在省钱的同时拯救地球

改变习惯在个人生活和职业生活中，从能源浪费者到能源节约者，都能产生对理想主义和金融的劝诫。提高能源效率是有意义的，无论是减少排放还是提高公司的净利润。但是改变习惯是人类最难做到的事情之一。经济激励通常是促使人们做出理性行为的强大动力。

撇开政治不谈，只看科学，政府间气候变化专门委员会第一工作组2007年2月题为《2007年气候变化:自然科学基础》的报告描述了在了解气候变化的人为和自然驱动因素、观测到的气候变化、气候过程和归因以及对预计的未来气候变化的估计方面取得的进展。它建立在IPCC过去评估的基础上，并纳入了过去六年研究的新发现。

根据报告，“大气中温室气体和气溶胶丰度、太阳辐射和地表性质的变化改变了气候系统的能量平衡。这些变化用辐射强迫来表示，辐射强迫用于比较一系列人类和自然因素如何推动全球气候变暖或变冷的影响。自1750年以来，由于人类活动，全球大气中二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的浓度显著增加，现在远远超过了由跨越数千年的冰芯测定的前工业化时期的值。全球二氧化碳浓度的增加主要是由于化石燃料的使用和土地使用的变化，而甲烷和一氧化二氮的增加主要是由于农业。自第三次评估报告(TAR)以来，对人为变暖和变冷对气候影响的理解有所改善，从而使我们非常有信心地认为，自1750年以来，人类活动的全球平均净影响是变暖的影响之一。”

当然，这对100年后的地球意味着什么，谁也不知道，但许多人认为，人类应该采取措施减少大气中的这些气体。实现有益的社会目标的一种方法是给予个人和公司做某事的经济激励。一个流传的想法是“碳市场”，通过这个市场，能够节约能源(从而减少碳排放)的公司可以与那些缺乏现有技术的公司进行额外的信用交易。有人认为，整体效果对公司和环境都有利。

包利华,的董事长兼首席执行官位于康涅狄格州诺沃克的自动化供应商ABB公司是总部位于苏黎世的ABB集团有限公司的集团执行副总裁，他就将社会公益与经济利益联系起来提出了以下看法。“这次商业和气候变化会议是两党在国会如何建立一个强制性的以市场为基础的温室气体监管体系以应对气候变化的潜在影响方面的共同努力。对于大多数公司和组织来说，在这个石油和天然气价格上涨的时代，减少排放和降低能源成本的答案是唾手可得的。通过应用某些具有成本效益的电力和自动化解决方案，工业可以在今天实现大量的能源节约，而无需等待未来的替代燃料。智能能源使用的好处很简单:让每一千瓦更高效、更有成效地工作——节省数百万吨煤炭和石油产品，这些煤炭和石油产品现在被消耗来供应真正不需要的能源。”

波士顿分析公司Industry Directions的一份报告发现，生产和工程公司的经理们认为，他们必须采取行动，以抵消高企且不稳定的能源成本对公司利润率的影响。该公司关于能源成本对供应链战略影响的第二次年度研究“能源成本因素:转变供应链以抵消利润率挤压”发现，2006年预计高能源价格将损害其利润率的受访者数量是2005年的四倍。

Industry Directions负责人威廉•布兰德尔(William Brandel)表示:“今年的调查结果意义重大，因为它们表明，企业不仅仅是在供应链中最明显的领域承受着高能源成本的冲击。”“此外，他们现在认识到，他们不能把这些更高的成本转嫁给客户，也不能要求供应商降低成本。”

事实上在制造业中，有许多方法可以降低电机的运行成本，从改变电机本身到它们的驱动方式以及它们如何连接到负载。另一种方法是实施全面的设施能源控制，甚至可以应用精益思想原则来解决这个问题。

约翰·马林诺夫斯基(John Malinowski)是阿肯色州史密斯堡(Ft. Smith)供应商Baldor Electric Co.交流和直流电机的产品经理。他说，“工业中的汽车消耗了工厂67%的电力。任何能让他们更有效率的事情都会直接把钱放在底线上。到2002年，采用最佳实践的公司节省了高达50%的电气成本，原因是采用了合适尺寸的电机、增加变频驱动器、使用优质高效电机和改进机械连杆。”

马林诺夫斯基说，管理人员可以通过进行设施调查来开始提高效率。“第一步是最基本的。检查一下你的马达，记下每台的功率、马力、速度和每天的估计使用时间。通过让人们知道这些信息，你就不必把更换故障电机的决定留给三班倒的维修工了。”

“关于使用哪个电机以及是否倒带或使用Premium Efficient的决定应该经过深思熟虑。事实上，大多数人只根据购买价格来评估购买电机的决定，而事实上，这一成本仅占电机使用寿命期间总成本的2%。”“所以，如果有人一开始就买了最便宜的发动机，以为自己可以帮公司省钱，那么当你考虑到公司的总成本时，他往往是搬起石头砸自己的脚。”

