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　　變頻器(VSDs)調(diào)控電機、泵、攪拌機、風機和壓縮機的速度，使其與流程需要相匹配。在許多應用場合，變頻器節(jié)能效益非常好，僅需要幾個月就能收回投資。對環(huán)境影響評估的新方法表明控制工程網(wǎng)版權所有，變頻器環(huán)境投資回報時間更短，在許多情況下，只需一兩天時間。

　　交流變頻器把來自電網(wǎng)的固定電壓和頻率按照電力控制信號轉(zhuǎn)換成可變的電壓和頻率。頻率的變化使配備傳動的電機速度(和扭矩)產(chǎn)生相應變化。這意味著，電機的速度，以及電機所驅(qū)動的設備速度，均可根據(jù)流速或溫度等外部參數(shù)進行調(diào)整。

　　速度調(diào)控可大幅提高整個電機驅(qū)動系統(tǒng)的效率。在常規(guī)的泵和風機系統(tǒng)中，電機全速驅(qū)動泵或風機，然后再采用閥門、節(jié)氣閥或類似的“節(jié)流”裝置，對輸出進行限制，從而實現(xiàn)所需的液體或氣體的流速。系統(tǒng)全速運轉(zhuǎn)，然后限制其輸出，

　　顯然這樣的效率非常低。實踐證明，適當降低電機轉(zhuǎn)速可相應降低能耗。根據(jù)泵和風機性能的相似定律，相比于全速運轉(zhuǎn)，以80%速度運轉(zhuǎn)的泵，只需使用64%的能源和50%多的電力。

　　利用變頻器調(diào)控速度實現(xiàn)節(jié)能減排，其應用范圍極其廣泛。泵、風機、壓縮機、擠壓機及其它電機驅(qū)動應用領域的電力消耗占整個工業(yè)的三分之二，占用電總量的40%。但目前配備變頻器的電機不到10%，其中，2.2kW以下的電機驅(qū)動應用中控制工程網(wǎng)版權所有，多達97%的電機根本沒有使用任何形式的速度控制。據(jù)估計，如果整個歐洲大陸的電機驅(qū)動都使用變頻器，每年總計可節(jié)省5,000萬MWh的電力。這相當于減少2,500萬噸二氧化碳1)排放，或芬蘭全年四分之一的排放。

　　回報期

　　由于投資成本、能耗減少以及電力成本可以獲得，所以變頻器的經(jīng)濟效益比較容易計算，投資回收期因此也容易計算。但要對變頻器的環(huán)境影響進行量化，則比較復雜。研究產(chǎn)品制造、使用和處置的環(huán)境影響，一般使用生命周期評估法(LCA)。ABB根據(jù)ISO14000環(huán)境管理標準的要求，開展產(chǎn)品生命周期評估工作。生命周期評估涵蓋產(chǎn)品生命周期的所有階段：從原材料和零部件的生產(chǎn)到產(chǎn)品的終處置。首先收集所有相關的輸入和產(chǎn)出數(shù)據(jù)，然后，將這些數(shù)據(jù)與全球變暖和臭氧損耗等環(huán)境影響類別進行比較。影響類別的選擇取決于生命周期評估的目的，變頻器常用的評估類別詳見圖1。為了降低環(huán)境的不良影響，需要找出影響大的區(qū)域，然后加以解決。這樣，生命周期評估研究，就可列舉出環(huán)境設計及環(huán)保化設計和產(chǎn)品開發(fā)實踐的重要性。

　　注重環(huán)境影響

　　環(huán)境產(chǎn)品聲明(EPDs)以生命周期評估的信息(或結果)為基礎。環(huán)境產(chǎn)品聲明描述了產(chǎn)品在制造、使用和廢棄處置階段對環(huán)境所造成的重要影響。這些數(shù)據(jù)經(jīng)獨立第三方機構認證，具有可信度。ABB出具所有核心產(chǎn)品的環(huán)境產(chǎn)品聲明，包括變頻器，以及由環(huán)境產(chǎn)品聲明提供的與ABB的250kWACS800工業(yè)傳動相關的資源利用、能源消費和損失以及排放等方面的信息，詳見圖2至圖4。  

　　由于數(shù)據(jù)以轉(zhuǎn)換單位形式表示(圖2至圖4所示數(shù)據(jù)為1kW額定輸出功率)，因此環(huán)境產(chǎn)品聲明可以讓用戶直接比較不同產(chǎn)品的環(huán)境性能。環(huán)境產(chǎn)品聲明也促使制造商努力提高產(chǎn)品的性能，以便確立環(huán)境性能基準。

　　盡管環(huán)境產(chǎn)品聲明關注對環(huán)境的影響，卻忽略了改用效率較高產(chǎn)品(如傳動)對環(huán)境帶來的好處。例如，根據(jù)圖2至圖4所示的環(huán)境產(chǎn)品聲明，ABB工業(yè)傳動在使用過程中產(chǎn)生的環(huán)境效益大。實際上，與電機全速運轉(zhuǎn)，然后限制輸出的方式相比，變頻器在許多應用中很容易將能耗降低一半。不幸的是，環(huán)境產(chǎn)品聲明根本沒有考慮傳動所帶來的節(jié)能減排效果。據(jù)估計，僅僅2008年全安裝的ABB傳動就獲得了巨大收益，節(jié)省約170TWh電力，或減少1.42億噸二氧化碳排放2)，這是環(huán)境產(chǎn)品聲明的一個重大缺陷。解決這一問題的方法之一就是測定產(chǎn)品的生態(tài)回報。

