浪費;
    ●具備遠程監控通訊及遠程參數設定功能;
    ●低壓力損失無縫鋼管設計,整體裝置的壓降不超過0.5psig(0.03bar);
    ●實際調節輸出壓力范圍1.5-10bar;
    ●使用環境溫度-20°C~80°C,適用于各種工藝需求的壓縮空氣恒壓輸送。
     
    空壓機熱能回收
    (1)節能分析
    空氣壓縮機長期連續有運行過程中,把電能轉換為機械能,機械能轉換為風能,在機械能轉換為風能過程中,空氣得到強烈的高壓壓縮,使之溫度驟升,這是普通的物理學機械能量轉換,機械螺桿的高速旋轉,同時也產生摩擦熱,這些產生的高熱由空壓機潤滑油的加入混合成油氣蒸汽排出機體,這部分高溫油氣流的熱量相當于空壓機功率的60%,它的溫度通常在80℃(冬季)100℃(夏秋季),這些熱能都由于機器運行溫度的要求,都被無端地廢棄排往大氣之中,即空壓機的散熱系統來完成機器運行的溫度要求。空壓機熱回收就是利用熱能轉換原理,把空壓機散發的熱量回收轉換到水里,水吸收了熱量后,水溫就會升高空壓機運溫度就會降低。
    科學技術支持:空壓機有40%的電能轉化為空氣能,有60%轉化為熱能,我們利用物理學的(相變理論),使空壓機熱能回收得以突破達到空壓機總功率的93%以上,是傳統熱回收的200%以上。
    (2)空壓機熱回收技術原理
    (3)空壓機回收熱能應用
     
       污水處理節能解決方案
    節能分析
    污水處理系統已成為城市和許多排污企業必須建設的工程項目,國家已強制規定不通過處理的生活污水和工業污水嚴禁排放。在污水處理系統中,采用了大量的提水泵、加藥泵、排水泵和吹氧風機,一般都采用經驗控制或PLC控制的通斷控制,控制系統無法滿足污水流量變化的實時調整要求,導致了實際能耗高于需求能耗,造成電能浪費。為了節約能源,降低污水處理成本,我們針對許多污水處理只有通斷控制、經驗操作的運模式,通過提高污水處理的自動化水平和風機水泵節能控制技術的結合,設計了污水處理節能控制系統,用于污水處理的節能改造,降低污水處理的運營成本,提高經濟效益。
     
    技術原理
    根據風機水泵能耗特性,結合污水處理系統的工藝要求,采用液位傳感器、PH分析傳感器、溶解氧傳感器等進行現場數據的采集后,通過計算機機的比較,分析,判斷和運算后,適時調整電機的輸出軸功率,從而達到節能的目的。基本上消除了風機水泵設備由于選型和負載變化普遍存在的“大馬拉小車”的浪費現象,當污水流量較大時、風機水泵全速運行,滿足污水處理的能力,當污水流量一般時,風機水泵中速運行,這時可節約10~30%的能耗。當污水流量較小時,系統自動停機或用較低速度運行,進一步降低系統能耗。
     
    性能特點
    (1)軟啟動、軟停止功能;本系統內所有機臺同時可實現軟啟動、軟停止功能。減少了沖出電流,提高了電源質量。
    (2)工頻、變頻自動切換功能;當工作需要時或變頻器發生故障時,系統能自動切換,并發出報警。不會影響系統的運行安全。
    (3)手動調頻功能;在調試設備或因特殊需要時,可手動調整運行頻率。也可手動設置上、下限運行頻率。
    (4)自動報警功能;系統能自動監控各機臺的運行情況,當發生故障時,控制系統會及時發生報警,并自動記錄故障發生的時間、故障內容。
    電流、電壓、頻率顯示功能;系統能實時記錄、顯示、查詢電壓、電流、頻率等技術參數。
    (5)自動調壓、自動控制功能。本系統能按照操作指令和末端負載變化的要求,自動采樣,計算機運算后輸出合適的功率。真正實現了跟蹤運行、動態控制。
    節約電耗功能。本系統可實現單機節電率20%以上。
     
