研究和實踐表明， 機電產品的節能技術改造， 其最終效果應放在與之相關的大系統中綜合考量和評估。 本文以粘膠長絲生產企業十分重要和數量眾多的紡絲電錠為例， 分析和總結了歷史上多次重大的技改因目的、途徑和方法上的偏失而導致實際效果與目標值大相徑庭的原因， 為今後的系統節能課題研究提供了思考路徑與參考資料。
紡絲電錠是粘膠長絲生產廠主要生產設備R531或R535離心式連續紡絲機中重要的核心部件， 每只額定功率約在150W左右， 每台紡絲機分成若干區分， 每個區分裝錠若干隻（見圖1所示），
圖1 R531紡絲機電錠組示意圖
國內每家上規模的粘膠長絲生產企業都擁有數百台同類型紡絲機， 因此每家企業紡絲電錠的裝機容量都在數千kW以上， 每年僅在紡絲電錠上消耗的電能都在數千萬kWh，
需要引起研究者和工程設計人員值得注意的是：紡絲電錠作為一個能量轉換裝置， 其各項技術參數的變更， 不僅影響到其在自身的電能——機械能轉換系統中的節能效果， 還會波及到粘膠長絲生產的全過程與大系統， 即後續的洗滌脫水烘乾、紡絲系統空調排風、紡絲電錠中頻電源電能轉換等其他系統能耗的升與降， 因此在對紡絲電錠技術改造的節能效果進行考量和評估時必須摒棄長期形成的思維定勢， 引入全面、綜合和科學的評價體系。
1.紡絲電錠能耗分析紡絲電錠原設計的額定功率為150W， 額定電壓為150V，
紡絲電錠的負載是一隻罐狀受絲物， 俗稱離心罐（見圖2所示）， 其功能為受絲、加撚、脫水， 在近萬轉高速下長期連續運轉， 與外套的塑膠圓筒之間的空氣磨擦是其能耗的主要成因。
圖2 紡絲機電錠負載示意圖
因此從系統節能的觀點來講， 紡絲電錠作為獨立的機電轉換裝置， 因為P1=P2/η,所以減少其輸入功率P1的途徑， 一是提高電錠電能——機械能的轉換效率η， 二是減少電錠的輸出功率P2。
1.1提高紡絲電錠的效率
紡絲電錠最早是從國外引進的， 原設計的基礎條件比較好。 電機利用係數KA低， 電磁負荷（A、Bδ）也低， 電機溫升自然較低， 電機的效率也就比普通同功率等級的非同步電機高。
150W三相中頻非同步電動機的額定效率ηe能達到78%以上， 即使按照現行的電機設計能效標準， 也屬上佳。 在電機總損耗中， 鐵耗約占30%， 定子銅耗約占40%， 轉子銅耗約占16%， 雜散損耗約占12%， 機械損耗約占2%。
要想減少銅、鐵耗， 都是需要增加電機銅、鐵材料耗量， 也即增加電機製造成本和價格[3]。 六、七十年代時因物質資源匱乏， 在機電產品設計領域中曾經把“重量輕、體積小”作為技術政策和唯一的價值取向， 其實際上是以降低產品效率作為代價的。
因此後來推出的新一代國產電錠其額定效率普遍無出其左。 前些年由於能源供求矛盾突出， 一些製造廠商為迎合市場需要， 紛紛推出新的所謂“節能”電錠， 也是多以“重量輕、體積小”作為“看點、賣點”， 其實質是減少電錠額定功率， 以效率換成本， 對用戶來說只能是得不償失。
而且因為紡絲電錠的負載——離心罐具有大慣量特性， 因此對電錠的起動轉矩和制動轉矩要求較高， 如果減少電錠額定功率， 必然延長電錠起動時間和制動時間，造成廢絲增加，也即相對增加了紡絲電錠的能耗成本。
1.2降低紡絲電錠的輸出功率
