密度纖維板是利用小徑材、次材、枝椏材及木材加工剩余物、甘蔗渣等經(jīng)過膠粘熱壓而成為家具、建筑、裝飾的板材。由于近年來受國家政策保護(hù)及市場前景看好的影響，我國的中纖板、高纖板、硬質(zhì)板生產(chǎn)發(fā)展很快，僅廣西就有梧州興業(yè)、崇左、柳州、昭平、欽廉林場等中纖板廠等20多家企業(yè)。年產(chǎn)值達(dá)100萬萬立方米左右。我國板機(jī)生產(chǎn)有上海人造板機(jī)器廠有限公司、沈重機(jī)械集團(tuán)公司、西北板機(jī)廠等近80家企業(yè)。專家近期預(yù)測我國人 造板業(yè)在未來的３～５年間仍將是一個(gè)發(fā)展高峰。 本次改造的企業(yè)為柳州某中纖板廠，使用設(shè)備為上海人造板機(jī)器廠生產(chǎn)的年產(chǎn)50000m3MDF生產(chǎn)線（日產(chǎn)中密度纖維板：180 m3）。該廠生產(chǎn)的產(chǎn)品是：中密度纖維板；成品規(guī)格：2440×1220 mm；厚度： 6～22 mm；產(chǎn)品容重：680～880 kg/ m3。本期改造容量1500kw。項(xiàng)目性質(zhì)：投資方投資，合同規(guī)定5年中從節(jié)電款中按比例提取。 一、生產(chǎn)工藝 中纖板生產(chǎn)工藝是一個(gè)很成熟的工藝，其大多生產(chǎn)廠都按該工藝生產(chǎn)。將原料從料倉取出，放在上料運(yùn)輸臺(tái)上——金屬探測器——皮帶運(yùn)輸機(jī)——原料送入削片機(jī)——切削成合格木片——削好的木片經(jīng)下料斗——皮帶運(yùn)輸機(jī)——三層木片篩——皮帶運(yùn)輸機(jī)——定量料倉儲(chǔ)存——螺旋出料器-——皮帶運(yùn)輸機(jī)——斗式提升機(jī)——熱磨房頂部——皮帶運(yùn)輸機(jī)——除鐵器——正反轉(zhuǎn)皮帶運(yùn)輸機(jī)——熱磨預(yù)熱料倉——熱磨預(yù)熱——振動(dòng)出料器——熱磨機(jī)進(jìn)料螺旋——形成木塞——立式預(yù)熱缸——撥料器——螺旋運(yùn)輸機(jī)——磨盤——噴石蠟——磨成纖維——排料閥——噴膠裝置——干燥機(jī)——風(fēng)送系統(tǒng)——纖維料倉——?dú)饬鲾[動(dòng)式成型機(jī)——曲拆管——擺嘴——特殊編織的成型帶——掃平輥——預(yù)壓機(jī)——縱切——橫截——成單張板坯——裝板機(jī)——多層熱壓機(jī)——卸板機(jī)——涼板機(jī)——縱切——橫截——中間庫存放——將砂板用叉車放在輥臺(tái)——送入液壓升降臺(tái)——推板器——砂光機(jī)進(jìn)料輥臺(tái)——六頭定厚寬帶砂光機(jī)——毛邊板砂去預(yù)固化層——達(dá)到要求的厚度及光潔表面——出板運(yùn)輸機(jī)——成品板送至液壓升降臺(tái)上堆放——堆置到一定高度——叉車取走——成品板檢驗(yàn)——分等——打包入庫 下圖是該工藝的流程圖 關(guān)鍵設(shè)備是多層熱壓機(jī)外形尺寸：6200×8400×15910mm; 壓機(jī)地面以上高度：9260mm 重量:430000kg 層數(shù): 12層 二、改造方案概述 改造方案的目的——提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗，改善工作環(huán)境。 改造方案——該項(xiàng)目生產(chǎn)線設(shè)備裝機(jī)總?cè)萘考s4500kw；鍋爐工程設(shè)備裝機(jī)總?cè)萘考s500kw。用氣量約24t/h。年耗電量約1420*104kwh。本次改造選取了約1500kw的節(jié)能效果較明顯的負(fù)載作為投資項(xiàng)目，進(jìn)行改造。其中油泵6臺(tái)、300kw；采用PLC控制。熱油循環(huán)泵6臺(tái)、150kw；采用油溫信號(hào)用PI7000的PID調(diào)節(jié)、控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。