        低溫余熱發電技術解決方案
    技術可行性分析
    目前,熱能轉換余熱、降溫余熱、機械加工轉換余熱、地熱、太陽能等低溫余熱資源十分豐富,由于低位熱能有效利用的技術難度較大,絕大部分余熱都是通過自然散熱或利用冷卻塔、冷水機組進行散熱排入大氣層,不但浪費了余熱資源,導致了熱島效應,而且消耗了大量的電能。采用有機工質朗肯循環原理,通過有機工質與低溫余熱換熱,有機工質吸熱集聚相變后產生蒸汽,推動汽輪機或其他膨脹動力機旋轉發電。本系統最低余熱資源溫度可到80℃,這是常規發電技術不能做到的(常規發電要求熱源溫度在350℃以上),從而拓寬了可以回收發電的余熱資源范圍,為建材、冶金、化工等行業的低溫余熱資源回收提供了技術手段和設備。同時,這項技術還可以推廣到可再生能源發電系統中,(如地熱、太陽能和生物質能)為可再生能源發電提供關鍵技術和設備。
     
    技術原理
    有機工質朗肯循環余熱發電,即在傳統朗肯循環中采用有機工質代替水推動渦輪機做功。低壓液態有機工質經過工質泵增壓后進入預熱器、蒸發器吸收熱量轉變為高溫高壓蒸氣之后 ,高溫高壓有機工質蒸氣推動渦輪機做功,產生能量輸出,渦輪機出口的低壓蒸氣進入冷凝器 ,向低溫熱源放熱并冷凝為液態,如此往復循環。
     
    有機工質朗肯循環地熱能發電技術應用
     
       燃氣鍋爐余熱回收技術
    節能分析
    在熱能轉換中,燃氣鍋爐已成為工業、商業、建筑樓宇應用最廣泛的加熱設備。它不但使用了清潔能源,而且轉換效率可達85%,是高效清潔的加熱方式。但是燃氣鍋爐在加熱燃燒過程中,還需要排煙(溫度在120~180℃)導致10%以上的熱能損耗。為此燃氣鍋爐制造企業增加了煙氣熱回收裝置,把冷空氣導入煙氣熱回收裝置進行預熱后,再進入爐膛燃爐,節約了大約1~4%的燃氣量,熱回收效率很差,還有10%以上的熱能損耗,如果采用煙氣冷凝熱能回收系統,在不影響鍋爐本身熱效率的前提下,還能再提高鍋爐熱效率3~10%,將是一種投資最低、收益最大、節能效率最好的節能方式。
    技術原理
    在燃氣鍋爐排煙口串接一臺煙氣冷凝熱能回收裝置,把煙氣引入熱回收裝置與冷凝水進行熱交換,把煙氣熱能轉移到冷凝水中,使煙氣溫度從120~180℃下降到80℃以下。
     
