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　　變頻器(VSDs)調(diào)控電機(jī)、泵、攪拌機(jī)、風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的速度，使其與流程需要相匹配。在許多應(yīng)用場(chǎng)合，變頻器節(jié)能效益非常好，僅需要幾個(gè)月就能收回投資。對(duì)環(huán)境影響評(píng)估的新方法表明控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，變頻器環(huán)境投資回報(bào)時(shí)間更短，在許多情況下，只需一兩天時(shí)間。

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

　　速度調(diào)控可大幅提高整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率。在常規(guī)的泵和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中，電機(jī)全速驅(qū)動(dòng)泵或風(fēng)機(jī)，然后再采用閥門、節(jié)氣閥或類似的“節(jié)流”裝置，對(duì)輸出進(jìn)行限制，從而實(shí)現(xiàn)所需的液體或氣體的流速。系統(tǒng)全速運(yùn)轉(zhuǎn)，然后限制其輸出，

　　顯然這樣的效率非常低。實(shí)踐證明，適當(dāng)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速可相應(yīng)降低能耗。根據(jù)泵和風(fēng)機(jī)性能的相似定律，相比于全速運(yùn)轉(zhuǎn)，以80%速度運(yùn)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(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，其應(yīng)用范圍極其廣泛。泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、擠壓機(jī)及其它電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域的電力消耗占整個(gè)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(jī)不到10%，其中，2.2kW以下的電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，多達(dá)97%的電機(jī)根本沒(méi)有使用任何形式的速度控制。據(jù)估計(jì)，如果整個(gè)歐洲大陸的電機(jī)驅(qū)動(dòng)都使用變頻器，每年總計(jì)可節(jié)省5,000萬(wàn)MWh的電力。這相當(dāng)于減少2,500萬(wàn)噸二氧化碳1)排放，或芬蘭全年四分之一的排放。

　　回報(bào)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(jì)效益比較容易計(jì)算，投資回收期因此也容易計(jì)算。但要對(duì)變頻器的環(huán)境影響進(jìn)行量化，則比較復(fù)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(píng)估法(LCA)。ABB根據(jù)ISO14000環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)的要求，開(kāi)展產(chǎn)品生命周期評(píng)估工作。生命周期評(píng)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(guān)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(jìn)行比較。影響類別的選擇取決于生命周期評(píng)估的目的，變頻器常用的評(píng)估類別詳見(jiàn)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(píng)估研究，就可列舉出環(huán)境設(shè)計(jì)及環(huán)保化設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)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(píng)估的信息(或結(jié)果)為基礎(chǔ)。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(duì)環(huán)境所造成的重要影響。這些數(shù)據(jù)經(jīng)獨(dú)立第三方機(jī)構(gòu)認(rèn)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(dòng)相關(guān)的資源利用、能源消費(fèi)和損失以及排放等方面的信息，詳見(jiàn)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(zhǔn)。

　　盡管環(huán)境產(chǎn)品聲明關(guān)注對(duì)環(huán)境的影響，卻忽略了改用效率較高產(chǎn)品(如傳動(dòng))對(duì)環(huán)境帶來(lái)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(dòng)在使用過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境效益大。實(shí)際上，與電機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)，然后限制輸出的方式相比，變頻器在許多應(yīng)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(méi)有考慮傳動(dòng)所帶來(lái)的節(jié)能減排效果。據(jù)估計(jì)，僅僅2008年全安裝的ABB傳動(dòng)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(gè)重大缺陷。解決這一問(wèn)題的方法之一就是測(cè)定產(chǎn)品的生態(tài)回報(bào)。

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

　　生態(tài)回報(bào)

　　對(duì)于產(chǎn)品生命周期環(huán)境影響評(píng)估而言，確定生態(tài)回報(bào)提供了一種新思路，這種方法考慮了產(chǎn)品對(duì)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(huì)消耗自然資源。使用像傳動(dòng)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(fù)荷。生態(tài)回報(bào)值是指，為補(bǔ)償產(chǎn)品制造和處置中的一次性環(huán)境負(fù)擔(dān)，產(chǎn)品所使用的時(shí)間長(zhǎng)度。這基本上可認(rèn)為是產(chǎn)品環(huán)境回報(bào)。

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

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

　　減少碳排放

　　ACS800250kW傳動(dòng)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(jiàn)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(jì)算，生態(tài)回收期為半天。換句話說(shuō)，傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)半天減少的排放，足以完全補(bǔ)償產(chǎn)品制造中產(chǎn)生的碳排放所造成的影響。在傳動(dòng)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(fù)數(shù)”。實(shí)際上，ACS800工業(yè)傳動(dòng)在整個(gè)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(dāng)今，交流感應(yīng)電機(jī)無(wú)疑還是“工業(yè)發(fā)展的動(dòng)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(guó)斯圖加特的一家電力公司使用ABB的工業(yè)傳動(dòng)控制水泵，這些水泵也可以用作水輪機(jī)生產(chǎn)電力。水源抽取自德國(guó)南部的康斯坦茨湖，經(jīng)過(guò)處理之后，通過(guò)近120公里的管道輸送到位于斯圖加特郊區(qū)Rohr的一個(gè)蓄水池。再由Rohr通過(guò)管道將水送到加愣柯林格(Gallenklinge)泵站，然后通過(guò)泵或水輪機(jī)，將水存儲(chǔ)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(jí)改造的一部分，泵站安裝了三套ABB工業(yè)傳動(dòng)(ACS800,400kW)，這些傳動(dòng)具有再生能力，它所采用的主動(dòng)整流單元能夠在電動(dòng)和發(fā)電兩種模式下實(shí)現(xiàn)全功率運(yùn)行。同時(shí)，這些傳動(dòng)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(jì)算，生態(tài)回收期僅為半天。

　　通過(guò)傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)315kW，400V的電機(jī)，考慮到設(shè)備冗余，水泵布置成并聯(lián)方式。傳動(dòng)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(jí)控制。水泵一般按水輪機(jī)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(jī)，但變頻器提供的解決方案不僅更具經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)具有更大的靈活性。

　　水泥廠降低能耗和維護(hù)費(fèi)用

　　城堡水泥公司(CastleCement)位于英國(guó)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(dòng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)包括2MW引風(fēng)機(jī)、750MW的排風(fēng)機(jī)以及560MW的冷卻風(fēng)機(jī)。

　　控制風(fēng)機(jī)運(yùn)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(fēng)變化的需要。另外還有四臺(tái)額定功率分別為110、160、200及250kW的風(fēng)機(jī)向格柵式冷卻器吹風(fēng)，將高溫熟料的溫度降低到設(shè)定點(diǎn)。

　　風(fēng)機(jī)以前通過(guò)滑環(huán)和直流電機(jī)進(jìn)行控制，需要定期進(jìn)行維護(hù)。采用ABB的工業(yè)傳動(dòng)，同時(shí)使用不需維護(hù)的交流電機(jī)替代滑環(huán)和直流電機(jī)，水泥廠節(jié)省了30%的風(fēng)機(jī)能耗費(fèi)用，同時(shí)還節(jié)省了老式電機(jī)的維護(hù)費(fèi)用。