臺州某塑料制品廠有80多臺注塑機,主要生產(chǎn)日用塑料制品。廠長陳老板是個精明的生意人,對成本控制特別敏感。他說:“我們這電費一度一塊多,一個月電費就要幾十萬。只要能省下一點,都是純利潤?!?/p>

三年前,陳老板開始關(guān)注注塑機加熱系統(tǒng)的節(jié)能改造。原來每臺機的料筒加熱都用接觸器控制,溫度到了就斷電,溫度低了又通電。這種方式簡單,但不精確,溫度波動大,而且接觸器頻繁通斷,本身也耗電。

陳老板的設備科長向他推薦了固態(tài)繼電器改造方案。設備科長解釋說:“固態(tài)繼電器可以連續(xù)調(diào)節(jié)加熱功率,不像接觸器那樣只能全開或全關(guān)。溫度接近設定值時,它會自動減小功率,不會沖過頭。這樣溫度穩(wěn)定,加熱時間短,自然就省電了?!?/p>

陳老板決定先試5臺機。改造很簡單,就是把原來的接觸器換成固特調(diào)功型固態(tài)繼電器,控制線路基本不用動。工人培訓一下就會用了。

試用一個月后,數(shù)據(jù)出來了:這5臺機的加熱電耗平均降低了18%。陳老板算了一筆賬:全廠80臺機,一年能省電費30多萬元。改造投資半年就能收回。

更重要的是,溫度控制精度從原來的±5℃提高到±1℃,產(chǎn)品質(zhì)量也穩(wěn)定了。陳老板說:“客戶退貨少了,這也是錢啊。”

現(xiàn)在,全廠的注塑機都完成了改造。陳老板說:“這個改造太值了,省電、提質(zhì)、還省心,一舉三得。”

空壓機變頻調(diào)速的配套改造

空壓站是工廠的公共動力設施,一般有多臺空壓機組成??諌簷C的能耗占工廠總電耗的10%-30%,是節(jié)能改造的重點。

江蘇無錫一家機械制造廠的空壓站有4臺空壓機,總功率300千瓦。原來用人工控制,壓力波動大,有時壓力高了空壓機還空轉(zhuǎn),浪費電。

設備科長老李決定進行變頻改造。但變頻器裝好后,又遇到了新問題:變頻器輸出的電源需要根據(jù)壓力自動切換給哪臺空壓機使用。

老李說:“這個切換是關(guān)鍵。原來考慮用接觸器切換,但接觸器動作慢,而且觸點容易磨損,頻繁切換壽命更短。”

后來他們選用了固特大功率固態(tài)繼電器作為切換元件。老李解釋說:“固態(tài)繼電器沒有觸點,不怕頻繁切換。而且響應快,可以在毫秒級完成切換,空壓機幾乎感覺不到波動?!?/p>

改造后,空壓站實現(xiàn)了自動控制:壓力傳感器實時監(jiān)測管網(wǎng)壓力,變頻器根據(jù)壓力自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,固態(tài)繼電器自動切換變頻器輸出到*合適的那臺空壓機。

老李說:“現(xiàn)在壓力穩(wěn)定在±0.02MPa,比以前好多了。*關(guān)鍵的是空壓機不會空轉(zhuǎn)了,電費降了25%。一年省下的電費就夠改造投資了?!?/p>

工業(yè)烤箱的溫控升級

工業(yè)烤箱廣泛應用于電子、化工、食品等行業(yè),用于干燥、固化、老化等工藝。烤箱的溫控精度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量,也影響能耗。

廣東東莞一家電子廠的元器件老化車間,有30臺老化烤箱,每天24小時運行。原來每臺烤箱都用接觸器控制加熱管,溫度波動大,而且接觸器頻繁開關(guān),噪音大,還費電。

設備主管小陳說:“我們這烤箱一年到頭不停,電費是個大數(shù)。而且溫度波動大,老化效果不穩(wěn)定,有時產(chǎn)品測出來數(shù)據(jù)不一致?!?/p>