    性能特點
    ·高效節能;節能量可達3~10%以上,燃燒效率可達99%以上。
    ·節水環保耐腐蝕;可減少對大氣的排熱,降低熱島效應,耐腐蝕性能好,
    ·安裝使用簡便;設備簡單,安裝、維修方便。
    ·投資低壽命長;投資少,經濟效益高,投資回收期短。
    4、技術應用現場
       終端能效項目--電機系統節能技術解決方案
    節能分析
    電機是重要的工業、建筑耗能設備,廣泛應用于機械傳動、水泵、風機、液壓泵、壓縮機、制冷機等,電機的耗電量約占總發電量的50%左右。由于電機產品種類繁多,電機功率大小不一,負載特性千差萬別,控制方式各不相同,增大了電機節能的難度。所以電機系統必須針對負載特性、運行特點采用不同的節能策略才能收到較好的節能效果。
    電機系統節能策略
    ★電機系統節能策略的選用要素
    ●負載特性:電機拖動負載特性可分為恒功率負載、恒轉矩負載和變轉矩負載。
    ●負載類型:連續性負載、間歇性(不均衡性)負載、短時負載。
    ●負載功率:最大負載功率(重載)、最小負載功率(輕載)、瞬時負載功率(超載)。
    ●負載率:最大負載率、最小負載率、平均負載率。
    ●控制方式;自動控制、手動控制。
    ★電機系統節能策略的選用原則
    ●負載功率較小的連續性負載,平均負載率起過80%的電機系統宜采用優化控制節能。
    ●負載功率較小的恒功率負載,平均負載率超過65%的電機系統宜采用更換高效電機。如永磁同步電機、高效感應電機等。
    ●負載功率較小的恒轉矩、變轉矩負載,且負載類型為間歇性負載的電機系統宜采用伺服控制節能。
    ●負載功率較大的恒轉矩、變轉矩負載,且負載類型為間歇性負載的電機系統宜采用變頻調速節能。
    ●供電距離較遠的連續性恒功率,且屬于四象限運行的連續性負載的電機系統宜采用就地功率補償節能。
    ●控制精度較高、響應速度較快的小功率間歇性負載的電機系統宜采用伺服控制節能。
    ●控制精度較高、響應速度較快,且帶載啟停的間歇性負載的電機系統宜采用具有低頻大力矩性能的變頻調速節能。
    ●四象限運行的間歇性負載,且帶載啟停的垂直性升降負載的電機系統宜采用具有電能回饋、低頻大力矩性能的變頻調速節能。
     
    變頻調速節能技術
    (1)節能分析
    變頻調速技術適用于恒轉矩、變轉矩負載的節能,這是有負載特性所決定,恒功率負載使用變頻調速是不可能節能的,所以恒功率負載使用變頻器的目的是工藝性調速。恒轉矩負載的節電量決定于負載率,與負載率成正比,當負載率高于90%時,不適宜再做節能。變轉矩負載一般為流體性負載(如水泵、風機、液壓油泵等),其特性是流量Q、轉矩M和軸功率P與轉速N成一次方、二次方和三次方關系,即Q∝N,M∝N,P∝N。只要改變轉速N,則Q、M和P將隨之下降,特別是軸功率P將按轉速N三次方下降,如果轉速下降20%,則軸功率下降近50%,所以變轉矩負載當負載率大于90%時還有10~15%的節電率,最適宜于做節能。
    (2)技術原理
    采用自動控制技術和變頻調速技術,動態地跟蹤負載的需求量變化,通過計算機控制器的采樣,分析,判斷和運算,在確保實際負載需要的前提下,適時調整電機的輸出軸功率,從而達到節能的目的。基本上消除了變轉矩負載設備由于選型和負載變化普遍存在的“大馬拉小車”的浪費現象,使變轉矩負載電機始終運行在最佳工作狀態。
    (3)控制模式
    ●恒壓控制模式:利用壓力傳感器采集系統壓力的變化值,并根據系統的壓力變化值實時調整負載電機的運行速度的變頻節能運行模式。主要應用于恒壓供水、空壓機節能、液壓控制、氣動控制、恒風量控制等系統。
    ●恒溫控制模式:利用溫度傳感器采集系統溫度的變化值,并根據系統的溫度變化值實時調整負載電機的運行速度的變頻節能運行模式。主要應用于工藝冷卻水、中央空調節能、工藝設備控制等系統。
    ●變流量控制模式:利用流量、二氧化碳等傳感器采集系統的流量變化值,并根據系統的流量變化值實時調整負載的運行速度的變頻節能運行模式。主要應用于液壓、氣動、工藝冷卻水、車間通風等系統。
    ●恒功率控制模式:利用功率、電流等傳感器采集系統負載功率的變化值,并根據系統功率的變化值實時調整逆變系統的輸出功率負載的節能運行模式。主要應用于粉碎機、水泥攪拌機、球磨機等負載。
    ●恒重力控制模式:利用重力傳感器采集系統的流量變化值,并根據系統的流量變化實時調整負載的運行速度的變頻節能運行模式。主要應用于傳送機等負載。
     
