變頻電氣控制柜的節(jié)能效益與市場(chǎng)潛力

目前，隨之低壓、中小容量交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的日趨成熟與普及應(yīng)用，變頻電氣控制柜（簡(jiǎn)稱(chēng)變頻柜）已經(jīng)大量擁進(jìn)國(guó)內(nèi)電工產(chǎn)品市場(chǎng)。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家評(píng)估，該產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)年產(chǎn)能力已經(jīng)超過(guò)200億元，將成為電氣控制設(shè)備的主導(dǎo)產(chǎn)品，其市場(chǎng)具有極為廣泛的開(kāi)拓前景。該產(chǎn)品由變頻器、電力開(kāi)關(guān)、測(cè)量?jī)x表、控制與保護(hù)電器、指示燈、按鈕、接線(xiàn)端子以及由支架和面板組成的箱體構(gòu)成，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)，可分為高壓和低壓兩類(lèi)變頻柜。

至今，該產(chǎn)品雖然在國(guó)內(nèi)應(yīng)用已有二十余年歷史，但是由于所應(yīng)用的變頻器是國(guó)產(chǎn)貨與進(jìn)口產(chǎn)品并舉，生產(chǎn)廠家既有大廠，又有小廠，甚至還有幾個(gè)人臨時(shí)組合起來(lái)也能生產(chǎn)變頻柜，因此導(dǎo)致該產(chǎn)品遠(yuǎn)未達(dá)到國(guó)家低壓電控配電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和用戶(hù)的質(zhì)量要求，有的廠家甚至忽視變頻器對(duì)環(huán)境的特殊要求，將變頻器隨意安裝在柜內(nèi)任何角落，對(duì)支撐電器構(gòu)件與帶電母線(xiàn)安裝的**性也極不重視，給該設(shè)備的使用埋下了人身和設(shè)備的事故隱患。本文根據(jù)國(guó)產(chǎn)變頻器在國(guó)內(nèi)低電壓領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的一些情況，將該產(chǎn)品列為五大系列，并對(duì)該產(chǎn)品的生產(chǎn)與應(yīng)用提出一些建議，供有關(guān)管理部門(mén)和同行們參考。

1、變頻柜得分類(lèi)

1.1給水變頻柜：

1.1.1普通型給水變頻柜：

該產(chǎn)品可同時(shí)控制一臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)變頻供水和一臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)工頻補(bǔ)水，水泵電動(dòng)機(jī)功率在0.75KW至5.5KW之間。該產(chǎn)品得供水能力可滿(mǎn)足350戶(hù)以下低層住宅的居民用水，也可用于城鎮(zhèn)的洗浴中心供水系統(tǒng)以及小型水鍋爐的補(bǔ)水系統(tǒng)。

1.1.2專(zhuān)用型給水變頻柜：

該產(chǎn)品可分別實(shí)現(xiàn)四臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)變頻循環(huán)運(yùn)行、或一臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)變頻與六臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)工頻運(yùn)行、或兩臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)變頻循環(huán)運(yùn)行與四臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)的工頻運(yùn)行，或三臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)變頻循環(huán)運(yùn)行與兩臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)的工頻運(yùn)行等方式的控制，水泵電動(dòng)機(jī)功率在5.5KW至75KW之間。

1.2鍋爐變頻柜：

1.2.1鍋爐補(bǔ)水泵變頻柜：

1.2.1.1蒸汽鍋爐補(bǔ)水變頻柜：

該產(chǎn)品采用變頻器與差壓變送器組成得閉環(huán)系統(tǒng)控制蒸汽鍋爐的汽包連續(xù)均勻地補(bǔ)水，保障汽包補(bǔ)水量與蒸發(fā)量的平衡，不僅補(bǔ)水量調(diào)整精度提高和節(jié)省電能的消耗，而且能夠降低設(shè)備故障率、保障鍋爐**運(yùn)行與減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.2.1.2熱水鍋爐補(bǔ)水變頻柜：

該產(chǎn)品采用變頻器與壓力變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)控制熱水鍋爐的鍋筒連續(xù)均勻地補(bǔ)水，保障鍋筒補(bǔ)水量與失水量的平衡，不僅補(bǔ)水量調(diào)整精度提高和節(jié)省電能消耗，而且能夠降低設(shè)備故障率，保障鍋爐**運(yùn)行與減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.2.2鍋爐循環(huán)水泵變頻柜：