他們在一臺烤箱上做了改造試驗:保留原來的溫控儀,但把接觸器換成固特調(diào)功型固態(tài)繼電器。小陳說:“改造后,溫度波動從±3℃縮小到±1℃,老化效果穩(wěn)定多了?!?/p>

更重要的是節(jié)能效果。小陳說:“調(diào)功控制避免了頻繁通斷,加熱器壽命也長了。這臺改造過的烤箱,電費比原來省了15%?!?/p>

試驗成功后,他們陸續(xù)改造了所有烤箱。小陳說:“30臺烤箱一年省下的電費,夠我們廠里發(fā)一個月工資了?!?/p>

電爐的智能溫控改造

熱處理電爐是金屬加工中的重要設備,也是耗電大戶。一些老式電爐還是人工控制,工人看著溫度表手動調(diào)節(jié)電壓,既累又不準,還費電。

湖南株洲一家硬質(zhì)合金廠,有幾臺老式真空燒結(jié)爐,用于生產(chǎn)硬質(zhì)合金刀具。這種爐子溫度高、耗電大,而且對溫控精度要求*高。

設備科長老劉說:“我們生產(chǎn)的刀具,燒結(jié)溫度差幾度,硬度就不一樣。原來靠工人手動調(diào)壓,溫度波動大,質(zhì)量不穩(wěn)定,廢品率高?!?/p>

他們決定進行自動化改造,用智能溫控儀加固態(tài)繼電器代替人工操作。老劉說:“選固態(tài)繼電器是因為它可以連續(xù)調(diào)節(jié)功率,不像接觸器那樣只能開或關(guān)。這樣溫度控制更平滑,不會沖過頭?!?/p>

改造后,爐溫穩(wěn)定在設定值±1℃以內(nèi),比以前的人工控制精確多了。老劉說:“產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定了,廢品率從8%降到2%。而且省電20%,一年省下的電費就夠改造投資了?!?/p>

干燥設備的節(jié)能改造

干燥是很多工業(yè)生產(chǎn)中能耗*大的環(huán)節(jié)之一。無論是糧食烘干、木材干燥,還是化工原料干燥,都需要消耗大量熱能。

黑龍江一家糧食加工企業(yè),有大型糧食烘干塔,日處理能力500噸。原來用燃煤熱風爐,熱效率低,污染大,而且溫度控制不精確,糧食容易烘過頭。

廠長老王決定進行節(jié)能改造,改用生物質(zhì)熱風爐,并加裝自動溫控系統(tǒng)。自動溫控系統(tǒng)的核心就是固態(tài)繼電器。

設備科長解釋說:“烘干塔有多個溫區(qū),每個溫區(qū)需要獨立控制。固態(tài)繼電器可以根據(jù)溫度信號連續(xù)調(diào)節(jié)熱風閥的開度,讓每個溫區(qū)都保持在**溫度?!?/p>

改造后,烘干效果大大改善。老王說:“糧食水分均勻多了,再沒有烘過頭的。而且生物質(zhì)比燃煤便宜,加上精確控制減少浪費,一年省下的燃料費就有幾十萬。”

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恒溫恒濕實驗室的節(jié)能運行

很多企業(yè)有恒溫恒濕實驗室,用于產(chǎn)品測試、材料老化等。這些實驗室需要24小時運行,能耗很大。

江蘇蘇州一家電子材料企業(yè),有一個200平方米的恒溫恒濕實驗室,常年保持在23℃、55%RH。原來用普通的空調(diào)和除濕機控制,壓縮機頻繁啟停,不僅能耗大,而且溫濕度波動也大。

設備主管小張說:“我們算過,這個實驗室一年的電費要十幾萬。而且溫濕度波動大,測試數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,客戶有意見?!?/p>