紡絲電錠的輸出功率P2=k*H*D4*n2.7[2]。k為離心罐的相關係數，與離心罐的幾何形狀、罐體外表光潔度以及離心罐所處小環境的空氣密度（如加大排毒風機的排風量時，可在包圍離心罐的塑膠圓桶內造成負壓，減少空氣密度）等因素有關，但影響最大的當屬罐壁四周的排水小孔的直徑與數量。
H為罐體的高度，D為罐壁的平均直徑，直徑的影響要遠遠大於高度的影響。電錠輸出功率與離心罐及內盛的絲餅重量無關，而與絲餅的厚度有關。因為隨著絲餅厚度的增加，意味著離心罐“內壁”直徑在減小，也即與空氣磨擦的接觸面積在減小。
實驗資料顯示，當離心罐為空罐時，電錠的輸入功率較大，而當罐中漸漸盛滿絲餅後，電錠的輸入功率反而漸漸減小，即為明證。離心罐的轉速n對電錠輸出功率的影響更為直接，只要生產工藝條件與電源變頻手段允許，適當降低電錠的實際運轉速度，即可大大減少電錠的輸出功率。要減少紡絲電錠的負載功率，無疑須從這幾個方面入手。
2.紡絲電錠節能改造要顧及對相關系統的間接影響粘膠長絲生產流程比較長，工藝較複雜，紡絲電錠的主要功能僅是將噴絲頭出來的、經過酸浴後的絲束，在離心力作用下加撚、集合成餅於離心罐內。在此同時，紡絲電錠帶動離心罐高速旋轉時還承擔著脫水和排風（毒氣）功能，因此對離心罐形狀、尺寸及轉速的調整、變更，都將波及其他系統中能量轉換的效果與效率，正如混沌學中的“蝴蝶效應”一樣，務必引起大家重視。
2.1紡絲電錠對紡絲車間排風系統的影響
粘膠從噴絲頭出來後，經過酸浴化學反應後，產生大量的有害氣體H2S，需排出車間。在這一排風系統中，成千上萬的紡絲電錠作為成千上萬個小鼓風機，集體向系統送風。降低“鼓風機”的轉速，雖然能夠節省“鼓風機”群的能耗，但是以降低系統排風效果為代價的。也即是，如果要維持原設計的排風效果，必須增大系統排風機的輸入功率。此長彼消或此消彼長，是需要認真反復比較的。
2.2紡絲電錠對後處理加工系統的影響
紡絲結束後形成的絲餅，還需經過壓洗（洗滌）、脫水、烘乾、整理等後處理工序，所需消耗的人工和能耗都是不少的，尤其是脫水和烘乾兩工序。某龍頭企業曾依託某著名高校科研力量對離心罐形狀、結構進行了改進，取得了明顯的電錠節能效果[4]。
最可借鑒的是取消了罐壁原設的6~12只脫水小孔，使電錠的輸入功率有了較顯著的下降。但是離心罐形狀、尺寸的變更，必將連帶地影響到後續工藝中的壓洗機和脫水電錠工裝的變更，涉及的改造成本比較高。也有業內人士認為，取消脫水小孔必然影響絲餅的初步脫水效果，從紡絲電錠看來雖是節省了電能，但在後道工序（洗滌、離心脫水和烘乾）中必定會使附加能耗相應增大[1]。
再者，為了適應離心罐和塑膠圓筒的結構改進，此電錠是以降低電錠電動機的額定功率和額定效率（ηe僅為70%）為代價的，似有點得不償失。額定效率降低的負面效應顯而易見，而額定功率的降低也即額定轉矩的下降，將會影響到電錠啟動和制動的時間，造成廢絲增加，無異于產品單耗的上升。
另外三相非同步電動機實際運行效率還與電機的負載率相關，一般當負載率為65~85%時電機處於最佳經濟運行區，運行效率為最高。
在目前大力推廣大卷裝絲餅的背景下，加上軸承因缺油而機械損耗異常增大時，如果還用較小功率電錠去替代原先較大功率電錠，必將使電錠負載率接近甚至超過滿負荷，實際運行效率反會逆勢下降。本意為節能，實際效果卻是適得其反，其原因是多數人在概念上總以為“小馬拉大車”一定比“大馬拉小車”節能，很少考慮到在“大”與“小”之間相對的“度”的關係[5][6]。