該產(chǎn)品在采用變頻器與溫差變送器或差壓變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)控制熱網(wǎng)的循環(huán)水泵熱水流量時(shí)，應(yīng)防止室外環(huán)境溫度升高而引起的熱網(wǎng)循環(huán)熱水流速過(guò)低的事故或防止熱負(fù)荷的前端與末端因室外環(huán)境溫度變化引起的采暖溫度不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題。

本文推薦應(yīng)用變頻器開(kāi)環(huán)控制熱網(wǎng)循環(huán)水泵的熱水流量，既可以滿(mǎn)足用戶(hù)采暖要求，又可以節(jié)約電能和保障熱網(wǎng)**運(yùn)行，使循環(huán)水泵合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
1.2.3鍋爐鼓風(fēng)機(jī)變頻柜：

該產(chǎn)品可采用變頻器與煙氣含氧量變送器組成的系統(tǒng)控制鍋爐的鼓風(fēng)量，保障爐膛內(nèi)的煙氣含氧量穩(wěn)定在燃煤燃燒的*佳值范圍。但是，含氧量變送器價(jià)格昂貴且壽命比較短，因此推薦由有經(jīng)驗(yàn)的司爐工觀察爐膛燃煤燃燒火焰狀態(tài)，應(yīng)用變頻器開(kāi)環(huán)控制鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，也能達(dá)到節(jié)電和節(jié)煤的雙重目的。

1.2.4鍋爐引風(fēng)機(jī)變頻柜：

該產(chǎn)品采用變頻器與復(fù)合微正負(fù)壓變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)控制鍋爐的引風(fēng)量，保障爐膛內(nèi)的微負(fù)壓值穩(wěn)定在一個(gè)*佳的整定值，不僅為燃煤燃燒達(dá)到*佳的風(fēng)煤比創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件，而且不使?fàn)t膛吸入過(guò)多的冷空氣和煙道排出過(guò)多的熱空氣而節(jié)省大量的能源，同時(shí)還避免了由于人工操作不當(dāng)和維護(hù)不及時(shí)而引起的設(shè)備與人身事故。

1.2.5鍋爐爐排變頻柜：

該產(chǎn)品采用變頻器開(kāi)環(huán)控制投入爐膛的進(jìn)煤量，并根據(jù)室外環(huán)境溫度變化手動(dòng)控制爐排電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以調(diào)整其輸煤量，保障進(jìn)入爐膛的煤量充分地滿(mǎn)足負(fù)荷的要求。

1.3.中央空調(diào)變頻柜：

1.3.1冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻柜：

該產(chǎn)品采用變頻器與溫度變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)控制冷卻塔的風(fēng)機(jī)風(fēng)量，根據(jù)冷卻塔降溫的冷卻水溫度與給定溫度相比較，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)電和延長(zhǎng)設(shè)備大修周期及使用壽命的目的。

1.3.2空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)變頻柜：

該產(chǎn)品采用變頻器與微差壓變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)控制送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，根據(jù)空調(diào)室內(nèi)所要求的設(shè)定壓力與空調(diào)室內(nèi)反饋壓力相比較實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使空調(diào)室內(nèi)風(fēng)壓保持一個(gè)*佳的正壓值，達(dá)到滿(mǎn)足空調(diào)室對(duì)風(fēng)量的要求和節(jié)約電能的目的。

1.3.3空調(diào)冷卻水泵變頻柜：

該產(chǎn)品采用變頻器與溫差變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)控制冷卻水泵的循環(huán)水量。溫差大，則冷卻水泵的轉(zhuǎn)速提高；反之溫差小，則冷卻水泵的轉(zhuǎn)速降低。

1.3.4空調(diào)冷凍水泵變頻柜：

該產(chǎn)品采用變頻器與溫度變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)控制冷凍水泵的循環(huán)水量。回水溫度高，則冷凍水泵的轉(zhuǎn)速提高；反之回水溫度低，則冷凍水泵轉(zhuǎn)速降低。

1.4污水處理變頻柜：

1.4.1污水泵變頻柜：

該產(chǎn)品采用變頻器與液位變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)控制污水泵轉(zhuǎn)速，保障污水池水位恒定，從而見(jiàn)效污水池容積、穩(wěn)定污水中的溶氧含量，延長(zhǎng)污水處理設(shè)備的使用壽命。

