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【摘要】 本文对饮料企业几大动力系统设备的研究和实践研究，提出了效率的测定，建立经济、技术、管理、动能效率等四大效果指标，在常规管理手段的基础上，提出一些新的实践性节能方法，具有一定的现实借鉴意义。
【关键词】 节电；潜热利用；监控管理
引言：
随着社会的不断进步和科学技术的不断发展，人们越来越关心我们来意生存的地球，各国都在采取积极有效的措施来节省能源。在最近几年，通过努力，人们在节能技术的研究和产品开发上都取的了巨大的成果。
1.节能的概念
广义上讲，节能是指除狭义节能内容之外的节能方法，如节约原材料消耗，提高产品质量、劳动生产率、减少人力消耗、提高能源利用率等；狭义上讲，节能是指节约煤炭、石油电力、天然气等能源，包括从能源资源的开发，输送与配转换或加工。
2.节能探索与实践
2.1.制冷节电
制冷系统的耗电占工厂用电的50%左右，因此降低制冷系统的耗电对EUR的提高，整厂的节电都起着非常重要的作用；压缩机是制冷系统的心脏，一些长期使用的老型号的国产活塞式压缩机和部分长期使用的进口的活塞式压缩机，由于系统磨损和先前的设计原因压缩效率非常低，其效率只有新型号的60%左右，而且维修费用高，维护困难，这部分压缩机应淘汰。
高效环保制冷机替代老式活塞机：由于老式制冷机均为活塞式压缩机，而新的螺杆压缩机和老机型相比制冷效率提高70%，年度费用节约40%；加上二氧化碳蒸发潜热冷能利用，年度费用大大减少。其它优点：1.集中控制可大幅降低制冷设备故障停机时间。由于是集中制冷，多台制冷机可以互相补充；2.维修成本会大幅降低。维修工时亦会降低；3.制冷中央控制不断完善后现场操作工作量也会大幅减少，降低人工成本。恰当的设置蒸发温度（即压缩机吸气压力）可明显提高制冷系统的效率。
集中制冷：由于每套制冷系统的匹配不是正好，特别是在环境温度降低时，压缩机通常都不是满载，虽然可以通过减少运行缸数量或螺杆的有效行程降低压缩机的运行功率，但这种情况压缩机效率都会较低，而且会频繁启动。通过集中制冷，优化匹配，保证制冷量大，制冷效率高的压缩机满复合连续运行，制冷效率差制冷量小的制冷机间歇运行做适量补充，达到整个系统的最经济的运行。所有制冷机的远程启动请求信号都有集中控制的PLC发出，所有的混比机的请求信号都接到集中控制的PLC.操作人员可以根据生产情况选择开启制冷机的顺序（根据生产情况确定不同的开机组合）。制冷机的运行状态，故障报警反馈到PLC监控。冷冻机反馈给混比机的信号有集中控制的PLC发出，并可以在触摸屏上手动发出；所有的水泵和电动阀都能通过连接集中控制PLC的触摸屏手动打开和关闭。水泵的空气开关和接触器反馈到PLC监控；所有的冷冻机的启动信号都能通过连接集中控制PLC的触摸屏手动打开和关闭；所有的电动阀都应安装接近开关检测电动阀的开关状态是否与要求指令一致。如果阀的状态不一致要在触摸屏上显示报警并指明是哪一个阀，应该是什么状态；增加混比机检测板式交换器混比好的糖浆入口的压差检测器，压差检测的范围可设定，超出范围用声光报警。无需和PLC信号交换。水箱的三个隔断安装温度计并采集信号送到PLC，显示并设定上下限监控三隔断的温度。操作人员可以设定待机启动的温差和温差达到后多长时间待机系统启动。另外增加两套电导仪测量水箱里12度和7度水温区的电导并采集测量的信号到PLC，以便设定上下限监控是否有泄漏。
2.2.CO2蒸发潜热利用
CO2蒸发潜热利用原理：液态CO2蒸发为气态时，会吸收热量，使周围介质温度下降，也就是会制冷，这些冷量可以回收用于饮料生产，CO2通过热交换器，蒸发及热，将冷量传给生产冷冻水，减少制冷机的负荷，也就是减少用电量。