    (4)性能特點
    ★采用先進的微電腦控制技術,提高了響應速度和控制精度。
    ★可與工藝控制系統進行實時聯動、并實現遠程監控。
    ★采用工頻,變頻兩種運行方式,故障時絕不會影響生產。
    ★提高了負載電機的功率因數cos∮=1。
    ★電機的節電率可達10%到60%(負載需求和電動機功率大小等有關)。
    ★驅動電機實現了軟啟動,減少了啟動沖擊電流。延長使用壽命,減少機械損耗。
    ★通過對壓力、風量、流量、溫度等技術參數的進行檢測,形成了閉環回路自動控制系統。
    ★具有安全旁路系統,具備各種保護功能。
     
    伺服控制節能技術
    (1)節能分析
    伺服控制在節能中的應用時間不長,應用較多的設備是注塑機節能。隨著伺服控制技術和伺服電機制造技術的提升,伺服節能必將得到大力的推廣和發展。伺服控制技術更能適應精確的工藝控制,可根據工藝控制的需要實時調整輸出力矩,在改變轉速的同時,保持低頻力矩滿足工藝需求。另外,伺服電機內的轉子是為稀土材料制成的永磁體,只要輸入電源使定子線圈產生磁場就可實現旋轉運行,減少了轉子能耗,實現了同步電機的運行功能。所以伺服控制節能不但響應速度快、控制精度好、低頻力矩大,而且電機能量轉換效率高,損耗小,節電率更高,系統節電率可達到10~60%以上。目前,小功率伺服電機的制造技術基本成熟,應用較多,但是大功率伺服電機的制造技術不夠成熟,所以較大的動力系統使用伺服控制節能都是使用小功率電機的并聯來增大功率,提高系統的穩定性。
    (2)伺服控制系統的結構
    伺服控制系統由操作界面、傳感器、伺服控制系統、伺服驅動系統、伺服電機和負載組成。
    (3)技術原理
    采用DSP自動控制技術和逆變技術,動態地跟蹤負載變化與設定目標值輸入計算機控制系統進行采樣,分析,比較、判斷和運算,精確計算負載的需求功率,并實時調整逆變模塊的輸出功率,使用電機的拖載能力與工藝要求相一致。實現了精確控制和高效節能的同步提升。
     
    (4)性能特點
    超節能:相比使用感應交流電機,節能效果在20-80%。
    高穩定性:由于采用傳感器的閉環系統控制,系統穩定性明顯提高,一般情況下,產品精度可以控制在0.3%,客戶使用伺服系統后,產品合格率高了,原來每班需要調整機器參數的現象沒有了,技術人員可以騰出時間多研究一些創新、效率等方面的事情。
    高精密度:由于伺服電機的轉動慣量極小,系統響應速度極快,最高達到50ms,對需要精密調節的工藝要求更加容易滿足需要。
    低噪音:伺服控制系統相對感應交流電機系統,噪音明顯降低,改變工作環境更加環保。
    低投入高回報:一般情況下,設備投資在6-12個月可以收回(根據產品工藝及地區電價有一定差異)。可以說將傳統電機系統升級為伺服動力系統,不僅節能達到降低成本的目的,同時高穩定性及高生產效率帶來可觀的經濟效益,更重要的是增強了企業競爭力,實現企業產品升級及向生產高附加值產品的戰略轉移。
    (4)伺服控制節能應用于注塑機節能效果對比
    ★節電量對比
    ●伺服節能比定量泵系統節能40~80%。
    ●伺服節能比變頻器系統節能10~20%。
    ●伺服節能比變量泵系統節能20~40%。
    ★注塑機伺服節能分析曲線圖
    ★注塑機伺服控制節能的優點
    1、響應速度快,能在30ms內從0Hz加速到50HZ。
    2、電機工作效率高,能耗比異步電機降低6~10%。
    3、節電率高;節電率可達到30~80%以上,比變頻節能可提高10~20%左右的節電率,控制節能基本相近,電機效率大大提高。
    4、驅動電源對電機的影響較小,基本無溫升,抗干擾能力強。
    5、提高了油泵在低頻運行時的工作效率,系統采用了高壓齒輪泵,當低速運行時,不受離心力的影響,所以改善了低頻時的運行性能。
     