1.4.2曝氣機(jī)變頻柜：

該產(chǎn)品采用變頻器與溶氧變送器組成的閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，保障污水中溶氧量穩(wěn)定在*佳值范圍內(nèi)，有利于促進(jìn)微生物生長(zhǎng)活動(dòng)，使污染物質(zhì)迅速分解，從而達(dá)到降低污水處理成本成本的目的。

1.5工控系統(tǒng)變頻柜：

1.5.1生產(chǎn)工藝設(shè)備變頻柜：

該產(chǎn)品根據(jù)產(chǎn)品的工藝要求，對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)的單合設(shè)備進(jìn)行開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制有關(guān)的工藝參數(shù)，能夠改變傳統(tǒng)工況，改善工藝條件，達(dá)到上等高產(chǎn)的*佳效果。該產(chǎn)品多隨機(jī)安裝在工藝設(shè)備上。

1.5.2生產(chǎn)線(xiàn)工藝設(shè)備變頻柜：

該產(chǎn)品根據(jù)產(chǎn)品的工藝要求，對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)的多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制有關(guān)工藝參數(shù)，通過(guò)可編程序控制器、人機(jī)界面與多臺(tái)變頻器聯(lián)網(wǎng)，自動(dòng)或手動(dòng)改變生產(chǎn)線(xiàn)上的工藝參數(shù)和通過(guò)人機(jī)界面顯示有關(guān)數(shù)據(jù)。

2、變頻柜的應(yīng)用與問(wèn)題

2.1給水變頻柜：

該產(chǎn)品控制的給水方式具有占地面積小與投資少、節(jié)電節(jié)水、便于操作和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理等一系列優(yōu)點(diǎn)，深得廣大用戶(hù)認(rèn)可，新建和改建工程項(xiàng)目紛紛采用這種方式控制給水設(shè)備。在城鎮(zhèn)小區(qū)的居民樓給水系統(tǒng)中，采用普通型給水變頻柜比較適用；在城市居民集中給水區(qū)、工礦企業(yè)和大型賓館的洗浴服務(wù)中心的給水系統(tǒng)中，采用專(zhuān)用給水變頻柜比較適用。目前，國(guó)產(chǎn)變頻器技術(shù)已經(jīng)步入成熟階段，完全能夠勝任給水設(shè)備的工藝要求。推薦該設(shè)備控制的給水系統(tǒng)直接與自來(lái)水公司管網(wǎng)連接，通過(guò)國(guó)產(chǎn)的自動(dòng)補(bǔ)水氣裝置和流量調(diào)節(jié)器保護(hù)自來(lái)水管網(wǎng)不形成負(fù)壓，確保自來(lái)水管網(wǎng)穩(wěn)壓、**、節(jié)電和衛(wèi)生地向用戶(hù)給水。

2.2鍋爐變頻柜：

國(guó)家即將出臺(tái)限制性政策：“對(duì)新建和擴(kuò)建工程需要調(diào)速運(yùn)行的風(fēng)機(jī)和水泵，一律不準(zhǔn)采用擋板和閥門(mén)調(diào)節(jié)流量；對(duì)采用擋板和閥門(mén)調(diào)節(jié)流量的風(fēng)機(jī)和水泵要分期、分批和有步驟地進(jìn)行調(diào)速改造”。因此，該產(chǎn)品在鍋爐上的應(yīng)用正是積極相應(yīng)國(guó)家倡導(dǎo)建設(shè)節(jié)約型的環(huán)境友好社會(huì)的方針政策。尤其是北方地區(qū)的供暖企業(yè)，面對(duì)煤水電漲價(jià)、大氣排污收費(fèi)、設(shè)備陳舊和粗放型管理的嚴(yán)峻形式，更應(yīng)當(dāng)相應(yīng)國(guó)家號(hào)召，積極在在鍋爐上應(yīng)用該設(shè)備降低企業(yè)的運(yùn)行成本，而不應(yīng)當(dāng)選擇調(diào)整城市供熱收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的方式，來(lái)向市民多收費(fèi)以便達(dá)到多煤多污染環(huán)境的可悲目的。實(shí)際上，早在本世紀(jì)初，就已經(jīng)有超前意識(shí)的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)在本單位的鍋爐上應(yīng)用該產(chǎn)品，并且對(duì)多臺(tái)鍋爐應(yīng)用集散控制系統(tǒng)和變頻調(diào)速裝置相結(jié)合的一體化的控制方式，獲得了非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.3空調(diào)變頻柜：

