浅谈工业自动化仪表的节能方法
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[摘要]:在工业生产中，仪器仪表起着十分重要的作用，被人们成为生产的“倍增器”。为了提高企业的效率、降低成本，减少工业自动化仪表的能耗是必不可少的一种方法。减少自动化仪表损耗的主要方法：使用高性能装置如低压损仪表等、控制接液阻力和采用合理的调节方法。
[Abstract]: in industrial production, instrument plays a very important role, known as the "multiplier production". The main method to reduce automation instrument loss: the use of high performance devices such as low loss meter, control liquid contact resistance and the reasonable adjustment method.
[keyword]: industrial automation instrumentation; use; energy saving method
中图分类号：TH86文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1 前言
当前，应用先进的技术、优化工艺流程已经成为了自动化仪表节能的主要方法。然后在使用过程中体现仪表的节能去不多见。在实际的工业生产中，节能与仪表却息息相关。例如：为克服石油化工企业中输送阻力损失，每年都要损失电力的近五分之一。因此，仪表在使用过程中的节能是很有挖掘潜力的。仪表节能主要有以下几个方面的方法：
2仪表接液阻力的控制
由于流体与仪表在石油化工的生产过程中直接接触从而产生阻力，这些阻力的产生带来了大量的能耗，并且阻力与能耗成正比，即阻力越大，能耗也就越大。调节阀和流量计在流体产生的阻力中是管道中产生阻力比重最高的部件。因此，如何减少接液仪表的阻力也成为了节能的重点。[1]
2.1直径比的增大
节流装置是各种流量测量装置中应用最为广泛的一种。尤其是在石油化工行业中，其应用可达到节流装置的三分之二以上。因为实际的流体是有一定的粘性的，因此节流件中有流体通过时，有一部分能量会损耗在节能件上，随后形成漩涡，或者消耗在克服摩擦阻力上，因此，液体在通过节流件后的静压力会有一定的损失，并且不能完全恢复成原样。因此，可以看出压力损与直径比是成反比的关系，直径比越大，压力损却会越小，这样也有利于节能。
2.2 减低阀阻比
调节阀的阀阻比的定义是压降与管路总压降之比，在阀全开状态下的数值。其一般会以S 表示，S 的值与在阀们上损失的能量成正比。S 值的经验数据时一般不低于0.3,而阀组比通常的选值范围一般是0.3～0.5,而经过数据统计，阀组比则相对较高的是气体的阀组比，其通常为0.5 以上。[2]
在石化化工生产中调节阀控制实施流量的功能是十分广泛的，而且通过减低阀组比的值可有效的降低应用过程中产生的泵的电力消耗。
3调节阀的代替
为了达到离心泵出口流量的控制，在石油化工的生产过程中，按照一定的规律( PI，PID)控制调节器，同时调节阀也能够起到控制，改变开度流量的目的。
然而，这种方案也是有以下几个缺陷的。第一，能源损耗。变阻力元件是可以带来损耗的原件，因此有一定的耗能。第二，经济的损耗。为了配合调节阀的工作，泵出口侧面常常安置有一个截止阀，而这个阀门就会带来经济的损耗。因此，为了适合适应负荷变化的要求，泵的选择就一定要有一定的余量，这就带来的与经济性的冲突。
现如今，电子及计算机技术飞速发展，也带动了效节能的变频调速器的发展，使它们也逐渐上了世界的舞台。高性能变频调速器是一种又经济、有理想的调节回路。将以往的控制泵的出口改变成现在的控制变频调速器。其特点有三点：第一，安装的优点。它是一种无阻力、非接触的安装。第二，控制的优点。由变频调速器直接控制控制泵的转速，因此能够轻易的达到控制流量的目的。第三调节品质的优点。因为变频调速器的功能是大范围无级调速，因此可以省去调节阀等一阶滞后环节，使调节更加的快速。[3]
依据原有选取调节阀上压降的原则以及选用机泵的原则。变频调速器的应用可以省去百分之三十的电能消耗，这对于原有的因选泵带来的经济损失。并且在一些生产负荷低的生产中，其节能的效果更加明显。此外，因为泵一直处在一种相对轻载工况下运行的，其对于泵的保养也有一定的好处。其有一定的延长机泵使用寿命的作用。选取这种变频调速器，虽然是薄膜调节阀的三到四倍，对于投资来讲，可能相对较大。但是，它的高效性、以及节能性。因此投资回收就比较短，通常在一年之内便可收回成本。因此，他的优点也是显而易见的。
4 低压损或无压损的仪表
对于能源的节约产生来讲，应用于流量测量高于百分之七十的流装置因为压损过大，带来的损耗过大。因此，流量测量高于百分之七十的流装置显而易见。随着人们节能环保意识的不断提升，人们逐渐意识到了低压损或无压损的仪表的重要性。例如：笛形均速管流量计、旋涡流量计等等。他们在工业上都有着明显的优势。而笛形均速管流量计就是其中的佼佼者，它也被称为阿牛巴流量计。因为它的造价低廉、压损微小、安装使用方便等优点，被广泛的应用。
孔板流量计与笛形均速管流量计相较，两种流量计虽然工作原理基本相同，但是笛形均速管流量计却有着明显的优势——节能效果更加明显。在一般情况下，对同一流量进行测量时，产生的压损仅仅只有另一种流量计的五十分之一，差压还不到另一种流量计的百分之五。
因此，我们也可以发现，永久压损笛形均速管流量计与孔板流量计相比及其的微笑，甚至基本可以忽略。如果用连续作业的能量消耗进行比较，笛形均速管流量计可减少至少百分之九十五的能量消耗，这也突出了笛形均速管流量计的优点。
5 优化调节方案
改变调节阀的安装位置换热器上安装调节阀之前, 因为调节阀本身也有压损因此可以降低换热器的物料的压力，如此一来，换热器中就可以在较低的温度下进行冷物料的汽化,蒸汽用量也因此大大的减少，节约能源的效果也得以实现。
6 小结
在信息时代的今天，计算机技术，网络技术，自动化仪表等高新技术也在飞速发展和进步中，工业自动化仪表技术也在不断地进步，节约能源、领域不断拓宽也已经成为人们普遍关注的问题。在工业自动化仪表的使用方法和技术的更新，可以有效地节省能源的消耗，提高企业的经济效益。
【参考文献】
[1]张智贤、沈永良.自动化仪表与过程控制[M]；电子工业出版社出版；2011-5.
[2]孙维清、王建中.流量测量节流装置设计手册[M]；化学工业出版社；2000-6.
[3]编辑委员会.工业自动化仪表与系统手册[M]；中国电力出版社；2008-08.