    功率補償節能
    (1)節能分析
    在電機系統有許多四象限電機負載和交變性感應交流電機負載,電機所需的無功始終在吸收與輸出回饋的交變狀態中轉換運行,由于瞬時轉換速度較快,對于供電線路較遠的電機,無功補償的響應速度跟不上電機變化的需求,導致負載電機功率因素大幅度下降(一般在0.7左右),使電機能耗和線路損耗上升,同時由于供電線路中還有整流器、變頻器、中頻器等大量非線性負載設備所產生大量諧波,使系統的電壓、電流的波形畸變導致電機能耗上升,電機運行溫度升高。為此通過就地功率補償技術和諧波治理技術可以提高負載電機的功率因素和電源質量,減少線路損耗,提高電機的運行效率,可節約電能耗3~10%左右。
    (2)功率補償裝置結構
    根據電機無功功率的變化值和設定的功率因素目標值來控制電力電容器的投入和切除,并且有過,欠電壓保護功能。功率補償裝置由功率補償控制器、無觸點可控硅模塊或智能復合開關、電容器、熔斷器、電流互感器、避雷器、開關、電抗器(對無觸點開關起到過電流保護作用;對防止電容器過電流也起到抑制作用)以及裝配監視用的電壓表,電流表,功率因數表和信號指示燈等組成。
    (3)技術原理
    在電網中,功率分為有功功率、無功功率和視在功率。交流電網中,由于有阻抗和電抗(感抗和容抗)的同時存在,所以電源輸送到電機的電功率并不完全做功。因為,其中有一部分電功率(電感和電容所儲的電能)仍能回輸到電網,因此,實際為電機所吸收的電功率叫有功功率。電感和電容所儲的電能仍能回輸到電網,這部分功率在電源與電抗之間進行交換,交換而不消耗,稱為無功功率。當電網電壓為正弦波形,并且電壓和電流同相位時,電機從電網吸收的功率P等于電壓U和電流I的乘積,即:P=U×I。電機運行時需要建立磁場,這部分能量不能轉化為有功功率,因此稱之為無功率Q。此時電流滯后電壓一個角度φ。在選擇電機時應按視在功率S,即有功功率和無功功率的幾何和:S=√P2+Q2。無功功率的傳輸加重電網的負擔,使電網損耗增加,。把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷,并聯接在同一電路;當容性負載釋放能量時,感性負荷吸收能量;而當感性負荷釋放能量時,容性負荷卻在吸收能量;能量在兩種負荷之間交換。這樣,感性負荷所吸收的無功功率,可以從容性負荷輸出的無功功率中得到補償,這就是無功功率補償的基本原理。因此需要對其進行就近和就地補償。并聯電容器可以補償或平衡電氣設備的感性無功功率。當容性無功功率Qc等于感性無功功率QL時,電網只傳輸有功功率P。
    (4)性能特點
    A、電壓優先:按電壓質量要求自動投切電容器,電壓超出最高設定值時,逐步切除電容器組,直到電壓合格為止。電壓低于最低設定值時,在保證不過載的條件下逐步投入電容器組,使母線電壓始終處于規定范圍。
    B、功率自動補償功能:在電壓優先原則下,依據負荷無功功率大小自動投切電容器組,使系統始終處于無功損耗最小狀態。
    C、智能控制功能:自動發出動作指令前首先探詢動作后可能出現的所有超限定值,減少動作次數。
    D、異常報警功能:當電容器控制回路繼保動作拒動和控制器則自動閉鎖改組電容器的自動控制。
    E、模糊控制功能:當系統處于電壓合格范圍的高端,且在某特定環境時如何實施綜控原則是該系列產品設計的難點,由于現場諸多因素(如配置環境、受電狀況、動作時間、用戶對動作次數的限制等)而引起的頻繁動作是用戶最為擔憂的,應用模糊控制正是考慮了以上諸多因素使這一“盲區”得到合理解決。
    F、綜合保護功能:每套裝置有開關保護(選配),過壓、失壓、過流(短路)和零序繼電保護、雙星形不平衡保護、熔斷器過流保護、氧化鋅避雷器、接地保護、速斷保護等。
     