目前，該產(chǎn)品的應(yīng)用已經(jīng)從工礦企業(yè)進(jìn)入了家庭領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)空調(diào)器幾乎全部采用專(zhuān)用變頻器自動(dòng)控制送風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)風(fēng)量。該產(chǎn)品在南方地區(qū)的工礦企業(yè)和賓館洗浴中心已經(jīng)廣泛應(yīng)用，并且取得了很多成功的經(jīng)驗(yàn)。在北方地區(qū)，如華北制藥總廠在冷卻塔的風(fēng)機(jī)上應(yīng)用該產(chǎn)品已達(dá)幾十臺(tái)，風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的*大功率為75KW。在嚴(yán)寒的冬季，還可以利用變頻器的內(nèi)置PLC功能，控制冷卻塔風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)速不結(jié)冰或短期低速定時(shí)倒轉(zhuǎn)消冰。在潔凈和無(wú)菌生產(chǎn)車(chē)間，應(yīng)用該產(chǎn)品不僅能夠節(jié)省大量的電能，而且還能夠根據(jù)空調(diào)室內(nèi)人流物流變化、門(mén)窗開(kāi)閉時(shí)間長(zhǎng)短和設(shè)備同時(shí)運(yùn)行臺(tái)數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，穩(wěn)定車(chē)間的空調(diào)溫度，緩解工人操作的疲勞強(qiáng)度。

2.4污水處理變頻柜：

在國(guó)外，該產(chǎn)品的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，國(guó)內(nèi)進(jìn)口的污水處理設(shè)備不僅在主機(jī)上應(yīng)用該產(chǎn)品，而且在輔機(jī)的污泥輸送機(jī)上也應(yīng)用該產(chǎn)品。

在國(guó)內(nèi)，卻比較少見(jiàn)到該產(chǎn)品的應(yīng)用報(bào)道，甚至一些即將竣工和正在施工的污水處理工程也沒(méi)有采用該產(chǎn)品，有些從事環(huán)保事業(yè)的技術(shù)負(fù)責(zé)人還不了解變頻器應(yīng)用在污水處理工程上的寂靜和社會(huì)意義。不過(guò)，隨著變頻器日漸廣泛和普及地應(yīng)用，這種現(xiàn)狀正在改變，如湖州市污水處理廠的原設(shè)計(jì)沒(méi)有采用該產(chǎn)品調(diào)節(jié)曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，在試運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)曝氣量太大，無(wú)法投入正常運(yùn)行，只好在原設(shè)備的基礎(chǔ)上，追加安裝了曝氣機(jī)變頻柜。
2.5工程系統(tǒng)變頻柜：

在20世紀(jì)80年代后期，國(guó)內(nèi)的一些大型企業(yè)，如石油、化工、機(jī)械和冶金等行業(yè)的企業(yè)開(kāi)始在生產(chǎn)線(xiàn)上應(yīng)用變頻器，產(chǎn)品清一色的時(shí)國(guó)外進(jìn)口，出現(xiàn)了一系列不適合國(guó)情的問(wèn)題，如技術(shù)資料、培訓(xùn)和售后服務(wù)工作不到位，導(dǎo)致于產(chǎn)品不規(guī)范安裝和操作，甚至從來(lái)都沒(méi)有對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行過(guò)維護(hù)和更換易損件，釀成大量變頻器過(guò)早地?fù)p壞，嚴(yán)重阻礙了該產(chǎn)品的應(yīng)用進(jìn)程。

在本世紀(jì)初，隨著國(guó)產(chǎn)變頻器的大量上市和進(jìn)口變頻器的國(guó)產(chǎn)化，這種狀態(tài)已經(jīng)有所改變。尤其是符合國(guó)情的高質(zhì)量國(guó)產(chǎn)變頻器的誕生與迅速推廣應(yīng)用，對(duì)國(guó)內(nèi)普及應(yīng)用該產(chǎn)品，不僅是一種強(qiáng)大的推動(dòng)力，而且將影響到國(guó)內(nèi)工礦企業(yè)傳統(tǒng)工礦的更新。

