為改變工業(yè)領(lǐng)域里能源效率低，能源管理水平低的問(wèn)題，中國(guó)政府正在致力于從目前的低效能源使用者變成高效能源使用者。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的“十一五”規(guī)劃中，中國(guó)政府將能源效率列為重中之重，主要目標(biāo)是在2010年將每單位GDP的能源消耗減少20％。2004年，中國(guó)國(guó)家發(fā)改委發(fā)布中國(guó)第一個(gè)《節(jié)能中長(zhǎng)期專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》，2006年，中國(guó)國(guó)家發(fā)改委、科技部聯(lián)合發(fā)布《中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱》，工業(yè)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)則是其中所列的重要節(jié)能技術(shù)之一。
自動(dòng)化技術(shù)的節(jié)能使命
由于工業(yè)領(lǐng)域是可以完全通過(guò)生產(chǎn)流程能源效率評(píng)估方式，從而采取節(jié)能行動(dòng)的最佳領(lǐng)域，因此當(dāng)今國(guó)際上先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)無(wú)疑可以發(fā)揮重要的節(jié)能作用。就能耗最大的電能而言，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，目前60％以上的電能消耗都是工業(yè)用電，而其中65％的工業(yè)通用設(shè)備通過(guò)安裝高效節(jié)能的自動(dòng)化設(shè)備，可以節(jié)約40％電能。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、資源優(yōu)化，除了采用先進(jìn)的工藝和設(shè)備之外，必須采用先進(jìn)的各類(lèi)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)。事實(shí)上，就嚴(yán)格意義的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域而言，無(wú)論是與電機(jī)耗能有關(guān)的高效電機(jī)、變頻調(diào)速、軟啟動(dòng)、能量回饋等單一裝備節(jié)能技術(shù)，還是面向全系統(tǒng)的先進(jìn)的過(guò)程控制和能源管理解決方案，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)可以帶來(lái)全方位的節(jié)能手段。
（1）電機(jī)變頻節(jié)能技術(shù)
在工業(yè)流程中廣泛使用的電機(jī)占總工業(yè)能源消耗的65％。中國(guó)的電機(jī)能力超過(guò)了5億千瓦，每年消耗800－1000億千瓦小時(shí)的能量，占總能源消耗的60％和工業(yè)能源消耗的75％。而其中主要的鼓風(fēng)機(jī)和電泵使用的電機(jī)只有20％使用了變速驅(qū)動(dòng)，因此風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等通用機(jī)械系統(tǒng)的變頻調(diào)速改造已經(jīng)直接成為國(guó)家發(fā)改委啟動(dòng)的重點(diǎn)節(jié)能工程之一。在“十一五”期間，中國(guó)將實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率提高2個(gè)百分點(diǎn)，年節(jié)電能力達(dá)200億千瓦時(shí)。因此，電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造是目前最具潛力的領(lǐng)域，其市場(chǎng)潛力可達(dá)1800億人民幣。
中國(guó)的冶金、水泥、電力、煉油、化工等高能耗行業(yè)一方面正在致力于以先進(jìn)的電力電子技術(shù)傳動(dòng)方式改造傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)方式，推廣高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)，逐步采用交流調(diào)速取代直流調(diào)速；另一方面努力進(jìn)行電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)改造，推廣軟啟動(dòng)裝置、無(wú)功補(bǔ)償裝置，提高電機(jī)能源利用效率。
在中國(guó)的變頻器市場(chǎng)上，無(wú)論從技術(shù)領(lǐng)先性還是市場(chǎng)表現(xiàn)來(lái)說(shuō)，ABB公司無(wú)疑占據(jù)了領(lǐng)先的地位。由ABB開(kāi)發(fā)和首先倡導(dǎo)的變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）技術(shù)是目前最先進(jìn)的交流異步電機(jī)的控制方式，在沒(méi)有編碼器反饋的情況下，提高了交流電機(jī)的高速控制精度，ABB基于DTC技術(shù)的代表性產(chǎn)品ACS-800變頻器的頻率控制最高可達(dá)到300Hz，其動(dòng)態(tài)控制精度始終可以保持在0.2%秒以內(nèi)。作為ABB集團(tuán)在中國(guó)地區(qū)交、直流傳動(dòng)產(chǎn)品的主要供貨廠商，北京ABB電氣傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)銷(xiāo)售的傳動(dòng)產(chǎn)品一直用于從0.12KW至4000KW的電機(jī)速度控制，廣泛應(yīng)用于工業(yè)傳送帶、擠壓機(jī)、提升機(jī)及風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載。在過(guò)去的12年，安裝在中國(guó)的ABB變頻器已經(jīng)累計(jì)為用戶節(jié)約了300億千瓦時(shí)的電能。
在國(guó)際流行的變頻器能量回饋技術(shù)方面，2007年7月西門(mén)子推出的SINAMICS G120變頻器，從設(shè)計(jì)上很好地滿足了節(jié)能的要求。一方面，它采用了一種全新的電路設(shè)計(jì)夠?qū)㈦姍C(jī)制動(dòng)時(shí)的再生能量100%地回饋給電源，節(jié)省了寶貴的電力資源；另一方面，SINAMICS G120變頻器采用了一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得變頻器控制系統(tǒng)更加靈活、可靠，從而大大降低了系統(tǒng)的工程和維護(hù)成本。
（2）DCS及先進(jìn)過(guò)程控制
集散控制系統(tǒng)（DCS）一直是流程工業(yè)領(lǐng)域高效、安全、節(jié)能、降耗的重要保障，DCS同樣在中國(guó)的煉油、化工等重點(diǎn)耗能行業(yè)發(fā)揮了重要作用，它在實(shí)現(xiàn)設(shè)備的精確控制，尤其是提高耗能設(shè)備的能源利用效率方面功不可沒(méi)。以ABB公司的Industrial IT、 Honeywell 公司的Experion PKS、Emerson 公司的PlantWeb、Foxboro公司的A2、橫河公司的R3為代表的國(guó)際先進(jìn)的第四代DCS系統(tǒng)已經(jīng)在中國(guó)進(jìn)行開(kāi)始了部分應(yīng)用。
作為剛剛被ARC咨詢集團(tuán)評(píng)為國(guó)際自動(dòng)化50強(qiáng)的中國(guó)本土自動(dòng)化公司，和利時(shí)公司也于2002年初推出其第四代DCS產(chǎn)品--HOLLiAS MACS系列，并針對(duì)不同的行業(yè)，開(kāi)發(fā)了幾個(gè)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用平臺(tái)。例如，燃煤發(fā)電行業(yè)所用的循環(huán)流化床鍋爐（CFBB）有較好的燃燒效率和較低的排放，而且可以充分利用劣質(zhì)煤，但由于工藝要求嚴(yán)格，對(duì)爐溫等關(guān)鍵參數(shù)的控制精度要求高，而且控制變量多、耦合性強(qiáng)、滯后性大，常規(guī)儀表很難實(shí)現(xiàn)控制。和利時(shí)在10多年前就抓住CFBB節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，研究其控制規(guī)律，面向電力行業(yè)，推出了一套適用于CFBB的DCS控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)多年的積累，和利時(shí)已形成了一套針對(duì)不同類(lèi)型，不 同容量的CFBB控制解決方案，累計(jì)實(shí)施了300多個(gè)CFBB DCS應(yīng)用，為高效的燃煤利用做出重要貢獻(xiàn)。
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