       高效污泥深度處理技術解決方案
    節能分析
    目前污泥處理都是采用廂式壓濾機進行污泥脫水,通過廂式脫水后的污泥,不但含水率超過65%以上,無法達到焚燒、制磚等無害化處理的要求,而且污泥脫水壓濾時間長、產量低、能耗高。我們在廂式壓濾機的基礎上,通過技術創新研發了自動壓榨機,不但脫水污泥的含水率低于50%,完全滿足了焚燒、制磚等無害化處理的要求,而且污泥脫水時間短、產量高、能耗低,具有較高的技術推廣價值。
    (2)高效污泥深度處理節能原理
    ●廂式壓濾機工作原理:污泥處理時,有污泥泵把待處理污泥輸送到壓濾廂內,壓濾廂低部的過濾網把污泥留在上部,把水擠入下部流出,并通過連續不斷地污泥輸送增加過濾壓力,增加脫水擠出能力。
    ●自動壓榨機工作原理:污泥處理時,有污泥泵把待處理污泥輸送到框式壓濾機內,污泥輸送滿框后,污泥泵停機,啟動液壓系統,通過液壓油缸側向對壓濾框內的污泥進行擠壓,使污泥完全脫水。由于把過濾脫水改為擠壓脫水,使工作效率大幅度,污泥處理能力大幅度提高,大大地節約了單位污泥處理能耗。
    (3)二種污泥處理方法的性能對比
    熱管排風余熱(冷)回收
    一、 熱管的工作原理及構造
     
    熱管是蒸發—冷凝型的換熱設備,靠工質在管內的狀態變化實現熱量的傳輸,當熱管一端受熱時管內工質汽化,汽化后蒸汽向另一端流動,遇冷凝結向散熱區放出潛熱,冷凝液籍毛細力或重力的作用回流,繼續受熱汽化,這樣往復循環將大量的熱量從加熱區傳遞到散熱區。熱量傳遞是通過工質的相變進行的。
    由于熱管兩端的冷熱流體是完全隔絕的,因此不會出現任何泄漏。換句話說,熱管在其中起的作用是傳熱不傳質。
    當冷熱流體相距較遠或流體管路龐大時(冷熱流體具有一定高度差并且冷流體在上)一般采用分離式熱管傳熱。

     動力分離熱管
    當熱源在上、冷源在下時,必須在分離熱管的基礎上增加熱管介質循環動力(屏蔽泵),因此可以稱為動力分離熱管。如右圖所示:
     
     熱管余熱回收應用:
    1、空調系統排風余熱回收
    l         原料藥生產車間空調系統:在用溶媒法進行藥物提取過程中使用 大量有機溶媒,一方面產品為高致敏性藥物、另一方面生產過程中爆炸危險性大,加之對生產環境要高,空調系統一般設計為全新風直流系統,空調系統耗能非常大。
    l         實驗動物房空調系統:由于動物居住稠密,產生的熱量以及大量的排泄物和刺激性氣體要求采用100%全新風直排空調系統,而且一般要求萬級凈化。
    在上述兩種空調系統中,需要將大量的室外新風處理到合適的送風狀態點送入房間,而排風溫度一般為固定的24--26oC。在冬夏兩季可以通過加裝熱管換熱系統回收排風中的冷熱量以預冷或預熱新風。
    2、干燥設備余熱回收:
    在噴霧干燥、閃蒸干燥及沸騰造粒工藝流程中,經干燥制粉后的出塔熱風由于含濕量非常高,一般是被直接排入大氣,這部分排風所攜帶的熱量是十分可觀的(約為干燥工序能耗的40 %~60 %)。因此,應該將此部分余熱充分地利用起來,通過熱管換熱器將排風中的熱量提取出來,用于預熱送風,可以顯著減少送風加熱的能耗。
    3、熱回收效率:
    一般熱回收效率(溫度效率)在50%以上,投資回收周期在兩年左
     