2.3紡絲電錠轉速調節需要一套變頻裝置
按紡絲工藝要求，電錠正常運轉速度應為7980~9000r/min之間的某一定值。因為紡絲電錠的極對數為1，所以要求供電電源的頻率在133~150Hz之間。這套中頻電源裝置通常是通過不同方式將工頻市電轉換成所需的中頻，且要求供電可靠，頻率穩定，轉換效率高，固定資產投資費用低。目前主流的變頻方式有以下幾種。
2.3.1同步電動機——同步發電機組
早期的中頻電動-發電機組多為6極同步電動機-16極同步發電機組，機組同步轉速為1000r/min，輸出中頻電源頻率恒為133Hz，對維持電錠轉速恒定，確保絲束撚度一致性（絲餅品質指標）大有好處。電動發電機組額定功率為1500或3000kW，電源電壓為工頻10kV，運轉效率要高於普通小功率機組。
中頻輸出電壓為1000V，至線路末端再經中頻變壓器降為電錠所需的150V，因此電能輸送壓降和損耗都比較小。133 Hz也因此列入GB 1980《額定頻率》規定的一般工業電氣設備適用頻率之中，並說明“僅限於人造纖維的紡錠用”。
2.3.2非同步電動機——同步發電機組
上述大功率、專用中頻電動-發電機組無論在過去和現在都是“稀缺”資源，因此後來就有人用小功率普通三相非同步電動機-同步發電機組替代之。這種機組的發電功率在200kW以下，輸出中頻額定電壓為150V，機組額定效率在75%以下。
電動機與發電機的極數比為1：3，因此輸出中頻電源的頻率在146~148Hz之間（與非同步電動機的轉差率大小有關），不再是恒定值。相對於同樣的電錠負載（離心罐的形狀尺寸相同），由於其發電輸出頻率遠高於133Hz，致使離心罐的轉速要高出原先10%左右，也即系統的能耗增大了近30%，十分驚人，但同時卻也為紡絲電錠系統節能提供了巨大的潛力空間。
2.3.3可調速非同步電動機——同步發電機組
前些年非同步電動機串激調速技術的大力推廣為中頻發電機組降速（頻）節能提供了可行手段。可控矽串激調速裝置調速範圍較廣，可使機組的轉速下調30%以上，使中頻頻率下降至125Hz以下，如果工藝允許，節能效果確是十分巨大。
但由於生產工藝的調整和多年操作習慣的形成，再想將電錠轉速調整至8500r/min以下，已成為難以逾越的工藝“底線”。而這不足5%的調速率正處於串調裝置可控矽逆變的臨界點附近，極易使逆變顛覆、機組從串調自動切換至非同步運行，造成同一時段內不同機組之間存在轉速差異，也即使同批產品（絲餅）之間出現了不應有的品質差異而降等。
還有當串調裝置處於逆變臨界點附近時，已無多少電機轉差能量可向電網回饋，也就無所謂串調裝置可使電機轉子轉差能量回饋電網之說。在這種工況條件下，有人提議不妨直接選用高滑差非同步電動機代替串調裝置降速，同樣可以達到系統節能的目的，並提高系統運行可靠性不無道理。
有實際案例證明，南方某企業用高滑差電機代替原有中頻發電機組中的原動機後，致使機組的輸入功率平均下降了12%，每年為企業節省電費近百萬。
2.3.4大功率靜止變頻裝置