饮料生产灌装时需要冷却汽水至12度，而包装时需要暖瓶到零点温度以上，生产工艺同时需要冷热源，可采用双效热泵来实现，双效热泵实际上就是一台制冷机，产生的热量、冷量同时加以利用。使用双效热泵机组，还可以部分替代现有氨制冷机。热泵的制冷侧满足生产线产品的冷却，制热侧满足暖瓶的需求。制热和制冷分别并入原有的冷水中心和热水中心，达到节约蒸汽，减少氨机耗能的目的。
2.3.压缩机节电装置
系统安全节电器是一种适用于所有用电系统的通用型节电装置。通过采用专用瞬变抑制元件及独到的尖端设计，可有效过滤电网电路中的瞬变浪涌，提高设备的运行效率，延长设备的使用奉命，具有节电和保护设备的双重功效。瞬流是持续时间不足10微秒的高压电压尖峰，它干扰设备的安全运行，增加系统的用电成本。瞬流尖峰可由雷电与系统外部电路诱发导入，但多数的瞬流，系由用电系统内部设备的起停引起；电力电子控制装置及整流设备的应用，也导致大量的瞬流产生。瞬流使电机的运行温度提高，运行效率下降。瞬流还影响到电脑、电子设备的安全，降低照明设备的光通量，毁坏绝缘、接触开关及固态装置。通过应用系统安全节电器，将有助于及时地捕捉、过滤瞬流，使瞬流在未对系统造成影响和扩散之前遁地于无形。
2.4.变频器控制水泵流量节电
在制冷系统中，通过檢测混比机板交出口产品的温度控制甘油冷冻水泵的流量达到节电的目的。同样通过检测冷凝器冷却水的温度控制冷却水泵循环水量达到节电的目的。在冬季及春秋季节，由于环境温度的降低，冷凝器温度和环境温度温差增大，冷却循环水量同夏天相比大幅降低，因此有必要降低冷却循环水量。同样在混比系统产品降温过程中，由于原水温度大幅降低，在相同的冷冻甘油温度下，已经不需要夏天时的流量就可以达到需要的灌注温度，此时降低冷冻水流量是完全可行的。其基本工作原理如下：1、变频器具有闭环无级全自动的频率控制特性，可以根据负荷的需求情况来控制电机的运转速度达到节能的效果；2、变频器软启动代替传统的启动方式，可以大幅度的降低启动电流，减少喘振、冲击、振动、降低噪音，延长电机的使用寿命。以上这两项的合理调节，可以使其节能幅度达到30%-60%。 2.5.节电监控管理
设备现状：生产线的成品箱输送带均是无论输送带上有无成品箱，只要一开机所有电机都处于运行状态，直到出现输送带被成品箱阻塞为止。原来控制程序虽然简单稳定，但存在以下两点不足之处：1.从设备寿命方面考虑，电机无谓的空转必然增加设备机械损耗，缩短机器寿命，从而也降低了生产线的机械效率；2.从耗能上讲，由于输送带每台电机功率都在千瓦左右，电机无谓的空转必然造成能源的浪费，增加生产成本。生产线箱输送带位于生产线的最末端，从开机生产到包装机出产品少则也需30分钟以上，而负责输送带的工作人员常常为了省事，一上岗便将输送带全部开启，从输送带开启到产品从包装机输出，这期间输送带电机处于空运转中；生产线在生产运行过程中，或多或少总有故障出现，而生产线中任何一台设备故障都将导致注入机不再出产品，箱输送带进入空闲状态，当箱输送带空闲后，如不及时停机，电机便无功运行。
节能思路：输送带缩短空闲运行时间，电机不做无用功；从控制程序入手，让PLC自动实现输送带电机空闲停车功能；投入少，实现良好的节电回报；
实施方案：1.在原有的控制程序基础上作修改，增加空停控制条件：开机输送带处于待机状态，只有当包装机给出有产品输出信号时，第一段输送带启动，当产品到达第一个光电开关时，启动下一级输送带，如此类推，直到堆垛机前级；当包装机没有产品输出后，根据实际需要适当延时后，从第一段输送带开始顺序关闭无产品的空闲输送带电机，当最后一箱产品完全进入堆垛机后，整个输送带也停车进入待机状态；2.用修改过的程序替代PLC中原有的程序进行运行调试，根据实际累积状况，调整控制定时器时间。
2.6.锅炉热回收
锅炉烟囱排气温度有180度左右，属于高位热能，也就是一种优质热能，这些烟气热量可以回收利用，通过热交换器加热锅炉进水，达到节省锅炉燃料。