他們決定對實驗室的空調(diào)系統(tǒng)進行改造,采用變頻技術(shù),用固態(tài)繼電器作為控制元件。小張解釋說:“變頻壓縮機可以連續(xù)調(diào)節(jié)制冷量,不像普通壓縮機那樣只能開或關(guān)。固態(tài)繼電器的作用是精確控制變頻器的輸出?!?/p>

改造后,溫濕度波動從原來的±2℃、±10%RH縮小到±0.5℃、±3%RH,測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定多了。電費也降了30%,一年省下四五萬。

小張說:“這個改造很值,既提高了測試質(zhì)量,又省了電費,兩年就能收回投資。”

工業(yè)窯爐的節(jié)能升級

陶瓷、耐火材料等行業(yè)都需要各種工業(yè)窯爐,窯爐能耗占生產(chǎn)成本的比例很高。

廣東佛山一家陶瓷企業(yè),有兩條瓷磚燒成窯,每條長200米,年產(chǎn)瓷磚上千萬平方米。窯爐能耗占生產(chǎn)成本的30%以上,是成本控制的重點。

設備科長老陳說:“我們這窯爐燒的是天然氣,一天就要燒掉好幾萬。只要節(jié)能一個百分點,一年就是幾十萬?!?/p>

他們對窯爐的溫控系統(tǒng)進行了升級,用固態(tài)繼電器替代了原來的接觸器。老陳解釋說:“原來用接觸器控制燒嘴,只能一級一級調(diào),溫度波動大。用固態(tài)繼電器可以連續(xù)調(diào)節(jié)燃氣閥開度,溫度穩(wěn)定多了,不會沖過頭?!?/p>

升級后,窯爐溫度波動從±10℃縮小到±3℃,不僅產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定,天然氣消耗也降低了8%。老陳說:“一年省下的天然氣費,夠買一輛好車了?!?/p>

中央空調(diào)的節(jié)能運行

大型工廠的中央空調(diào)系統(tǒng),能耗往往排在*二位,僅次于生產(chǎn)設備。

浙江寧波一家汽車零部件廠,廠房面積5萬平方米,中央空調(diào)每年要用掉上百萬度電。設備經(jīng)理老周一直在想辦法節(jié)能。

他們了解到,空調(diào)系統(tǒng)*大的浪費是冷量過?!鳈C不管實際需要多少冷量,都滿負荷運行,浪費嚴重。如果能讓主機根據(jù)實際需要調(diào)節(jié),就能省不少電。

改造方案是加裝一套自動控制系統(tǒng),根據(jù)回水溫度自動調(diào)節(jié)主機運行狀態(tài)。控制系統(tǒng)的關(guān)鍵元件就是固態(tài)繼電器。

老周說:“固態(tài)繼電器的作用是根據(jù)PLC的指令,自動切換主機的加載和卸載。因為沒有觸點,可以頻繁切換,不像接觸器那樣容易壞?!?/p>

改造后,空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)實際需要自動調(diào)節(jié),避免了冷量過剩。一個夏季下來,空調(diào)節(jié)電25%。老周說:“一年省下二三十萬電費,改造投資一年就收回了?!?/p>

水泵的變頻改造

水泵是工業(yè)上*常見的設備之一,從供水、循環(huán)到排水,到處都有它的身影。水泵的能耗也很大,特別是那些常年運行的水泵。

山東一家化工廠的循環(huán)水系統(tǒng),有4臺大功率水泵,每臺功率200千瓦,常年運行。原來用閥門調(diào)節(jié)流量,很多能量都浪費在閥門上了。

設備科長老吳決定進行變頻改造,讓水泵根據(jù)實際需要自動調(diào)速。變頻器裝好后,需要加裝切換裝置,以便在一臺變頻器故障時能快速切換到工頻運行。

這個切換裝置要求動作快、可靠。老吳選用了固特大功率固態(tài)繼電器。他說:“固態(tài)繼電器沒有觸點,不怕大電流沖擊。而且響應快,可以在毫秒級完成切換,水泵幾乎感覺不到波動?!?/p>