隨著變頻調速技術的進步和價格的下降，大功率靜止變頻器已受到不少粘膠長絲生產企業的青睞，但大多數企業採用的目的並不是因為生產工藝上調速需要，而僅僅是出於電錠降速節能的需要，使高科技精良裝備並沒有發揮出巨大的潛能。靜止變頻裝置無機械損耗，其變頻效率自然要比動變頻高。但其同樣也會有各式各樣不可避免的電磁損耗，實際運行效率跟其工作頻率和裝置利用率等因素有關。
紡絲電錠群在實際操作中，常有一定數量的電錠需在某時刻同時起動或制動，此時包含部分電錠起動電流或堵轉電流的合成電流要大大超過正常工作時實際需要的電流，為防止因衝擊電流致使變頻電源裝置跳閘，常常需在配置變頻電源功率時留足裕量，這就使變頻器在大多數正常工作時間內的負荷率低於2/3甚至1/2以下，變頻器在多數時段內的實際運行效率僅為85%或更低，其效率優勢大打折扣。
如果電錠轉速如上所說因故不允有較大的下調，變頻器節能的理由就不會太充分。大功率變頻器對工作環境的溫、濕度條件要求較高，沒有良好的環境條件裝置易出故障，而環境條件的保障也需要企業支付較高的空調能耗代價。
變頻器對供電電源品質要求也較高，不正常的電源過電壓、閃絡或暫態失電都易使其內部元器件損壞或裝置保護動作，大批電錠因失電而造成紡絲中斷的經濟損失也是不可估量的。另外，大功率變頻器自身產生的諧波對供電電源造成的污染也不容忽視。因此企業在為紡絲電錠配置變頻電源時應作慎密考慮和綜合評價。
2.3.5直供式中頻發電機組
從35kV總降壓站到10kV車間變配電所，從50Hz、380V工頻電源到150Hz、150V中頻電源，其間電能的傳輸損失約占了1/3以上。也即企業消耗1度中頻電，需要為之支付1.5度市電的成本，還不包括與之相關的人力、物力成本，令人歎為觀止。
一些規模較大的粘膠化纖生產企業內都有自備的餘熱發電站，也是先將餘熱轉發為50HZ工頻電後併入社會電網，再從社會電網取得工頻電繼而轉換為150HZ的中頻電，其間的電能輸送、轉換“路徑”更長，損耗自然更大。
若能通過餘熱電站直接發供150HZ中頻電自用，豈不可以大大減少轉換過程中不必要的能量損耗。因此，如何縮短從一次能源到二次能源甚至三次能源的轉換“路徑”，譬如利用柴油發電機、燃氣發電機或天然氣發電機直接發、供可調頻的中頻電源，則在紡絲電錠系統節能或工程設計諸多課題中不失為一極具技術經濟價值的選題內容。
3.推介兩項簡單實用的紡絲電錠節能技術從上述分析可知，按習慣的思維模式出發對傳統的機電產品進行技術改造，往往很少顧及或繞不開對相應系統性能或節能效果的影響。稍有不慎，就會事與願違或事倍功半。下面推介的兩項紡絲電錠節能技術既方便、實用、見效快，對相關系統的影響又微乎其微。
3.1紡絲電錠減少機械損耗目標明確潛力巨大
中小型交流非同步電動機的機械損耗約占電機總損耗的2%左右，這是指軸承在正常潤滑狀態下的某個設定值。目前國內許多粘膠長絲廠家之所以電錠耗能劇增，主要原因還是在於多數電錠都是帶“病”運行，其軸承機械損耗遠遠超出了電錠出廠時的允許值。
因為紡絲電錠原設計為用錠子油作為潤滑介質，可以按規定週期進行補充、更換，是一種“可持續”、“可迴圈”的較為科學的潤滑方式。可後來有人假借“減輕”勞動強度，將其改為一次性的脂潤滑，並實施“驢不死不卸磨”的養護策略，致使電錠的平均使用壽命縮短至一年左右，實際投入的人力、物力成本不減反增。