项目效果：锅炉进水通过余热回收器，温度平均提高20度，每月平均用水235.4吨，（冷凝水回收，锅炉用新水量较少），每年回收热量：Q=235.4*20*12*1000=56496000KCal；若重油热值为10200KCal/KG；利用率85%；每年节约燃油為：56496000/10200/85%=8223KG；甲烷锅炉及蒸汽冷凝水收集做为锅炉补水。
项目背景：1.利用污水站厌氧池产生甲烷气体做为甲烷锅炉燃料；2.收集蒸汽排放的高热量冷凝水做为甲烷锅炉补水；3.将二者排放的能源利用，所生产出的蒸汽用于冬季污水站厌氧池加温，其它季节并入主蒸汽管路作为能源使用。
相关指标：冷凝水温度：85-95℃；检测报告：检测结果各项指标较好，可以直接作为甲烷锅炉补水使用；产蒸汽量计算：污水沼气产生的甲烷量是1362m3热值（吉焦）是1064m3*3.93*0.9/100=48吉焦（纯甲烷气体的燃烧值为3.93x107J/m3，锅炉效率80%）理论蒸汽量是48/2.8=17.2吨；项目流程：购买0.75吨锅炉一台，锅炉补水设备利用厂区内设备更新后废弃的果糖罐、水煤浆搅拌罐、废旧管道改造后作为冷凝水收集装置；甲烷锅炉的燃料为污水站厌氧池产生的甲烷气，锅炉补水采用生产过程中产生的蒸汽冷凝水。
小储罐为收集装置，由液位控制，冷凝水收集满后由泵打入大储罐。大储罐为冷凝水蓄水装置，同时也做为甲烷锅炉补水装置。
此方法不仅节省了自来水和污水处理费，而且锅炉补水设备全部为利用废旧设备，从而节能减排。
3.结束语
（1）动力设备管理在食品饮料行业具有举足轻重的作用，尤其是制冷和空压设备等，若重视不足，将造成耗能高、效率低、成本偏大、污染偏重等问题。
（2）食品饮料企业的动力设备管理应实现综合经济技术协同管理，才能增强设备的效能，深化技术手段，使生产持续发展，构成和谐的研发环境，提高食品饮料行业的实力。
参考文献：
[1]邹友峰， 卢小平， 苏海全. 节能减排与新能源研究[M]. 北京：科学出版社， 2010：231-339
[2] 陈诗一. 能源消耗、二氧化碳排放与中国工业的可持续发展[J]. 经济研究，2009（4）：41-55.
[3] 李小平，卢现祥. 国际贸易、污染产业转移和中国工业 CO2排放[J].经济研究，2010（1）：15-26.
【关键词】 节电；潜热利用；监控管理
引言：
随着社会的不断进步和科学技术的不断发展，人们越来越关心我们来意生存的地球，各国都在采取积极有效的措施来节省能源。在最近几年，通过努力，人们在节能技术的研究和产品开发上都取的了巨大的成果。
1.节能的概念
广义上讲，节能是指除狭义节能内容之外的节能方法，如节约原材料消耗，提高产品质量、劳动生产率、减少人力消耗、提高能源利用率等；狭义上讲，节能是指节约煤炭、石油电力、天然气等能源，包括从能源资源的开发，输送与配转换或加工。
2.节能探索与实践
2.1.制冷节电
制冷系统的耗电占工厂用电的50%左右，因此降低制冷系统的耗电对EUR的提高，整厂的节电都起着非常重要的作用；压缩机是制冷系统的心脏，一些长期使用的老型号的国产活塞式压缩机和部分长期使用的进口的活塞式压缩机，由于系统磨损和先前的设计原因压缩效率非常低，其效率只有新型号的60%左右，而且维修费用高，维护困难，这部分压缩机应淘汰。
高效环保制冷机替代老式活塞机：由于老式制冷机均为活塞式压缩机，而新的螺杆压缩机和老机型相比制冷效率提高70%，年度费用节约40%；加上二氧化碳蒸发潜热冷能利用，年度费用大大减少。其它优点：1.集中控制可大幅降低制冷设备故障停机时间。由于是集中制冷，多台制冷机可以互相补充；2.维修成本会大幅降低。维修工时亦会降低；3.制冷中央控制不断完善后现场操作工作量也会大幅减少，降低人工成本。恰当的设置蒸发温度（即压缩机吸气压力）可明显提高制冷系统的效率。