其余為傳送風(fēng)機(jī)、鍋爐引風(fēng)風(fēng)機(jī)等，采用控制盒直接由操作人員控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 方案實(shí)施——根據(jù)實(shí)際情況在每臺(tái)電機(jī)控制柜附近安裝變頻器及新控制柜。操作盒安裝在控制臺(tái)上，以便工作人員操作。在每組系統(tǒng)前安裝電表及計(jì)時(shí)器，以便檢測用電量和工作時(shí)間。 三、可行性分析 生產(chǎn)過程所需的各種物理量，如氣壓、溫度、油壓、鍋爐燃燒所需要的風(fēng)量，都在隨生產(chǎn)過程的變化而變化，保持一些物理量的恒定，或使一些物理量按生產(chǎn)過程的需要而變化，就成了電控系統(tǒng)的最終目標(biāo)。為了達(dá)到這一目標(biāo)，空壓機(jī)、油泵、水泵、抽風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)配備的電機(jī)功率都是按生產(chǎn)過程最大的需求量而配置的，這就存在一種匹配的功率與生產(chǎn)過程實(shí)際需要的功率不對應(yīng)的矛盾，當(dāng)生產(chǎn)過程需要某種物理量大時(shí)，電機(jī)的最大配置剛好匹配，而當(dāng)生產(chǎn)過程需要某種物理量小時(shí)，電機(jī)的最大配置就是一種浪費(fèi)，但這種浪費(fèi)又是不可避免的，隨著變頻技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展，避免這種浪費(fèi)已成為可能，即電機(jī)的功率隨生產(chǎn)現(xiàn)場物理量的變化而變化，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速使其軸輸出功率隨生產(chǎn)現(xiàn)場物理量的變化而變化，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 3.3 空壓機(jī)的運(yùn)行特性 空氣壓縮機(jī)是利用電能將空氣壓縮，使之做為一種動(dòng)力源的設(shè)備，作為動(dòng)力源的壓縮空氣通常都有一個(gè)相對穩(wěn)定的壓力，這樣才能使壓縮空氣作為一種穩(wěn)定動(dòng)力源來推動(dòng)氣動(dòng)設(shè)備。壓縮空氣系統(tǒng)有著穩(wěn)定、靜音、無火花、無現(xiàn)場污染等特性，受到很多行業(yè)的歡迎。 目前國內(nèi)常見的有活塞式空壓機(jī)、鏍桿式空壓機(jī)、離心式空壓機(jī)。不論工作方式如何，空壓機(jī)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)氣量是一定的，而實(shí)際的用氣量則隨著生產(chǎn)的變化而變化。為克服這種供需矛盾，適應(yīng)生產(chǎn)的需要，傳統(tǒng)的空壓機(jī)都是采用兩點(diǎn)式控制（大中型為上、下限壓力控制）或啟停式控制（小型空壓機(jī)） 當(dāng)壓縮氣缸內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值上限值時(shí)，大中型空壓機(jī)是通過本身的氣壓或油壓關(guān)閉進(jìn)氣閥，進(jìn)入無空氣壓縮的空載運(yùn)行狀態(tài)，小型空壓機(jī)則停機(jī)，當(dāng)壓力下降到設(shè)定值的下限時(shí)，大中型空壓機(jī)則打開進(jìn)氣閥，進(jìn)入壓縮空氣運(yùn)行狀態(tài)，小型空壓機(jī)則重新啟動(dòng)當(dāng)壓縮氣缸內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值上限值時(shí)，大中型空壓機(jī)是通過本身的氣壓或油壓關(guān)閉進(jìn)氣閥，進(jìn)入無空氣壓縮的空載運(yùn)行狀態(tài)，小型空壓機(jī)則停機(jī)，當(dāng)壓力下降到設(shè)定值的下限時(shí)，大中型空壓機(jī)則打開進(jìn)氣閥，進(jìn)入壓縮空氣運(yùn)行狀態(tài)，小型空壓機(jī)則重新啟動(dòng)。 