节能整流器实战纪录

作者：加力富电子有限公司 林荣耀

欢迎访问e展厅 展厅 7 喷涂/清洗/表面工程展厅 PVD涂层设备, 电镀设备, 热镀锌设备, 超声波清洗机, 静电喷粉机, ... 导言 现在能源短缺，电镀行业要求采用先进节能设备包括整流器、风机、加热设备等。以国外电镀行业研究所得，在电镀工厂首4项能源消耗者为( Mueller，2004) 1.) 整流器 ； 2.) 空调系统； 3.) 整流器至镀槽的输出条 (例如铜排或电缆) 4.) 加热设备等 电镀线耗能约为工厂的24%，故此，改善电镀生产线效率，可以减少运作成本和提高生产力。 电镀工艺流程的电能消耗 以电镀硬铬为例，其功率约为14%，锌镍电镀效率为27-50%，剩余电能会转化为热能及生产氢气 (Westbrook，2005 ) 。所以，如能减少电镀时间，增加效率，或改良工艺， 亦可以节省电能， 保持有效率的电镀系统亦可减省电力损耗。 整流器 现今电镀工厂所采用的直流 (DC) 整流器分为两类。一为可控硅SCR整流器，另外为开关电源 (高频整流器)。在节能方面，因开关电源采用高频铁磁组件，效率比SCR整流器为高 (80-90%相对70-75%)，再者，功率因素介乎0.9-0.99之间， 故此，在省电方面，概括地说，在同一负载下，可达20-30%。 SCR整流器，在满负载时，其效率可达65-75%，但在半载或小于半载情况下， 效率祗有30%，但开关电源不太受负载影响，效率可达80%以上。故此开关电源设备价格较高，但很快能收回投资成本，并且能提高电镀质量质量。 本公司数年来，在中国及台湾作了多次电能量度，与SCR可控硅整流器作节能比较，摘要如下表： 根据现场量度经验，大部份用户不采用合适尺寸的整流器，例如用户使用12V/1500A SCR整流器，其输出功率12V/115A，为全负载的7.7%，结果是设备投资昂贵，配套 (如电缆，铜排)过大，纹波(Ripple)过高(可达15-20%) ，影响电镀质量，耗能，(估计每年多花美元1，000) 除此之外，因输出低，其功率因素约为0.4-0.7，不符合台湾指标功率因素(0.8)，引起惩罚性电费及电力局的关注，再者，本公司发现在满负载(80%)时，其功率因子接近0.8，只是合乎电力局最低要求。如将来电力局提高指标 (例如从0.8至0.85) 该等整流器便要升级配合。反观Flex Kraft整流器在满负载(80%)时，平均功率有0.93，产生高效率节能效果。 评估整流器电能损耗情况 用户可以用简单方法，评估现时厂房整流器的耗能情况，首先用户可用电流表，量度其输入整流器内继电器的电流，量度其输出的DC电流，电压，运用计算，便可了解其整流器的耗能及效率，可用下列例子说明 : 假设 输入电源: 380V，3相，功率因素：0.8 (台湾指标) SCR 整流器尺寸：12V/ 3000A 输出DC： 10.7V， 1950A； 继电器输入电流(量度)； 57.1A 视在功率 = √3 x电压 x 继电器电流 / 1000 ( KVA) = √3 x 380V x 57.1A / 1000 = 37.58 KVA 输入功率 = 37.58 x 0.8 (功率因素) = 30 KW 效率 = 10.7V x 1950V/(1000x30) = 70% 比对Flex Kraft整流器12V/3000A，同一DC输出， 其功率及效率估计如下: 功率 = √3 x 380V x 38A/ 1000 x 0.9 (功率因素) = 25 KVA x 0.9 = 22.5 KW 效率 = 10.7 V x 1950A/ (1000 x 22.5) = 92.7 % 如以一年工作时7，200 小时，电费为美元 0.086 / KWH，比较SCR整流器，节能约美元4，600元 / 年。 结论 在开关电源与SCR可控硅整流器节能比较。数年来，本公司人员在中国及台湾进行量度数据，平均节能可达20-25%，实际节能效果是根据用户使用功率，工作时间及设备设计而定，并且，本公司发现很多用户采用过大型的SCR可控硅整流器应用，令设备效率降低，耗能更大及造成产品电镀质量不良。 Bibliography ( 参考文献 ) Fred Mueller, Improving the Efficiency of Your Rectifier, Coatings, Oakville : Mar / Apr 2004. Vol. 25, Iss. 5, p. 30 ( 2 pp.). Ken Westbrook, Energy Efficiency In Plating, Coatings, Oakville : Nov / Dec， 2005. Vol. 27, Iss. 3, p. 43 ( 3 pp.). Mazzeo, D.A., Energy Conservation in Plating and Surface Finishing, Plating and Surface Finishing, July 1979. 王敏， 电镀与节能， 石油化工腐蚀与防护， 2001， 18(4)， 57。 林荣耀， 节能整流器在电镀厂重要角色， 2007。 陆兴元， 电镀过程中的节能技术， 材料与表面处理， 2001年， 第1期。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (3/25/2009)