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對(duì)于工業(yè)環(huán)境下的節(jié)約能源來說，一個(gè)重要的因素是要掌握關(guān)于運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的知識(shí)，以及設(shè)備的軸和滾軸運(yùn)行的怎么樣。即便工廠每天連續(xù)24小時(shí)開工，并不是每臺(tái)設(shè)備都連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。有些設(shè)備連續(xù)工作，例如空氣調(diào)節(jié)風(fēng)扇，其他設(shè)備間歇的運(yùn)行，有的按照固定的周期，有的在需要的時(shí)候啟動(dòng)。
絕對(duì)有必要了解設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)度，并且知道設(shè)備在一天之中的運(yùn)行時(shí)間段，這會(huì)為你保證工廠使用更少的電能提供需要的信息，尤其是對(duì)于需求高峰時(shí)間段，因?yàn)楦叻鍟r(shí)段的電費(fèi)會(huì)很貴。
將新設(shè)備的功率與現(xiàn)有系統(tǒng)相加是最簡(jiǎn)單的測(cè)量耗電量的方式，這樣可以監(jiān)控能源消耗。要精確測(cè)量使用的天然氣或其他石油化工燃料，則需要在管路系統(tǒng)中加裝測(cè)量?jī)x表，需要外裝設(shè)備以及很精細(xì)的工作，相比之下，電能測(cè)量裝置可以安裝在外部而且安裝成本相對(duì)較低且不需要切割或鉆孔等操作。斷開電網(wǎng)進(jìn)線并加入合適的電流感應(yīng)設(shè)備，將主電源連接到一個(gè)電壓監(jiān)控傳感器上，這項(xiàng)任務(wù)很簡(jiǎn)單且很快就完成了。
判斷能源是否被使用可以僅通過監(jiān)控所用電流來密切的測(cè)量，如果更精確的監(jiān)控電能消耗（同時(shí)測(cè)量電流和電壓，再考慮功率因數(shù)），如果進(jìn)行一下初步的測(cè)量會(huì)更加簡(jiǎn)單。例如，一種可以從電能消耗監(jiān)控中獲益的工藝是塑料注塑成型機(jī)，它是三班連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備。
有幾個(gè)獨(dú)立的部分會(huì)大量使用電能：螺旋鉆驅(qū)動(dòng)馬達(dá)（有時(shí)候是電動(dòng)的，不過通常為液壓驅(qū)動(dòng)），桶內(nèi)輔助熔化塑料小球的加熱器，以及將成品運(yùn)離設(shè)備的傳送帶。由于不同的塑料的熔點(diǎn)有高有低，因此桶內(nèi)的加熱器和噴嘴通過熱電偶或其他傳感裝置進(jìn)行控制和測(cè)量，消耗的電能也經(jīng)常因?yàn)槭褂玫墓虘B(tài)開關(guān)在每秒鐘或每個(gè)周期內(nèi)頻繁的啟停加熱單元而波動(dòng)。按照這種工藝，電能消耗會(huì)根據(jù)需要成型的材料不同、成品的大小以及優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品需要額外的加熱量的多少而變化。如果不連續(xù)監(jiān)控電能消耗，很難在一段時(shí)間內(nèi)估計(jì)出所使用的電能。（請(qǐng)見圖1。）
圖1：典型的塑料注塑成型機(jī)。圖片來源：NK科技
有些工廠可能決定只測(cè)量桶內(nèi)的加熱電能以及用來在料斗中裝載小球并保持它們干凈干燥的風(fēng)扇或吸塵器。其他一些工廠可能選擇監(jiān)控每臺(tái)成型機(jī)的能耗，還有一些別的工廠決定統(tǒng)一監(jiān)控一個(gè)工廠內(nèi)的所有成型機(jī)的能耗，覺得這樣會(huì)為維護(hù)、運(yùn)行排班或可能添加例如控制更加復(fù)雜的加熱器的設(shè)備、控制在設(shè)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的計(jì)時(shí)器或者風(fēng)扇或吸塵器的可變速電機(jī)制定決策提供有價(jià)值的信息。
關(guān)鍵是要啟動(dòng)能源節(jié)省計(jì)劃，他必須首先要清楚能源用到哪里了。
管理電機(jī)
在北美地區(qū)，電機(jī)使用了工業(yè)用電總能耗的60%左右，而照明則同樣占了商業(yè)總用電量的60%。與過去相比，降低光源能耗的開發(fā)和實(shí)施方面都有了巨大的進(jìn)步，尤其是LED燈和其他固態(tài)光源的出現(xiàn)。
盡管使用例如脈寬調(diào)制傳動(dòng)控制電機(jī)速度有了顯著改善，但是降低電機(jī)能耗方面的進(jìn)步仍然很小?？勺兯賯鲃?dòng)因?yàn)樘岣吡丝煽啃圆⒃谀孀兤鞯睦硐胩匦曰A(chǔ)上還降低了例如軸承惡化、電機(jī)過熱、諧波電流、震動(dòng)以及噪音過大等問題，在這種可變速傳動(dòng)技術(shù)被接納之前，風(fēng)扇或泵的輸出是通過部分氣流調(diào)節(jié)器或閥門來控制的。傳動(dòng)電機(jī)還是以基本速度在運(yùn)行，通過縮小尺寸的導(dǎo)管或管道送出的空氣或液體的量更少了。
節(jié)約能源且高度可靠的最佳結(jié)果是使用一個(gè)能夠與設(shè)計(jì)的調(diào)速電機(jī)相匹配的傳動(dòng)設(shè)備，而不是僅僅給現(xiàn)有電機(jī)增加一臺(tái)傳動(dòng)。將現(xiàn)有電機(jī)替換成具有最新高效能源模式的電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)能耗節(jié)省，但是要根據(jù)運(yùn)行的時(shí)間考慮并計(jì)算總的成本。