集中制冷：由于每套制冷系统的匹配不是正好，特别是在环境温度降低时，压缩机通常都不是满载，虽然可以通过减少运行缸数量或螺杆的有效行程降低压缩机的运行功率，但这种情况压缩机效率都会较低，而且会频繁启动。通过集中制冷，优化匹配，保证制冷量大，制冷效率高的压缩机满复合连续运行，制冷效率差制冷量小的制冷机间歇运行做适量补充，达到整个系统的最经济的运行。所有制冷机的远程启动请求信号都有集中控制的PLC发出，所有的混比机的请求信号都接到集中控制的PLC.操作人员可以根据生产情况选择开启制冷机的顺序（根据生产情况确定不同的开机组合）。制冷机的运行状态，故障报警反馈到PLC监控。冷冻机反馈给混比机的信号有集中控制的PLC发出，并可以在触摸屏上手动发出；所有的水泵和电动阀都能通过连接集中控制PLC的触摸屏手动打开和关闭。水泵的空气开关和接触器反馈到PLC监控；所有的冷冻机的启动信号都能通过连接集中控制PLC的触摸屏手动打开和关闭；所有的电动阀都应安装接近开关检测电动阀的开关状态是否与要求指令一致。如果阀的状态不一致要在触摸屏上显示报警并指明是哪一个阀，应该是什么状态；增加混比机检测板式交换器混比好的糖浆入口的压差检测器，压差检测的范围可设定，超出范围用声光报警。无需和PLC信号交换。水箱的三个隔断安装温度计并采集信号送到PLC，显示并设定上下限监控三隔断的温度。操作人员可以设定待机启动的温差和温差达到后多长时间待机系统启动。另外增加两套电导仪测量水箱里12度和7度水温区的电导并采集测量的信号到PLC，以便设定上下限监控是否有泄漏。
2.2.CO2蒸发潜热利用
CO2蒸发潜热利用原理：液态CO2蒸发为气态时，会吸收热量，使周围介质温度下降，也就是会制冷，这些冷量可以回收用于饮料生产，CO2通过热交换器，蒸发及热，将冷量传给生产冷冻水，减少制冷机的负荷，也就是减少用电量。
饮料生产灌装时需要冷却汽水至12度，而包装时需要暖瓶到零点温度以上，生产工艺同时需要冷热源，可采用双效热泵来实现，双效热泵实际上就是一台制冷机，产生的热量、冷量同时加以利用。使用双效热泵机组，还可以部分替代现有氨制冷机。热泵的制冷侧满足生产线产品的冷却，制热侧满足暖瓶的需求。制热和制冷分别并入原有的冷水中心和热水中心，达到节约蒸汽，减少氨机耗能的目的。
2.3.压缩机节电装置
系统安全节电器是一种适用于所有用电系统的通用型节电装置。通过采用专用瞬变抑制元件及独到的尖端设计，可有效过滤电网电路中的瞬变浪涌，提高设备的运行效率，延长设备的使用奉命，具有节电和保护设备的双重功效。瞬流是持续时间不足10微秒的高压电压尖峰，它干扰设备的安全运行，增加系统的用电成本。瞬流尖峰可由雷电与系统外部电路诱发导入，但多数的瞬流，系由用电系统内部设备的起停引起；电力电子控制装置及整流设备的应用，也导致大量的瞬流产生。瞬流使电机的运行温度提高，运行效率下降。瞬流还影响到电脑、电子设备的安全，降低照明设备的光通量，毁坏绝缘、接触开关及固态装置。通过应用系统安全节电器，将有助于及时地捕捉、过滤瞬流，使瞬流在未对系统造成影响和扩散之前遁地于无形。
2.4.变频器控制水泵流量节电
在制冷系统中，通过檢测混比机板交出口产品的温度控制甘油冷冻水泵的流量达到节电的目的。同样通过检测冷凝器冷却水的温度控制冷却水泵循环水量达到节电的目的。在冬季及春秋季节，由于环境温度的降低，冷凝器温度和环境温度温差增大，冷却循环水量同夏天相比大幅降低，因此有必要降低冷却循环水量。同样在混比系统产品降温过程中，由于原水温度大幅降低，在相同的冷冻甘油温度下，已经不需要夏天时的流量就可以达到需要的灌注温度，此时降低冷冻水流量是完全可行的。其基本工作原理如下：1、变频器具有闭环无级全自动的频率控制特性，可以根据负荷的需求情况来控制电机的运转速度达到节能的效果；2、变频器软启动代替传统的启动方式，可以大幅度的降低启动电流，减少喘振、冲击、振动、降低噪音，延长电机的使用寿命。以上这两项的合理调节，可以使其节能幅度达到30%-60%。 2.5.节电监控管理