改造后,水泵可以根據(jù)需要自動調(diào)速,閥門全開,不再浪費能量。電費降了30%,一年省下上百萬。老吳說:“這個改造太值了,兩年就收回了投資。”

電鍍電源的節(jié)能升級

電鍍生產(chǎn)中,電源的效率和精度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和能耗。

江蘇一家電鍍廠,有幾十臺整流器,用于鍍鋅、鍍鎳等工藝。原來用的是普通可控硅整流器,效率低,功率因數(shù)也低,還產(chǎn)生大量諧波。

設備科長小陳說:“我們這電鍍一天到晚不停,電費是個大數(shù)。而且老整流器效率低,好多電都變成熱量散掉了,夏天還要額外花電費來降溫。”

他們決定逐步更換高效開關(guān)電源。新電源內(nèi)部用了大量固態(tài)繼電器,用于控制輸出和保護。小陳說:“固態(tài)繼電器響應快,可以在微秒級時間內(nèi)保護電源,防止短路損壞?!?/p>

換上新電源后,電鍍效率提高了,電費降了20%。小陳說:“新電源發(fā)熱少,夏天車間溫度也降了,工人都說舒服多了?!?/p>

照明系統(tǒng)的節(jié)能改造

工廠照明雖然單個功率不大,但數(shù)量多、時間長,累計起來能耗也很可觀。

四川成都一家機械加工廠,廠房面積2萬平方米,有上千盞工礦燈,每天照明十幾個小時。原來用的是普通金鹵燈,功率大,壽命短,照明效果也不好。

廠長老張決定進行LED改造,全部換成LED工礦燈。但LED燈需要直流驅(qū)動,而且需要根據(jù)自然光線自動調(diào)節(jié)亮度,才能*大程度節(jié)能。

他們選用了帶調(diào)光功能的LED驅(qū)動電源,并用固態(tài)繼電器實現(xiàn)自動調(diào)光。老張解釋說:“固態(tài)繼電器可以根據(jù)光控信號,自動調(diào)節(jié)LED燈的亮度??看暗牡胤桨滋炜梢哉{(diào)暗,里面保持*亮,這樣*省電?!?/p>

改造后,照明電費降了60%。老張說:“一年省下的電費,兩年就能收回改造投資。而且LED燈壽命長,好幾年不用換,維護成本也省了?!?/p>

電機的軟啟動節(jié)能

大功率電機啟動時,電流很大,不僅沖擊電網(wǎng),也消耗大量電能。軟啟動可以減小啟動電流,既保護設備,又節(jié)省電能。

河南鄭州一家水泥廠,有幾臺大功率風機,每臺功率500千瓦。原來用直接啟動,啟動電流是額定電流的五六倍,電網(wǎng)電壓都跟著波動。

設備科長老李說:“每次啟動那幾秒鐘,電表轉(zhuǎn)得飛快,看著都心疼。而且大電流對電機和電網(wǎng)都是沖擊?!?/p>

他們加裝了軟啟動器,并用固態(tài)繼電器作為旁路開關(guān)。老李解釋說:“軟啟動器讓電機慢慢加速,啟動電流只有額定電流的兩三倍。等電機啟動完成,再用固態(tài)繼電器切換到主電源,這樣*節(jié)能?!?/p>

改造后,啟動電流小了,電費省了,設備壽命也長了。老李說:“雖然軟啟動器不便宜,但幾年下來省的電費和維修費,足夠回本了?!?/p>

總結(jié)

這些節(jié)能案例表明,固態(tài)繼電器雖然個頭不大,但在節(jié)能降耗方面的作用卻不小。它通過精確控制,減少能量浪費;通過優(yōu)化運行,提高設備效率;通過快速切換,減少沖擊損耗。在當前雙碳目標的大背景下,這種“隱形**”的價值越來越凸顯。固特電氣將繼續(xù)開發(fā)更多高效節(jié)能的固態(tài)繼電器產(chǎn)品,助力各行各業(yè)實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。