尤其在電錠使用壽命的後期，由於軸承潤滑失效，機械損耗遠遠超過了電錠的正常損耗，轉速下降，溫升加大，耗電量劇增。有人曾作過測評，在電錠使用壽命週期內，電錠的平均輸入功率增加了10%以上。目前大多數企業對脂潤滑紡絲電錠耗能居高不下的根源認識不清，而“新”開發的那些電錠對此也無任何實質改進。
因此，改善潤滑方式和完善設備潤滑條例才是恢復電錠效率的兩項不可或缺的技術和管理措施。附圖4所示即為南方某研究單位新近推出的外設集約化輔助潤滑油處理系統，加上原設計電錠具有的錠子油內迴圈潤滑系統，組成富有創意的機電一體化技改項目，不僅大大減輕員工的勞動強度，提高電錠潤滑效果，延長電錠使用壽命，還使電錠因潤滑失效導致的非正常能耗降至最低[7]。該項技術已申請實用新型專利，值得推廣。
圖4 外設集約化輔助潤滑油處理系統
3.2紡絲電錠無功就地補償減少無功損耗簡單可行
由於目前國內大多數化纖廠的紡絲電錠中頻電源工作頻率普遍低於紡絲電錠原設計的額定工作頻率，因此電錠實際運行轉速要遠低於額定轉速，也即電錠的負載率普遍較低，所以電錠的功率因數大多低於0.75，電錠無功補償潛力很大。
而且，從中頻電源到電錠電動機輸送距離較遠，線路傳輸損耗較大，如果採用就地補償，既可行，又具有節能效果，很有推廣價值。只是，這類低壓（~150V）中頻（150HZ）補償電容在目前國內市場上尚屬“稀缺”。
4.建立紡絲電錠節能技術評價體系的現實意義
目前，我國紡絲企業全部裝錠數約20萬隻，年均耗電約2.4億kW·h。如果能在此基礎上節約10%，不僅經濟價值巨大，而且具有深刻的社會意義。多年以來，各企業對於紡絲電錠的節能不可謂不重視。
但由於缺乏正確的政策導向和科學的評價體系，再加上各企業各自為“戰”或盲目跟風，使很多企業雖耗資巨大卻收效甚微，甚至事倍功半或事與願違。本文提出的一些看法和意見，可供各化纖企業在制訂節能戰略規劃時參考。
（摘編自《電氣技術》，原文標題為“紡絲電錠在工程全系統中節能效果的綜合考量與評估”，作者為胡小崴、胡嗣烱。）
1.2降低紡絲電錠的輸出功率
紡絲電錠的輸出功率P2=k*H*D4*n2.7[2]。k為離心罐的相關係數，與離心罐的幾何形狀、罐體外表光潔度以及離心罐所處小環境的空氣密度（如加大排毒風機的排風量時，可在包圍離心罐的塑膠圓桶內造成負壓，減少空氣密度）等因素有關，但影響最大的當屬罐壁四周的排水小孔的直徑與數量。
H為罐體的高度，D為罐壁的平均直徑，直徑的影響要遠遠大於高度的影響。電錠輸出功率與離心罐及內盛的絲餅重量無關，而與絲餅的厚度有關。因為隨著絲餅厚度的增加，意味著離心罐“內壁”直徑在減小，也即與空氣磨擦的接觸面積在減小。
實驗資料顯示，當離心罐為空罐時，電錠的輸入功率較大，而當罐中漸漸盛滿絲餅後，電錠的輸入功率反而漸漸減小，即為明證。離心罐的轉速n對電錠輸出功率的影響更為直接，只要生產工藝條件與電源變頻手段允許，適當降低電錠的實際運轉速度，即可大大減少電錠的輸出功率。要減少紡絲電錠的負載功率，無疑須從這幾個方面入手。
2.紡絲電錠節能改造要顧及對相關系統的間接影響粘膠長絲生產流程比較長，工藝較複雜，紡絲電錠的主要功能僅是將噴絲頭出來的、經過酸浴後的絲束，在離心力作用下加撚、集合成餅於離心罐內。在此同時，紡絲電錠帶動離心罐高速旋轉時還承擔著脫水和排風（毒氣）功能，因此對離心罐形狀、尺寸及轉速的調整、變更，都將波及其他系統中能量轉換的效果與效率，正如混沌學中的“蝴蝶效應”一樣，務必引起大家重視。