如上圖示，正常工作情況下，空氣從過濾器按箭頭所指方向由一級(jí)壓縮到緩沖缸如上圖示，正常工作情況下，空氣從過濾器按箭頭所指方向由一級(jí)壓縮到緩沖缸到二級(jí)壓縮（對于一級(jí)壓縮的壓縮機(jī)不存在），再到冷凝器被壓縮到儲(chǔ)氣罐中，空壓機(jī)各點(diǎn)檢測（包括壓縮空氣溫度、壓力、鏍桿溫度、冷卻水壓力，溫度和油壓、油溫等）的信號(hào)均送到主機(jī)電腦進(jìn)行處理，當(dāng)空壓機(jī)出口壓力達(dá)到設(shè)定值的上限時(shí)，通過油壓分路器閥關(guān)閉進(jìn)氣閥，同時(shí)打開內(nèi)循環(huán)管路，作自循環(huán)運(yùn)行，此時(shí)用氣單位繼續(xù)用氣，當(dāng)壓力下降到設(shè)定值的下限時(shí)，油壓分路閥關(guān)閉循環(huán)管路，打開進(jìn)氣閥，空氣由經(jīng)過濾器經(jīng)一級(jí)壓縮，緩沖缸、二級(jí)壓縮、冷凝器壓縮到儲(chǔ)氣罐中。 空壓機(jī)傳統(tǒng)的起動(dòng)方式（Y-△、自藕降壓等）和在加載卸載時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流對電網(wǎng)供配電設(shè)備及鏍桿都會(huì)造成很大的沖擊，且電能浪費(fèi)嚴(yán)重。 空壓機(jī)的電動(dòng)機(jī)無論是在帶負(fù)荷，還是空載，都是以全速方式投入運(yùn)行的。帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)在壓縮空氣，作有用功，而空載運(yùn)行時(shí)則純屬浪費(fèi)電能，但空載運(yùn)行又是不可缺少的，否則會(huì)造成電機(jī)的頻繁啟動(dòng)，節(jié)省不了電能，還對電機(jī)構(gòu)成損傷（尤其是功率大的電機(jī)），且由于電機(jī)啟動(dòng)過程的延滯，下降的氣壓得不到即時(shí)補(bǔ)充，使系統(tǒng)氣壓不穩(wěn)定，這也是活式空壓機(jī)發(fā)展到桿式空壓機(jī)的原因?？諌簷C(jī)變頻節(jié)能改造是用壓力傳感器對儲(chǔ)氣罐的氣壓進(jìn)行采樣，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后送至變頻器，變頻器將該信號(hào)處理后通過主板CPU與設(shè)定值進(jìn)行比較后輸出適時(shí)頻率，改變空壓機(jī)電動(dòng)場的轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)供氣壓力以達(dá)到節(jié)能降耗、恒壓供氣的目的，它是一套閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)?？諌簷C(jī)的改造擬采用兩套“一拖二”恒壓供氣節(jié)能改造系統(tǒng)。供水系統(tǒng)的工作特性類似于供氣系統(tǒng)，擬采用“一拖三”恒壓供水節(jié)能系統(tǒng)。 3.4 風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特性 傳統(tǒng)的供風(fēng)方式是通過人工或電動(dòng)閥門調(diào)節(jié)擋風(fēng)板的開啟度來調(diào)節(jié)供風(fēng)量的，而電機(jī)始終處于額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，由電機(jī)轉(zhuǎn)速與功率的關(guān)系可知：這種運(yùn)行方式電能浪費(fèi)嚴(yán)重，調(diào)節(jié)精度差、啟動(dòng)電流大、噪聲大，變頻改造的供風(fēng)系統(tǒng)是在保留原工頻供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套變頻回路與原電路并聯(lián)，形成雙回路供電系統(tǒng)，即正常情況下,由變頻回路供電,一旦出現(xiàn)故障時(shí)由原工頻電路供電,保障生產(chǎn)正常進(jìn)行。