機械設備的節能改造技術應用分析

黃德江

（貴州開磷集團礦肥有限責任公司，貴州貴陽 550302）

0 引言

機械設備的節能改造主要是利用各種先進化技術，對設備的部分或全部構造進行升級及改造，提升其實際性能及生產效率，將機械設備的污染及耗能降到最低，實現成本節約。

1 機械設備節能改造的意義

（1）采用新技術提升機械化設備機械化程度，為工作人員提供便捷，降低企業生產的人工成本。

（2）采用新構件及新材料提升設備的可靠性、精度及功用，拓展設備功能，有效提升產品質量。例如，組裝機添加產品功能檢測設備，對產品進行分類和篩選，刪除不符合實際情況的產品，讓設備之間進行聯動、匹配，提升工作能力和產品質量[1]。

（3）重視節能降耗，加強綠色出產，如對電機實施變頻改造、對照明工程進行節能改造、對中央空調系統進行智能改造等，在獲取一定經濟效益的同時保障社會效益。

2 機械設備節能改造的必要性

（1）節能改造是制造企業生產效率穩定提升的必然選擇。企業為提升生產效率、給社會發展提供多種物質資料，需要有效提升機械設備的各項性能，對機械設備進行節能改造，確保設備各項性能被優化，提升設備生產效率。

（2）節能改造是現代社會發展的必然要求。現代社會遵循可持續發展道路，企業對于機械設備進行節能改造，不僅能將能源消耗降到最低，還可以將生產過程中對環境造成的污染降到最低，減少對環境的破壞。這不僅是企業升級轉型中的必然發展要求，也是現代社會對企業的必然要求[2]。

3 機械設備節能原理分析

3.1 減小機械勢能的變化范圍

系統勢能會對勢力消耗的功率產生一定的變化及影響，機械設備在實際工作當中，系統勢能會出現一些變化，在這一過程中有部分勢能不能被有效利用，這會增加機械設備勢力消耗，進而增加設備能源消耗。所以，機械設計過程中，要減少機械設備的實際變化，根據情況降低實際消耗功率，從而設計出符合現代企業需求的機械設備[3]。

3.2 減小機械動能

在機械設備運行過程中，一般情況下能源的消耗就是在轉變為動能這一過程中。在相關設計過程中，有很多因素會對動能產生影響，如零件制作精確度及零件材料，機械設備停止頻率及啟動情況等。所以，為保證機械設備的減排效果，就需要減少其工作及生產中的制作作用及摩擦力，增加其動能轉換，如使用新型材料生產設備、降低設備的停止頻率及啟動頻率等。

3.3 減小無用功

在正常工作中，機械設備不可避免會出現無用功，這會導致部分能源浪費。例如，機械設備表面與零件及物體表面之間的摩擦將會產生比較多的熱量，這些熱量被稱為無用功；有些機械設備部件會隨著磨損出現彈性變形或塑性情況，就是無用功導致的。所以，在機械設計過程中要降低機械設備運行時的無用功，從而將其能源消耗降到最低，實現節能減排的目的。

4 節能改造技術的應用

4.1 對電機進行節能改造

從排風扇到機床等多個生產環節與電機息息相關，所以，使用節能電機能大大降低功率消耗。高效電機的主要特點是低損耗、高磁導率，這不僅能提升機械設備的實際生產效率，還可以降低電機功率損耗、簡化維護工作。

4.2 進行變壓器節能改造

工業生產過程中，因為各種機械設備實際工作電壓不同，不可避免會遇到電壓下降及上升的問題，這就要求變壓器必須順利完成這些工作。變壓器電氣設備承受的電壓波動及阻抗匹配等相關功能，其類型若未進行合理有效的選擇，將會導致嚴重的能源問題。所以，在實際應用中應合理選擇變壓器，保證負荷需求滿足要求，避免出現各種損失或其他問題。三相四線變壓器及單向自補償能夠進行有效平衡，降低電流波動的損失。

4.3 有效使用變頻控制技術

工業生產過程中，不同類型的機械設備運行狀態并不是靜態不變，一般情況下采用電機轉速控制及調節，如果改為外部主電機電阻調節傳統方式，改變電壓電流模式及電壓模式，就會導致功率嚴重損失。目前變頻技術已經有了較大提升，其對工廠生產效率的提升有著關鍵作用。變頻控制技術一般由變頻器控制運行，通過半導體器件將工頻電流信號轉化為DC 信號，使用變頻器將頻率轉化為所需要的變頻交流信號。電機轉速和輸入功率呈現正比例關系，這種變頻形式能夠有效控制電機實際轉速，沒有附加損耗，能夠延長電機的實際使用時間，全面提升企業的經濟效益和社會效益。

4.4 供電系統的節能改造

完善的供電系統對于整個工業化生產有著重要作用，工業生產過程中必須保證供電系統的完善性。在確保滿足機械設備實際用電的情況下，一般會對電壓等級進行有效控制，但需要滿足數量較多且電容量比較大的設備實際運行需求。為有效解決此類問題，一般會采用無功補償方式，進一步滿足設備無功率基本要求，降低設備無功損耗，提升電能實際利用效率，確保節能效果。

4.5 科學選擇供電電壓

配電系統點節能選擇需要對供電電壓進行合理、有效的選擇，不僅要考慮機械設備額定容量和額定電壓，還需要充分考慮生產安全因素及實際供電距離。在各類機械設備基本功率要求滿足條件的情況下，一般會選擇電壓等級較低的設備，將功率損耗降到最低，進而達到節能效果。當工廠的電氣設備額定電壓基本水平不相同時，需要根據實際情況進行判斷。

4.6 實施就地無功補償

很多設備為非純阻性的，這會使得工業生產當中的無功損耗比較嚴重。功率因數是進行機械設備無功或是有功的重要系數，功率因數越大則工廠實際用電效率越高。為有效提升工廠功率因數，需要采用就地無功補償基本措施，通過配置安裝多個大無功補償設備，這能滿足工廠設備正常穩定運行中對無功率的基本要求，從而全面提升工業企業的實際用電效率。

5 機械設備的基本改造思路

機械設備運行效率的不斷提升是工業企業節能改造的主要目的之一，需要對整個機械設備進行不斷的改造及優化，使用現代化技術提升機械設備的自動化能力和運行效率。此外，自動化程度的提升將減少生產中的人力資源，降低人工投入和企業生產人力成本。隨著生活水平的不斷提升，人們對產品質量的要求逐漸提升，因此機械設備的節能改造工作不僅要實現節能降耗，還要提升機械設備的生產精確度。而采用新材料及新設備可以全面提升機械設備的性能，確保產品滿足現代市場需求，促進現代社會的穩定發展。

6 結束語

機械設備在工業生產過程中已經被廣泛使用，在整個工業生產制造有著重要作用，所以實現機械設備的節能改造對于整個工業企業的發展意義重大。企業應該重視機械設備的節能改造，不斷對設備進行升級及改造，節約能源，最大限度降低實際生產成本，進而提升企業經濟效益，為企業發展奠定穩固的基礎。