　　據(jù)估計，如果在歐洲的電機驅(qū)動系統(tǒng)中安裝變頻器，每年可節(jié)省5,000萬MWh電力。

　　生態(tài)回報

　　對于產(chǎn)品生命周期環(huán)境影響評估而言，確定生態(tài)回報提供了一種新思路，這種方法考慮了產(chǎn)品對環(huán)境的積極和消極影響。不僅在產(chǎn)品制造階段，還是在產(chǎn)品廢棄處置階段，都會消耗自然資源。使用像傳動一類的環(huán)保產(chǎn)品和工藝取代低效的舊方法，

　　可以大大降低環(huán)境總體負荷。生態(tài)回報值是指，為補償產(chǎn)品制造和處置中的一次性環(huán)境負擔，產(chǎn)品所使用的時間長度。這基本上可認為是產(chǎn)品環(huán)境回報。

　　圖5所示為三種ABB傳動生態(tài)回報的天數(shù)。圖表顯示，回報時間短，且隨著額定功率的增加而減少。例如，250kW傳動(ACS800)的回報期僅為一天。  

　　對于產(chǎn)品生命周期環(huán)境影響評估而言，確定生態(tài)回報提供了一種新思路，這種方法考慮了產(chǎn)品對環(huán)境的積極和消極影響。

　　減少碳排放

　　ACS800250kW傳動的環(huán)境產(chǎn)品聲明顯示，該產(chǎn)品制造階段碳排放量為每千瓦3.65公斤CO或總共912.5公斤CO2(見圖4)。該產(chǎn)品在圖5顯示的信息表明，按照全球變暖潛能(GWP)計算，生態(tài)回收期為半天。換句話說，傳動運轉(zhuǎn)半天減少的排放，足以完全補償產(chǎn)品制造中產(chǎn)生的碳排放所造成的影響。在傳動的生命周期內(nèi)，不斷減少排放造福環(huán)境，其碳的排放將“變成負數(shù)”。實際上，ACS800工業(yè)傳動在整個生命周期內(nèi)，一般可節(jié)電約7,500MWh，或減少3,800噸二氧化碳排放。當今，交流感應電機無疑還是“工業(yè)發(fā)展的動力”，變頻器在節(jié)能減排方面起著非常重要的作用。

　　抽水蓄能電站

　　德國斯圖加特的一家電力公司使用ABB的工業(yè)傳動控制水泵，這些水泵也可以用作水輪機生產(chǎn)電力。水源抽取自德國南部的康斯坦茨湖，經(jīng)過處理之后，通過近120公里的管道輸送到位于斯圖加特郊區(qū)Rohr的一個蓄水池。再由Rohr通過管道將水送到加愣柯林格(Gallenklinge)泵站，然后通過泵或水輪機，將水存儲到蓄水池，后送往斯圖加特管網(wǎng)。Rohr與加愣柯林格之間的高度差(水頭差)為120米。

　　作為近升級改造的一部分，泵站安裝了三套ABB工業(yè)傳動(ACS800,400kW)，這些傳動具有再生能力，它所采用的主動整流單元能夠在電動和發(fā)電兩種模式下實現(xiàn)全功率運行。同時，這些傳動還配備了適用于環(huán)境的EMC濾波器，所產(chǎn)生電能可以直接饋入常規(guī)電網(wǎng)。 ACS800250kW的環(huán)境產(chǎn)品聲明顯示，按照全球變暖潛能(GWP)計算，生態(tài)回收期僅為半天。

　　通過傳動驅(qū)動315kW，400V的電機，考慮到設備冗余，水泵布置成并聯(lián)方式。傳動中的ABB智能水泵控制軟件(IPC)，提供一些附加功能，包括能源優(yōu)化、主控改變、PID控制和水泵優(yōu)先級控制。水泵一般按水輪機模式使用，泵模式只在緊急情況下使用。輸出功率一般為200kW。泵站先前使用葉片間距可調(diào)的水輪機，但變頻器提供的解決方案不僅更具經(jīng)濟效益，同時具有更大的靈活性。

　　水泥廠降低能耗和維護費用

　　城堡水泥公司(CastleCement)位于英國北威爾士的帕德伍德水泥廠(PadeswoodWorks)是歐洲現(xiàn)代的水泥窯所在地，該廠使用ABB的工業(yè)傳動驅(qū)動風機。風機包括2MW引風機、750MW的排風機以及560MW的冷卻風機。

　　控制風機運轉(zhuǎn)使其滿足由于大氣和工藝條件變化而造成的不同流量，以及通風變化的需要。另外還有四臺額定功率分別為110、160、200及250kW的風機向格柵式冷卻器吹風，將高溫熟料的溫度降低到設定點。

　　風機以前通過滑環(huán)和直流電機進行控制，需要定期進行維護。采用ABB的工業(yè)傳動，同時使用不需維護的交流電機替代滑環(huán)和直流電機，水泥廠節(jié)省了30%的風機能耗費用，同時還節(jié)省了老式電機的維護費用。