兩臺(tái)電機(jī)的購買價(jià)格差別很小，不過用一臺(tái)電機(jī)替換另一臺(tái)的人工勞動(dòng)才是最重要的。如果一臺(tái)電機(jī)能連續(xù)而不是間歇性的運(yùn)行，能源節(jié)省一定會(huì)做到最好。用電的成本為0.1美元/kWh，連續(xù)運(yùn)行一臺(tái)電機(jī)的成本為每天每馬力2美元。
對(duì)于一個(gè)100馬力的電機(jī)：每年的運(yùn)行費(fèi)用是70,000.00美元（每天2.00美元x350天x100馬力）。如果多花費(fèi)大概30%購置一臺(tái)高效電機(jī)，會(huì)將效率提高2.4%，年度費(fèi)用會(huì)減少1800.00美元。電機(jī)越大，用百分比描述的所獲得的效率越低。一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的5馬力的電機(jī)的效率可以達(dá)到84.0%（負(fù)載為75%時(shí)），而對(duì)于高效電機(jī)，其效率為88.2%。標(biāo)準(zhǔn)的50馬力的電機(jī)的效率可以達(dá)到91.6%， 而對(duì)于高效電機(jī)，其效率為93.9%。
然而，標(biāo)準(zhǔn)5馬力的電機(jī)每年耗電26,644 kWh，高效電機(jī)耗電25,374 kWh，總體節(jié)省4.76%。標(biāo)準(zhǔn)50馬力電機(jī)每年耗電244,211 kWh，高效電機(jī)耗電238,027 kWh， 總體節(jié)省2.53%。
使用相同的高效電機(jī)進(jìn)行全新安裝或者更換故障電機(jī)是明智的，但是在確定新設(shè)計(jì)能否工作（并達(dá)到預(yù)想的節(jié)省）之前，根據(jù)需要反復(fù)核對(duì)傳動(dòng)負(fù)載所需要的扭矩和速度。
找出什么是“正常的”
即便是一個(gè)每天完全運(yùn)轉(zhuǎn)的工廠也可以通過測(cè)量任何使用電力進(jìn)行生產(chǎn)的設(shè)施的電流或功率來找到節(jié)能的機(jī)會(huì)。一旦確立了“正常的”能耗水平，當(dāng)機(jī)器的旋轉(zhuǎn)部分開始磨損時(shí)，所用的能耗會(huì)增加。增加的能耗會(huì)提醒人們定期檢查軸承和潤(rùn)滑情況。
作為生產(chǎn)中的一個(gè)額外受益，如果電流比“正常”值低（實(shí)際上會(huì)減少能源使用），其他的主要問題會(huì)立即得到緩解。打開泵出口或者阻塞的泵入口（或者其他讓泵停轉(zhuǎn)的狀況）會(huì)導(dǎo)致很多小時(shí)的停機(jī)。
全面查看電機(jī)的清單也可以幫助找到能源過度消耗的地方。將正常運(yùn)行需要消耗的電流或功率與電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，通?？梢钥闯瞿男╇姍C(jī)過大。有些情況下，可能是因?yàn)槿必浕蛘邥r(shí)間緊迫，會(huì)用30馬力的電機(jī)替換25馬力的電機(jī)，而原來的25馬力電機(jī)所帶動(dòng)的負(fù)載僅僅需要17馬力就夠了。最終的結(jié)果是：一個(gè)需要12.682 kW的負(fù)載由一臺(tái)容量為22.38 kW的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
盡管系統(tǒng)運(yùn)行中從來沒有過載或過熱情況，但是對(duì)絞會(huì)使用更多的電能，使用過大傳動(dòng)電機(jī)的一個(gè)結(jié)果就是因?yàn)楣β室驍?shù)不良而被電力部門罰款。最好的設(shè)計(jì)是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)電機(jī)的負(fù)載為銘牌額定值的75%到80%。對(duì)于周期性負(fù)載，比較明智的做法是采用的電機(jī)具有處理最壞負(fù)載情況的能力。
采用手持式儀表或者電力監(jiān)控設(shè)備連續(xù)測(cè)量供電電壓，如果有任何不平衡超過1%的（（平均電壓-最大電壓波動(dòng)值）/平均電壓x100）情況就應(yīng)該引起注意。
計(jì)算節(jié)省
假設(shè)460Vac 100馬力的電機(jī)滿負(fù)載運(yùn)行8,000小時(shí)/每年（小時(shí)/年），電壓不平衡為2.5%。這會(huì)導(dǎo)致電機(jī)效率從94.4%（1%的不平衡）降到93.0%。如果電價(jià)為0.08美元/kWh，每年的耗電量和費(fèi)用節(jié)省經(jīng)過糾正措施以后是：
每年耗電量：
100馬力x 0.746 kW/馬力 x 8,000小時(shí)/年 x (100/93 – 100/94.4) = 9,517 kWh
每年可能的費(fèi)用節(jié)?。?/strong>
9,517 kWh x 0.08 美元/kWh = 760 美元
再次強(qiáng)調(diào)，如果沒有意識(shí)到這些狀況的存在，不需要采取行動(dòng)。經(jīng)常會(huì)被忽視的一個(gè)原因是一個(gè)相位對(duì)地發(fā)生漏電流。增加一個(gè)接地故障檢測(cè)器或接地故障傳感器有助于這個(gè)問題的解決。
當(dāng)你測(cè)量、對(duì)比和發(fā)現(xiàn)你的生產(chǎn)工藝中存在能源“吸血鬼”部分時(shí)，你可以發(fā)現(xiàn)能耗減少并且可靠性提高。
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