其特點(diǎn)：變頻具有軟啟動(dòng)功能，無大電流沖擊，可延長電機(jī)的使用壽命；變頻通過采集關(guān)鍵信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，而不需人工調(diào)節(jié)擋風(fēng)板的開啟度，實(shí)現(xiàn)按不同的生產(chǎn)過程準(zhǔn)確提供供風(fēng)量，既節(jié)省能量又可減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.5 液壓油泵的運(yùn)行特性 液壓油泵的運(yùn)行特性與空壓機(jī)的運(yùn)行負(fù)載特性類同，但也有不同之處，氣壓要求恒定，而油壓則要求隨生產(chǎn)過程的不同階段而不同，由于它在每一個(gè)生產(chǎn)周期中都存在高壓油溢流現(xiàn)象，或無載自循環(huán)過程，浪費(fèi)現(xiàn)象更嚴(yán)重。油泵的變頻節(jié)能改造是用壓力傳感器對油路的油壓進(jìn)行采樣，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后送至變頻器，變頻器將根據(jù)生產(chǎn)過程的需要,將該信號(hào)處理后與設(shè)定值進(jìn)行比較輸出適時(shí)頻率，或根據(jù)生產(chǎn)過程不同階段對壓力的需求，改變油泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)供油壓力以達(dá)到節(jié)能降耗、按需提供油壓力要求，它是一套閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 四、節(jié)能工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析： 4.1 工程投資預(yù)算見下表(略) 4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析 一般該類企業(yè)除春節(jié)、停電、缺料、設(shè)備檢修外連續(xù)工作。所以每天按24小時(shí)計(jì)算。電價(jià)0.55元/度，從空壓機(jī)、油泵、水泵、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況知，負(fù)載的平均負(fù)荷率在70%左右，而削片機(jī)砂光機(jī)的負(fù)荷率則在85%以上，則：節(jié)電率按20%計(jì)算。其計(jì)算過程如下： 每月節(jié)電：1564*24*30*0.20*=225216（kw.h） 每月提取電費(fèi)：225216*0.55*0.7=86708.16（元）=8.6萬元 每年提取電費(fèi)：8.6*11=94.6（萬元） 僅僅六個(gè)月即可收回全部投資。而電子產(chǎn)品的壽命一般在十年以上，用戶的短期投資，可長期受益。 該項(xiàng)目在產(chǎn)品壽命期內(nèi)的受益：十年可節(jié)省電費(fèi)：946萬元十年的維護(hù)費(fèi)用： 94.6萬元 （約占每年節(jié)省電費(fèi)的10%）投資的成本：51.4萬元所以產(chǎn)品壽命期的純利：946-94.6-51.4=800萬元。 五、特點(diǎn)： 采用交流變頻器對風(fēng)機(jī)、油泵、空壓機(jī)等進(jìn)行節(jié)能改造具有結(jié)構(gòu)簡單、改造方便、節(jié)能效果明顯、投資回收期短的特點(diǎn)。 使用變頻器后，電機(jī)可軟起軟停、減少設(shè)備機(jī)械沖擊、延長設(shè)備使用壽命、降低設(shè)備的維修費(fèi)用。 變頻調(diào)速技術(shù)先進(jìn)、成熟，提高了設(shè)備的技術(shù)含量提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，減少或避免供電部門懲罰性電費(fèi)，同時(shí)可減輕企業(yè)電網(wǎng)的供電壓力，間接提高企業(yè)電網(wǎng)的供電能力。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)為軟起動(dòng)，避免沖擊電流，使用電設(shè)備機(jī)械沖擊大大減小，延長設(shè)備的使用壽命；