工业自动化仪表节能方法探析

左关平

【摘 要】在信息化时代的到来的今天，网络技术、计算机技术、自动化仪表等高新技术的也随之快速发展，工业自动化仪表技术得到了更新，领域不断拓宽，能源节约也逐渐成为广泛关注的课题。节约能源关系国家经济健康发展的大局，也与企业自身发展息息相关。通过更新工业自动化仪表使用方法和技术，可有效节约能耗提高企业的经济效益。

【关键词】工业生产自动化仪表方法节能

工业自动化仪表的节能将会是传统工业节能措施的重要组成部分，因为仪表应用在工业生产的方方面面，它的能耗过大会给一个企业带来不小的压力。在石油化工过程中，由于仪表设备与流体的接触阻力和不恰当的仪表安装，每年会带来巨大的电力消费和能源消耗。因此，寻找新的节能方法来降低自动化仪表的能量消耗，是一个迫在眉睫且潜力巨大的课题。

1、自动化仪表的节能方法

自动化仪表的能耗主要体现在流体流动阻力对仪表造成的内部冲刷、仪表安装位置不正确导致的生产工艺不佳以及设备阀门换热效果不好造成的热量损失等方面，另外，造成仪表能耗过高的原因是多方面的，有时需要综合考虑多种因素的影响。针对以上几类造成仪表能量损失的原因，我们可以通过以下方法对自动化仪表进行改进和优化。

1.1把调整阀替换成交流变频调速装备

在生产石油的过程中，调整器依照一定的频率（PI，PID），从而满足控制离心泵出口的流量，同时也可以达到更改调节阀的开度流量掌控的目的。

可是，这种方案却也有着它的问题的。首先，因为它是变阻力元件，因此带有固定的能量耗损；其次，其经济性上也有缺口，泵出口旁通常放置一个阻拦阀，这个阻拦阀可以配合调节阀的运转，所以，在泵的选取上就要有一定余空，这样可以符合相应负荷改变的需求，然而这不经济的做法是不可行的。

近几年，在电子和计算机技术不断进步的影响下，高效节能的变频调速器也慢慢进步了世界的市场，高科技变频调速器可以形成既完善、又经济的变更回路，把原来那种调节泵的出口改换成如今的调控变频调速器。此方案的有三种：一，它是一种非接触、没有阻力的装置；二，因为控制泵的换速是通过变频调速器来掌控的，因此可以很方便的完成控制流量的目标；三，这种方案的作用是大面积无限制调速，这就使调节质量得到提升，省略了调节阀等一阶滞后步骤。

依照先前挑选机泵的原理和挑选调节阀上压降的原理，运用变频调速器来构成变更回路，这个方案最低可以使电能耗损减少三成，特别是对于那些先前选泵过盈量过大，或是生产为低负荷情况的，其节能效果更为明显。同时，这个方案也可以具备增加机泵运用时间的功效，是由于机泵是在一种相对较轻贺工况下工作的。即使选取应用这一变频调速器，为薄膜调整阀的三至四倍，每次的成本相对来说有些高，可是由于这一方法既是高效率的、又节省能源的，因此投资收回时间较短，大多数在一年里就可赚取投资本钱。

1.2使用压力损失较低的自动化仪表流

体在装置中形成死水區或漩涡区、流体黏度过大等因素会造成压力损失，压损会浪费巨大的能量，如果压损过大则会干扰整个生产系统的正常运行，因此，探索低压力损失的仪表显得十分必要。

低压损智能涡街流量计、笛形均速管流量计的快速发展打破了仪器仪表在使用过程中必出现大的压损的现象，进一步节约了能耗。尤其是作为技术前沿的旋涡流量计，有着其他传统流量计所不具备的优点：运行功耗极低，不需要随时更换电池，从而极大地节省了电力消耗；内部无机械传动构件，减小了机械摩擦，在降低功率的同时，更换和维修频率大大降低。总的来说，随着高新技术的进步，这些低压力损失的自动化仪表普遍具备良好的性能和极低的能耗，并且安装也相当方便，广泛应用于煤炭、钢铁、石油等高能耗行业，一定程度上带动了企业向低能耗方向的转型。

1.3减小仪表和流体间的阻力

流体在流动时，一方面会造成仪表器壁的摩擦，另一方面，当流体经过仪表或阀门时，速度、方向的突变会产生较大的液接阻力，这些阻力不但增加了能量浪费，而且如果阻力持续过大，也会对仪表性能产生不良影响，导致仪表的不稳与失灵。仪表与流体间的阻力引起的能耗在仪表的总能耗里占的比重是比较高的，因此，尽可能地减小流体与仪表的液接阻力，将是降低总能耗的关键点。针对自动化仪表液接阻力的产生原理，可以通过下述方法实现仪表的节能：

1）降低调节阀的阀组比。阀组比是调节阀全开时前后压差与系统总压差的比值，也叫压降比，在调节阀实际的使用过程中，必须使调节阀具有一定的压差，才能保证调节阀有一定的可调比。但是，由能耗与阀组比的关系可知，阀组比越大，其损失的能量就越高。依据此原理，可以在保证调节阀正常工作的前提下，适当减小其阀组比，可以有效降低机组和泵的用电量。这种方法已经逐步在工

业生产中应用，是一种比较绿色的节能方式。

2）适当扩大节流装置的直径比。节流装置是流量计中最为重要、也是用途最广泛的一个分支，它包括文丘里管、楔形流量计等，在工业中起着非常大的作用。由于流体存在一定的黏度，因此，流体通过节流装置时，其中的部分能量会在摩擦阻力和节流装置形成的漩涡中损耗，因此会产生一定的压力损失。由直径比与压力损失的关系可知，压力损失随着节流装置直径比的增加而减小，因此，可以在一定范围内尽量扩大节流设备的直径比从而降低压损，实现设备的节能。当然，其直径比也不可过大，否则会使得节流装置由于压力过大而损毁。

1.4合理布局调节阀的安装位置

把调节阀安装在换热器之前，调节阀自身存在的压损可以降低进入换热器的物料的压力，这样一来，换热器中的冷物料的汽化就可以在较低的温度下进行，换热器所需要的蒸汽用量大大减少，节能效果得以实现。

另外，仪表安装不合理会对整个生产装置的体系平衡、热量交换、物料分配等方面产生不利的影响，甚至导致危险事故的发生，因此，合理布局调节阀的安装位置，会使整个装置设备的空间得到充分的利用，在控制热量散失、减小物料浪费、保障系统安全等方面也起着重要作用。

2、结束语：

至今为止，自动化仪表节能的方式的中心是在使用先进技术、完善的工艺等层面，但把节能使用在仪表的应用过程中的方法却不是很多。事实上，在工业生产中，仪表也和节能是有着必然关系的。针对石油化工企业来说，为降低流体运输的阻力浪费，每年最低也会有五分之一的电力被浪费掉。

总的来说，在信息化的今天，网络技能、计算机技能、自动化仪表等高科技的也在迅速进步，工业自动化仪表技术也随之进行变换，区域不断扩大，能源节省也在慢慢的变成了倍受关注的主题。节省能源是和国家经济全面发展的局面息息相关的，也和企业本身的进步相互关联。在不断变更工业自动化仪表运用方式和技能的发展下，可有效节省能量提升企业的经济收入。

参考文献：

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