淺談生物化工業(yè)企業(yè)中自動化儀表的節(jié)能措施

張健

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，自動化儀表被普遍應(yīng)用在生物化工企業(yè)的生產(chǎn)活動中。它在彰顯出優(yōu)越性的同時，也呈現(xiàn)出了較為嚴重的能耗問題。因此，在生物化工生產(chǎn)中，要提出自動化儀表的節(jié)能措施，以有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)效率。以生物化工企業(yè)為例，詳細探究工業(yè)企業(yè)中自動化儀表的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：生物化工業(yè)企業(yè)；自動化儀表；節(jié)能措施；生產(chǎn)效率

中圖分類號：TH86 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.136

在生物化工企業(yè)的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，自動化儀表被廣泛應(yīng)用，其在提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時，能耗在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營成本中的比例也在不斷增加，這不利于企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。在生物化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，自動化儀表的不科學(xué)安裝及其與各種流體接觸時產(chǎn)生的巨大阻力，都會導(dǎo)致能耗的過大消耗和浪費，從而為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營成本控制帶來了較大壓力。那么，在生物化工企業(yè)生產(chǎn)中，降低自動化儀表的能耗是企業(yè)建設(shè)急需思考的問題。

1 選用最新技術(shù)的變頻交流調(diào)速裝置

新時期，在計算機技術(shù)和電力技術(shù)快速發(fā)展的背景下，變頻交流調(diào)度技術(shù)有了突飛猛進的發(fā)展，并在各個工業(yè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點：①啟動所需電流比較小，無需擔(dān)心給系統(tǒng)造成過大的沖擊。因此，可大幅降低電能的消耗量。②調(diào)節(jié)范圍很廣，且調(diào)速十分均勻，減少了速率過大的可能性，優(yōu)化了自動化儀表的工作效率，并且還可以降低調(diào)節(jié)閥的使用成本。③擁有“安裝阻力小、占用空間小、裝置體積小”的優(yōu)點，大大減少了調(diào)試和安裝自動化儀表過程中的能耗。④在工作中，自動化儀表的電動機始終保持穩(wěn)定的低轉(zhuǎn)差率。這就使得其轉(zhuǎn)子在運行中消耗比較少的能量。對比截止閥并用的模式與傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)器可以發(fā)現(xiàn)，變頻交流調(diào)速設(shè)備可有效縮減1/3的電能消耗，彰顯出優(yōu)越的節(jié)能效果。另外，在運用調(diào)速器的過程中，其機組具有較低的運載負荷，因此，可以輕松維持機組長期的穩(wěn)定運行，從而最大限度地降低故障率，有效縮減維修費用。由此可以看出，新型的變頻交流調(diào)速器的出現(xiàn)與應(yīng)用是自動化儀表節(jié)能方案中的核心。在儀表未來的發(fā)展中，其勢必會完全取代傳統(tǒng)的工作裝置，實現(xiàn)優(yōu)越的節(jié)能效果。

2 選用無壓損或低壓損的自動化儀表

流體黏性過高或在設(shè)備中形成漩渦區(qū)、死水區(qū)等都會導(dǎo)致儀表壓力損失過大，產(chǎn)生較大的能量損耗，而且還會影響整個生產(chǎn)活動的順利進行，所以，探究低壓損或無壓損的自動化儀表對生物化工企業(yè)具有重大的意義。智能低壓損勻速笛形流量計、渦街流量計的迅猛發(fā)展顛覆了傳統(tǒng)儀表在應(yīng)用過程中必然會出現(xiàn)過大壓損的狀況，可減少能源消耗量。特別是作為先進技術(shù)代表的漩渦流量計，具有獨特的優(yōu)點：無需頻繁更換電池、消耗功率比較低，能有效減少電能的消耗量；內(nèi)部沒有設(shè)置機械傳動裝置，因此，無需考慮機械摩擦帶來的能源消耗，其在減少功率消耗的同時，還可大大降低維修和更換的頻率。總之，隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，這些無壓損或低壓損的自動化儀表具有極低的能源消耗量和穩(wěn)定的性能，并且安裝和操作十分便捷，因此，被廣泛應(yīng)用于生物化工工業(yè)的生產(chǎn)活動中。從某種意義上來講，這種無壓損或低壓損的自動化儀表將引導(dǎo)生物化工企業(yè)逐漸向節(jié)能環(huán)保的方向轉(zhuǎn)型和發(fā)展。

3 盡量減少接液自動化儀表的摩擦力

在生物化工生產(chǎn)中的流體運動的過程中，不僅會導(dǎo)致自動化儀表壁產(chǎn)生一定的摩擦力，而且當(dāng)流體流經(jīng)閥門或儀表時，其方向與速度的急變會產(chǎn)生一定的接液阻力，而這些阻力會浪費大量的能源。如果阻力長時間過大，還會影響儀表的性能，造成自動化儀表失靈或者工作不穩(wěn)定。研究數(shù)據(jù)表明，流體和自動化儀表之間產(chǎn)生的阻力所消耗的能量在儀表工作做消耗的總能量中占較大的比例，因此，要積極采取相應(yīng)的措施最大限度地減小儀表與流體之間的接液阻力。這是節(jié)約能源的核心點。

針對生物化工自動化儀表工作中產(chǎn)生接液阻力的基本原理，本文認為，采取以下幾種方法可以有效降低自動化儀表的能耗：①科學(xué)減小儀表調(diào)節(jié)閥的組比。在自動化儀表中，調(diào)節(jié)閥完全打開前后的壓力差和系統(tǒng)的總壓差的比值叫作閥組比，又稱為壓降比。在調(diào)節(jié)閥的使用過程中，只有確保調(diào)節(jié)閥存在一定量的壓力差，才能保證調(diào)節(jié)閥具有合理的可調(diào)比。而從閥組比與能耗的對應(yīng)關(guān)系中可以知道，閥組比的比值越大，自動化儀表的能耗就越大。按照這一原理，生物化工企業(yè)在確保調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上，合理優(yōu)化閥組比就可以減小泵和機組工作中消耗的電能。實踐表明，該方法已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，具有很高的節(jié)能環(huán)保價值。②合理增加節(jié)流設(shè)備的直徑比。節(jié)流設(shè)備是流量計中用途最廣、最重要的一個分支，其涵蓋楔形流量計、文丘里管等，在生物化工生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。因為流體大多具有較大的黏性，所以，在流體經(jīng)過節(jié)流設(shè)備時，會有一些能量在節(jié)流裝置與摩擦阻力形成的渦流中消耗掉，這就出現(xiàn)了一些壓力損失。由壓力損失與直徑比的關(guān)系可知，直徑比越大的節(jié)流設(shè)備所造成的壓力損失就越小，因此，可適當(dāng)加大節(jié)流裝置的直徑，以有效減小壓力損失，實現(xiàn)自動化儀表的節(jié)能應(yīng)用。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動化儀表也進入了一個迅猛發(fā)展的時期。在生物化工工業(yè)生產(chǎn)中，自動化儀表的節(jié)能運行不僅可增強企業(yè)的生產(chǎn)能力，還可以大幅降低生產(chǎn)成本，推動企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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〔編輯：白潔〕