3、對(duì)于國(guó)產(chǎn)變頻柜的生產(chǎn)與應(yīng)用方面的建議

3.1國(guó)家有關(guān)部門(mén)的積極引導(dǎo)：

隨著國(guó)產(chǎn)變頻器時(shí)代的到來(lái)和進(jìn)口變頻器國(guó)產(chǎn)化，國(guó)家機(jī)械工業(yè)管理部門(mén)應(yīng)盡快對(duì)國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口變頻器的生產(chǎn)和應(yīng)用開(kāi)展調(diào)研工作，引導(dǎo)一批上檔次的大型電氣控制設(shè)備廠與符合國(guó)情的高質(zhì)量變頻器廠聯(lián)姻，相互促進(jìn)，共同開(kāi)發(fā)變頻柜市場(chǎng)，力爭(zhēng)在較短的時(shí)間內(nèi)，使國(guó)產(chǎn)變頻柜形成標(biāo)準(zhǔn)化的系列產(chǎn)品，并且積極創(chuàng)立國(guó)產(chǎn)變頻柜民族品牌。

3.2加大變頻調(diào)速技術(shù)的普及及宣傳力度：

目前，雖然國(guó)內(nèi)變頻器書(shū)籍已經(jīng)有不少版本發(fā)行，但是比較普及的初級(jí)教材還很少見(jiàn)，用戶(hù)對(duì)國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口變頻器的售后技術(shù)服務(wù)都有不同程度的不滿(mǎn)，尤其是一些現(xiàn)場(chǎng)的電工對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)還或多或少有些神秘感，非?？释麑W(xué)習(xí)變頻調(diào)速技術(shù)。在這種情況下，建議國(guó)家有關(guān)出版社、雜志社和變頻柜制造廠商，根據(jù)國(guó)內(nèi)變頻器的應(yīng)用現(xiàn)狀和一些典型工程案例、編輯出版一些通俗讀本、教材及科普文章，舉辦有關(guān)的講座和技術(shù)交流會(huì)，并且還應(yīng)當(dāng)報(bào)道一些國(guó)產(chǎn)變頻器的應(yīng)用情況，大力普及此項(xiàng)高新技術(shù)。

3.3頒發(fā)發(fā)展變頻調(diào)速技術(shù)的有關(guān)方針政策：

目前，國(guó)家雖然大力宣傳建設(shè)節(jié)約型和環(huán)境友好社會(huì)的科學(xué)發(fā)展觀，但是還有一些企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)只知道抓生產(chǎn)，卻不重視降低企業(yè)運(yùn)行成本，更不看重企業(yè)能源消耗也是成本的一個(gè)重要成分。因此國(guó)家省市能源和環(huán)保管理部門(mén)應(yīng)當(dāng)聯(lián)手抓緊時(shí)間協(xié)調(diào)和落實(shí)，盡快出臺(tái)有關(guān)變頻柜推廣應(yīng)用的文件，正確引導(dǎo)企業(yè)走出增產(chǎn)拼能源和原材料消耗的誤區(qū)，同時(shí)在報(bào)刊雜志上進(jìn)行轉(zhuǎn)載，讓更多的人了解變頻調(diào)速技術(shù)及其應(yīng)用的意義，以便利于基層工作人員開(kāi)展變頻調(diào)速技術(shù)推廣應(yīng)用工作時(shí)有所依據(jù)。

3.4組建國(guó)家變頻柜的龍頭企業(yè)：

目前，國(guó)內(nèi)已有進(jìn)口、國(guó)產(chǎn)變頻器廠家170余家和千余家代理商及二次開(kāi)發(fā)公司。其中國(guó)產(chǎn)變頻器廠家占半數(shù)以上，雖然國(guó)產(chǎn)變頻器技術(shù)已經(jīng)步入比較成熟時(shí)期，尤其是在中小容量的風(fēng)機(jī)和水泵上應(yīng)用，已經(jīng)得到用戶(hù)的普遍認(rèn)可，但是多數(shù)廠家的生產(chǎn)水平與國(guó)外差距較大、產(chǎn)品質(zhì)量欠佳和生產(chǎn)規(guī)模有限，導(dǎo)致人力、物力和資源的大分散，面對(duì)國(guó)外知名廠商進(jìn)軍國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的沖擊，民族產(chǎn)業(yè)處于勢(shì)單力薄的困境。

國(guó)家有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)推出積極有效的引導(dǎo)措施，制定相關(guān)政策，分裂組合、兼并、收購(gòu)和控股，建立具有競(jìng)爭(zhēng)力的中國(guó)特色的變頻器和變頻柜的生產(chǎn)基地和試驗(yàn)基地，開(kāi)創(chuàng)國(guó)產(chǎn)變頻調(diào)速技術(shù)的新時(shí)代。