第二级调查需要拿出一个电流表到每个电机，并确定电机是否正确加载。Malinowski说:“在80%到100%负载时，有一个最佳点。“还要考虑负载的类型。如果它是一个变扭矩负载，它可能是一个变频驱动器的前景。在离心负荷下，电机的马力随转速变化的立方而变化。如果在电机以额定速度运行时使用阀门来减少流量，则可以通过增加驱动器并以较低的速度运行电机来节省大量资金。”

在第三级你真的很像工程师。马林诺夫斯基表示，在这个层面上，你看到的是整个系统——尤其是与马达相连的所有东西。例如，使用正确类型的齿轮箱可以显著提高能源效率。“一些简单的东西，比如带凹槽的新型v型腰带，可以节省3%的费用。或者，可能有一台带有单相电机的机器，用三相电机会更有效率。或者也许你应该换成具有更高效率等级的永磁转子的电机。最后一条建议是将节能与可靠性联系起来。确保电机是正确的应用，”马林诺夫斯基总结道。

马萨诸塞州斯普林菲尔德(Springfield) Applied Proactive Technology公司商业和工业项目主管本哈特(Bruce Benkhart)说。作为系统集成商，他同意公司应该对他们的电机进行彻底分析的评估。他指出，由能源效率联盟的汽车决策问题(MDM)倡议提供的汽车主电子表格。

Benkhart说:“虽然MDM模型是用微软Excel电子表格格式快速进入并进行一些分析，但我们现在只需要对所有epa级(能源政策法案)电机进行全面审计。”“但最重要的是改变所有参与电机购买和应用决策的人的行为，”本哈特继续说道。“在这方面，政府的所有回扣都为实现这一变化做出了很大努力。下一件重要的事情是制定购买和使用发动机的新方式。这样，这些变化将比原来的冠军更长寿。接下来要做的就是对所有相关人员进行全面培训。”

电机在制造业中的一些应用与工艺或机器没有直接关系。位于北卡罗来纳州罗利的自动化供应商施耐德电气的泵部门经理Jack Creamer说，在泵应用中实施变频驱动，特别是在建筑物中，通常可以在不到18个月的时间内获得回报。施耐德HVAC部门经理张华补充说:“驱动器在HVAC(供暖、通风、空调)应用中可以节省30%的成本。”

根据Creamer的说法，比将驱动器添加到电机应用中更重要的是，工程师将驱动器中可用的电子设备与整体建筑控制结合起来。“我见过有人买了硬盘，然后只在设定值控制下操作，也就是说，要么开着，要么关着。更好的系统工程包括使用速度调节的力量来优化整个设施中的所有驱动器。”

施耐德包装驱动器产品经理莱昂•基萨斯(Leon Kythas)对那些打算在现有电机上安装一堆驱动器的人提出了工程学警告。他警告说:“在电机可能有很长的电源引线的旧设备中安装驱动器，或者电机仅设计为全速运行，可能会导致潜在的问题，如恼人的跳闸或电机过早故障。”“工程师需要平衡电机/驱动器组合，并检查占空比等因素。”

一项在电机系统中很容易忽略的是电机与负载的连接。一些专家说，这是一个提供节能的成熟领域。那个装有减速器的神秘黑盒子可能是一个巨大的能量筛子。

Dave Ballard是齿轮电机和驱动器供应商SEW-Eurodrive公司的工程和营销经理，他承认驱动器有潜在的节能效果，但他也鼓励用户从整个系统来看。“当应用程序包含大量的循环、启动/停止或索引时，由于初始启动电流，节省的能源可能会蒸发。看看整个传动系统。整个系统稳定吗?看看齿轮箱。有时候，你只需要一个新的齿轮箱就可以节省25分。”

电机是一个主要的能源用户，所以非常彻底地分析它们是有意义的。但如果整个设施都被忽视，那么又一次大幅削减能源账单的机会就失去了。Barry Contral是自动化供应商西门子能源与自动化公司接入产品组的业务部门经理，该公司位于佐治亚州诺克罗斯。他说:“工业成本已经超过了其他成本，但电力账单是一个很大的未知数。来自公用事业的成本，如不良功率因数收费或高峰需求收费，可能很大。除非你监控它，否则你可能永远不会知道你应该采取行动来解决这些问题，或者公用事业公司可能因为他们的错误测量而向你收取过高的费用，”Contral建议。“有了一个好的电力监控解决方案，管理人员可以分析工厂的各个部分，并确定哪些流程或设施的哪个部分是最大的用户。这样他们就知道在哪里可以节省最初的大笔开支。”

最后一点可以分析的节能技术隐藏在整个工厂的电气外壳中——恒压变压器(cvt)。一家生产基于电容的过滤产品的公司，位于威斯康辛州麦迪逊的软交换技术公司。该公司对许多公司进行了调查，其数据显示，典型的CVT在大多数时候的加载率约为50%。根据该负荷下变压器效率的行业数据，该公司预测，对于一个拥有2000个额定6kva cvt的“典型”工厂，使用其产品每年可节省近200万美元。

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