油脂工業(yè)是人們必需的食品工業(yè)之一，也是提供其它食品工業(yè)、日化工業(yè)、輕化工業(yè)等原料的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)（全國共有油脂廠3000余家）。能源成本約占油脂企業(yè)加工成本的40%，所以節(jié)能降耗始終是油脂企業(yè)發(fā)展的首要問題。變頻器是自動控制和節(jié)約電能的好裝置，尤其在風機、水泵上節(jié)電效果大多在30%～50%。 　　下面將對艾默生變頻器在油脂廠的應用情況進行介紹，以期對油脂企業(yè)節(jié)能降耗和工藝控制提供一些可資借鑒的內(nèi)容。 　　1 系統(tǒng)總體構(gòu)成 以往國內(nèi)大多數(shù)同類變頻控制系統(tǒng)中，多采用單一微機監(jiān)控方案或單一變頻器控制方案，這兩種方案都具有很大的局限性。在單一微機監(jiān)控方案中，微機要同時完成數(shù)據(jù)采集、閉環(huán)控制、圖形顯示、報表打印、數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)通訊等全部監(jiān)測任務，風險過于集中。一但微機系統(tǒng)出現(xiàn)任何故障，整個系統(tǒng)有可能立即全部癱瘓，而且，系統(tǒng)可維護性極差。采用單一變頻器的控制方案，雖然可以解決系統(tǒng)可靠性、可維護性方面的問題，但難以提供一個完善的人-機對話界面及數(shù)據(jù)分析和管理系統(tǒng)。這里介紹的系統(tǒng)則充分利用艾默生變頻器的網(wǎng)絡(luò)功能和PID 調(diào)節(jié)功能，采用微機/ 變頻器混合方案，把分布在各個車間內(nèi)的近30 臺變頻器，彼此間用RS485總線相連，并由上位機統(tǒng)一進行監(jiān)控。這樣，變頻器負責完成數(shù)據(jù)采集和實時控制功能，而上位機負責完成流程畫面顯示，變頻器各項運行參數(shù)的查詢、診斷及報警功能。這種先進的交流調(diào)速網(wǎng)絡(luò)，既實現(xiàn)了分散控制又體現(xiàn)了集中管理，具有運行可靠，易于維護的特點。 　　2 變頻器應用控制效果 　　2.1變頻器在油脂廠蒸汽鍋爐上的應用 　　某廠鍋爐車間有10t/d蒸汽爐2臺，由于用戶在選配風機和水泵時都根據(jù)工藝要求中出現(xiàn)的最大負荷來確定容量，所以普遍存在"大馬拉小車"的現(xiàn)象;而且鍋爐的引風機和鼓風機的風量是通過調(diào)節(jié)風門大小來實現(xiàn)的，造成了大量的電能的浪費;同時其給水泵采用調(diào)節(jié)閥節(jié)流控制，同樣有此弊病。變頻技術(shù)則利用風機和水泵的耗電量與轉(zhuǎn)速的立方成正比，降低轉(zhuǎn)速、大幅度降低其耗電量的原理來進行控制，這樣既滿足了工藝要求，又節(jié)約了大量電能, 見表1 所列。本次改造以其中一臺10t/d 爐為對象，對鍋爐爐排、鼓風機、引風機及水泵均進行了變頻控制，并利用變頻器實現(xiàn)了以下三方面的自動控制功能： （1）自動控制蒸汽壓力，變頻器采集蒸汽壓力傳感器測量值，利用內(nèi)置PI調(diào)節(jié)功能自動對鍋爐爐排和鼓風進行同步調(diào)節(jié)，以維持蒸汽壓力的穩(wěn)定; 　　（2）自動控制爐膛負壓，變頻器采集爐膛負壓傳感器測量值，利用內(nèi)置的PI調(diào)節(jié)功能自動對鍋爐引風機轉(zhuǎn)速進行控制，以維持爐膛負壓的穩(wěn)定; 　　（3）自動控制汽包液位，變頻器采集汽包液位傳感器測量值，利用內(nèi)置PI調(diào)節(jié)功能自動對鍋爐給水泵轉(zhuǎn)速進行控制，以維持汽包水位的穩(wěn)定。 　　實踐證明，系統(tǒng)一經(jīng)投運就收到了顯著的經(jīng)濟效益。首先是節(jié)能效益，從表1可以看到，應用變頻技術(shù)后，節(jié)能效果都在30%以上，尤其鍋爐鼓風節(jié)電效果高達52%。 　　其次是自動控制效益，本系統(tǒng)利用變頻器內(nèi)置的PI調(diào)節(jié)功能成功實現(xiàn)了三個方面的控制要求。 　　（1）控制爐膛負壓在規(guī)定的范圍內(nèi)。以往人工調(diào)節(jié)時，負壓忽大忽小難以掌握，而負壓過大則增加漏風損失和排煙損失，增加引風機電耗;負壓過小，則爐膛向外噴火，生產(chǎn)不安全且污染環(huán)境，采用變頻器閉環(huán)控制后，引風機的轉(zhuǎn)速自動跟蹤爐膛負壓的變化，控制精度可達到±5mm（水柱高）。 　　（2）控制蒸汽壓力在規(guī)定范圍內(nèi)。蒸汽壓力是控制系統(tǒng)的核心，蒸汽壓力波動過大，直接影響各用汽車間生產(chǎn)。采用變頻器閉環(huán)控制后，爐排和鼓風轉(zhuǎn)速自動跟蹤蒸汽壓力的變化，控制精度可達到±0.05MPa。 （3）控制汽包水位在中水位附近。水位直接影響蒸發(fā)效果和鍋爐安全，水位過高，蒸汽含水率大，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，水位過低，直接威脅鍋爐安全，采用變頻器閉環(huán)控制后，給水泵的轉(zhuǎn)速自動跟蹤汽包液位的變化，控制精度可達到±10mm（水柱高）。 　　該系統(tǒng)長期運行統(tǒng)計表明，相對過去日常操作水平，熱效率提高5%以上，一臺10t的蒸汽鍋爐，年運行300天，可節(jié)煤300多t，由于采用變頻調(diào)速技術(shù)，平均節(jié)電40%左右，不到一年即可收回全部投資。鍋爐安裝微機自控裝置后，提高了運行的可靠性和安全性。另外風煤同步調(diào)節(jié)，改善了燃燒條件，減少了煙塵排放量，減輕了環(huán)境污染，降低了司爐工的勞動強度，工作環(huán)境大為改觀，確保了蒸汽質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的合格率，使工廠效益顯著提高 　　2.2 變頻器在恒壓供水裝置上的應用 　　油脂工藝中需要用大量的循環(huán)水把蒸發(fā)系統(tǒng)中的溶劑氣體冷凝下來，以便回收再利用。其中循環(huán)水的用量與蒸發(fā)狀況有關(guān)，蒸發(fā)量大，需要冷凝的溶劑氣體就多，相應的循環(huán)水用量就大;蒸發(fā)量小，需要冷凝的溶劑氣體就少，相應的循環(huán)水用量就少。所以油脂廠的用水每時每刻都是隨著蒸發(fā)狀況而變化的，因此如果水泵的流量不加以控制的話，在用水量小時，泵口壓力增加，造成嚴重的能源浪費。 　　對7.5kW冷水泵進行了改造，通過安裝在管網(wǎng)出口處的壓力傳感器與變頻器一起構(gòu)成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，使變頻器根據(jù)管網(wǎng)壓力自動控制流量，保持壓力恒定，從而使供水泵在高效節(jié)能狀態(tài)下運行, 見表2。與通常氣壓給水設(shè)備比較，系統(tǒng)可節(jié)省占地面積80% 、節(jié)省投資40%、節(jié)電30%、節(jié)水10%以上。本系統(tǒng)投運后，由于供水量均衡，保證了冷凝效果，降低了溶劑消耗。 　　在油脂廠冷卻塔溫度控制系統(tǒng)中，需要檢測冷卻水水溫，通過變頻器自動控制冷卻風扇的轉(zhuǎn)速，達到工藝要求的溫度，對15kW的冷卻風扇進行了改造，同樣達到了節(jié)電30%的效果。 　　2.3 變頻器在蒸發(fā)工藝流量控制上的應用 　　在油脂廠蒸發(fā)工藝流量控制系統(tǒng)中，需要檢測混合油流量，通過變頻器自動控制混合油泵轉(zhuǎn)速，保持混合油流量在恒定值上，對5.5kW 的混合油泵進行了改造，代替了傳統(tǒng)的氣動調(diào)節(jié)閥并收到了較好效益。 　　（1）節(jié)電效果顯著、改造后平均節(jié)電40%左右; 　　（2）由于變頻器具有無級、無觸點調(diào)速，可頻繁啟動，功率因數(shù)大等優(yōu)點，使得電機的使用效率提高（8～9.6）%，也使得系統(tǒng)工藝參數(shù)控制精度高，效果比調(diào)節(jié)閥控制要好; 　　（3） 由于混合油泵在實際運行中，電機轉(zhuǎn)速將下降到40%～80%，轉(zhuǎn)速降低，泵的軸承機械磨損減少，機械密封耐用，泵的維護費用降低，設(shè)備無故障時間更長; 　　（4） 由于混合油介質(zhì)比較粘稠，且時常夾雜著少量豆粕末等雜物，所以傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥節(jié)流調(diào)節(jié)方式中，經(jīng)常出現(xiàn)堵塞等現(xiàn)象，尤其閥門在開度較小的情況下就更容易出現(xiàn)類似情況，而采用變頻器后，物流沿閥門全開，流量的大小由轉(zhuǎn)速來控制，不再出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。 　　（5）由于傳統(tǒng)氣動調(diào)節(jié)閥控制，需要干凈的氣源，空氣壓縮站等設(shè)備，所以無疑增加了維護工作量，而且調(diào)節(jié)閥需要定期調(diào)較，而采用變頻器后不需任何常規(guī)維護工作，維護量幾乎為零。 　　2.4 變頻器在浸出器配料裝置上的應用 　　油脂的浸出是在浸出器中完成的，進入浸出器的物料流量與溶劑流量應保持一定的比例關(guān)系，如果物料流量大，溶劑不滲透，浸出效果差，出油率就低;如果物料流量小，溶劑過剩，給蒸發(fā)工序帶來困難，并且浪費溶劑。在浸出器進料裝置上和溶劑泵上安裝變頻調(diào)速器后，就可以自動控制物料流量和溶劑流量，大大的提高了浸出效果和出油率，為企業(yè)帶來客觀經(jīng)濟效益。