设备现状：生产线的成品箱输送带均是无论输送带上有无成品箱，只要一开机所有电机都处于运行状态，直到出现输送带被成品箱阻塞为止。原来控制程序虽然简单稳定，但存在以下两点不足之处：1.从设备寿命方面考虑，电机无谓的空转必然增加设备机械损耗，缩短机器寿命，从而也降低了生产线的机械效率；2.从耗能上讲，由于输送带每台电机功率都在千瓦左右，电机无谓的空转必然造成能源的浪费，增加生产成本。生产线箱输送带位于生产线的最末端，从开机生产到包装机出产品少则也需30分钟以上，而负责输送带的工作人员常常为了省事，一上岗便将输送带全部开启，从输送带开启到产品从包装机输出，这期间输送带电机处于空运转中；生产线在生产运行过程中，或多或少总有故障出现，而生产线中任何一台设备故障都将导致注入机不再出产品，箱输送带进入空闲状态，当箱输送带空闲后，如不及时停机，电机便无功运行。
节能思路：输送带缩短空闲运行时间，电机不做无用功；从控制程序入手，让PLC自动实现输送带电机空闲停车功能；投入少，实现良好的节电回报；
实施方案：1.在原有的控制程序基础上作修改，增加空停控制条件：开机输送带处于待机状态，只有当包装机给出有产品输出信号时，第一段输送带启动，当产品到达第一个光电开关时，启动下一级输送带，如此类推，直到堆垛机前级；当包装机没有产品输出后，根据实际需要适当延时后，从第一段输送带开始顺序关闭无产品的空闲输送带电机，当最后一箱产品完全进入堆垛机后，整个输送带也停车进入待机状态；2.用修改过的程序替代PLC中原有的程序进行运行调试，根据实际累积状况，调整控制定时器时间。
2.6.锅炉热回收
锅炉烟囱排气温度有180度左右，属于高位热能，也就是一种优质热能，这些烟气热量可以回收利用，通过热交换器加热锅炉进水，达到节省锅炉燃料。
项目效果：锅炉进水通过余热回收器，温度平均提高20度，每月平均用水235.4吨，（冷凝水回收，锅炉用新水量较少），每年回收热量：Q=235.4*20*12*1000=56496000KCal；若重油热值为10200KCal/KG；利用率85%；每年节约燃油為：56496000/10200/85%=8223KG；甲烷锅炉及蒸汽冷凝水收集做为锅炉补水。
项目背景：1.利用污水站厌氧池产生甲烷气体做为甲烷锅炉燃料；2.收集蒸汽排放的高热量冷凝水做为甲烷锅炉补水；3.将二者排放的能源利用，所生产出的蒸汽用于冬季污水站厌氧池加温，其它季节并入主蒸汽管路作为能源使用。
相关指标：冷凝水温度：85-95℃；检测报告：检测结果各项指标较好，可以直接作为甲烷锅炉补水使用；产蒸汽量计算：污水沼气产生的甲烷量是1362m3热值（吉焦）是1064m3*3.93*0.9/100=48吉焦（纯甲烷气体的燃烧值为3.93x107J/m3，锅炉效率80%）理论蒸汽量是48/2.8=17.2吨；项目流程：购买0.75吨锅炉一台，锅炉补水设备利用厂区内设备更新后废弃的果糖罐、水煤浆搅拌罐、废旧管道改造后作为冷凝水收集装置；甲烷锅炉的燃料为污水站厌氧池产生的甲烷气，锅炉补水采用生产过程中产生的蒸汽冷凝水。
小储罐为收集装置，由液位控制，冷凝水收集满后由泵打入大储罐。大储罐为冷凝水蓄水装置，同时也做为甲烷锅炉补水装置。
此方法不仅节省了自来水和污水处理费，而且锅炉补水设备全部为利用废旧设备，从而节能减排。
3.结束语
（1）动力设备管理在食品饮料行业具有举足轻重的作用，尤其是制冷和空压设备等，若重视不足，将造成耗能高、效率低、成本偏大、污染偏重等问题。
（2）食品饮料企业的动力设备管理应实现综合经济技术协同管理，才能增强设备的效能，深化技术手段，使生产持续发展，构成和谐的研发环境，提高食品饮料行业的实力。
参考文献：
[1]邹友峰， 卢小平， 苏海全. 节能减排与新能源研究[M]. 北京：科学出版社， 2010：231-339
[2] 陈诗一. 能源消耗、二氧化碳排放与中国工业的可持续发展[J]. 经济研究，2009（4）：41-55.
[3] 李小平，卢现祥. 国际贸易、污染产业转移和中国工业 CO2排放[J].经济研究，2010（1）：15-26.