    酒精發酵余熱回收
    一、  余熱熱源:
    1、  實消發酵罐:產生的余熱有實消高溫冷卻水(可回收溫度60--96°C,產生于實消降溫階段的初始30分鐘)和實消尾汽(可回收溫度110--120°C,產生于實消保溫保壓階段).
    2、  連消發酵罐:產生的余熱有連消高溫冷卻水(可回收溫度40--50°C,產生于連消進料階段)和空消尾汽(可回收溫度110--120°C,產生于空消保溫保壓階段)
    在進行余熱回收之前,上述熱量主要通過尾汽排空和冷卻水直接蒸發冷卻散入大氣環境,加重了環境熱污染和水資源浪費。
    二、余熱回收措施:
        1、消毒尾汽:(實消尾汽和空消尾汽)
    如上圖所示,該方案分兩個組成部分:罐頂消毒尾氣與正常發酵排氣分離;汽水直接換熱器熱能回收。
    (1)、消毒尾氣與正常發酵排氣分離
    氣—汽分離的目的是把消毒尾汽與正常發酵排氣進行分離,以提高廢汽利用溫度。氣—汽分離的實現是通過另外敷設一套獨立的高溫尾汽管道實現的,各發酵罐消毒尾氣匯入集中熱回收管道輸送至汽水換熱器。通過手動截止閥切換控制氣、汽走向:正常發酵時,主排氣閥打開,尾汽閥關閉;消毒操作時,主排氣閥關閉,尾汽閥打開。
    (2)、汽水直接換熱器
    汽水直接換熱器是一種低溫水直接噴淋混合裝置,如下圖:低溫水由容器頂部噴淋,低壓蒸汽沿切線進入容器,高溫水由容器底部排出。
        2、高溫冷卻水:
       發酵車間目前可回收高溫冷卻水有兩種溫度:實消降溫冷卻水60--96°C,連消高溫冷卻水40--50°C。
    (1)、對60--96°C冷卻水采用蓄熱回收再利用:
    基本原理
       相變蓄熱是依靠物質相變過程(固-液態轉化)中必須吸收或放出大量相變潛熱的物理現象進行能量的存儲和釋放。
    相變蓄熱球是相變蓄熱產品和相變蓄熱應用工程中最基礎的結構產品。它以良好的熱傳導材料為載體,填充不同的相變蓄熱材料,在保持良好的相變蓄熱性能的情況下,大大方便了產品的安裝和工程的實施,它可廣泛應用于各種蓄熱產品和場所,在相同的效能下,它比傳統的水蓄熱體積將縮小7倍以上。
      典型的發酵實消余熱回收和再用流程如下圖:
    n         余熱回收:高溫冷卻水由溫度控制的電動三通閥將實消降溫過程中冷卻水的高溫部分導入低溫蓄熱罐(55°C)進行儲存,低溫部分直接并入冷卻循環水系統。
    n         進料時,通過循環泵、換熱器,將儲存在低溫蓄熱罐的熱量取出,對培養基進行升溫預熱。
    (2)、對40--50°C冷卻水采用熱泵制取70--85oC高溫水用于相應工藝,同時冷卻水溫度降低10°C進入冷卻塔循環。
     
    三、經濟效益
    1)、提高進料預熱溫度:從20°C升溫到50°C
    2)、減少升溫蒸汽消耗量約25%
    3)、投資回收周期:兩年。
     
     

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