2.1紡絲電錠對紡絲車間排風系統的影響
粘膠從噴絲頭出來後，經過酸浴化學反應後，產生大量的有害氣體H2S，需排出車間。在這一排風系統中，成千上萬的紡絲電錠作為成千上萬個小鼓風機，集體向系統送風。降低“鼓風機”的轉速，雖然能夠節省“鼓風機”群的能耗，但是以降低系統排風效果為代價的。也即是，如果要維持原設計的排風效果，必須增大系統排風機的輸入功率。此長彼消或此消彼長，是需要認真反復比較的。
2.2紡絲電錠對後處理加工系統的影響
紡絲結束後形成的絲餅，還需經過壓洗（洗滌）、脫水、烘乾、整理等後處理工序，所需消耗的人工和能耗都是不少的，尤其是脫水和烘乾兩工序。某龍頭企業曾依託某著名高校科研力量對離心罐形狀、結構進行了改進，取得了明顯的電錠節能效果[4]。
最可借鑒的是取消了罐壁原設的6~12只脫水小孔，使電錠的輸入功率有了較顯著的下降。但是離心罐形狀、尺寸的變更，必將連帶地影響到後續工藝中的壓洗機和脫水電錠工裝的變更，涉及的改造成本比較高。也有業內人士認為，取消脫水小孔必然影響絲餅的初步脫水效果，從紡絲電錠看來雖是節省了電能，但在後道工序（洗滌、離心脫水和烘乾）中必定會使附加能耗相應增大[1]。
再者，為了適應離心罐和塑膠圓筒的結構改進，此電錠是以降低電錠電動機的額定功率和額定效率（ηe僅為70%）為代價的，似有點得不償失。額定效率降低的負面效應顯而易見，而額定功率的降低也即額定轉矩的下降，將會影響到電錠啟動和制動的時間，造成廢絲增加，無異于產品單耗的上升。
另外三相非同步電動機實際運行效率還與電機的負載率相關，一般當負載率為65~85%時電機處於最佳經濟運行區，運行效率為最高。
在目前大力推廣大卷裝絲餅的背景下，加上軸承因缺油而機械損耗異常增大時，如果還用較小功率電錠去替代原先較大功率電錠，必將使電錠負載率接近甚至超過滿負荷，實際運行效率反會逆勢下降。本意為節能，實際效果卻是適得其反，其原因是多數人在概念上總以為“小馬拉大車”一定比“大馬拉小車”節能，很少考慮到在“大”與“小”之間相對的“度”的關係[5][6]。
2.3紡絲電錠轉速調節需要一套變頻裝置
按紡絲工藝要求，電錠正常運轉速度應為7980~9000r/min之間的某一定值。因為紡絲電錠的極對數為1，所以要求供電電源的頻率在133~150Hz之間。這套中頻電源裝置通常是通過不同方式將工頻市電轉換成所需的中頻，且要求供電可靠，頻率穩定，轉換效率高，固定資產投資費用低。目前主流的變頻方式有以下幾種。
2.3.1同步電動機——同步發電機組
早期的中頻電動-發電機組多為6極同步電動機-16極同步發電機組，機組同步轉速為1000r/min，輸出中頻電源頻率恒為133Hz，對維持電錠轉速恒定，確保絲束撚度一致性（絲餅品質指標）大有好處。電動發電機組額定功率為1500或3000kW，電源電壓為工頻10kV，運轉效率要高於普通小功率機組。
中頻輸出電壓為1000V，至線路末端再經中頻變壓器降為電錠所需的150V，因此電能輸送壓降和損耗都比較小。133 Hz也因此列入GB 1980《額定頻率》規定的一般工業電氣設備適用頻率之中，並說明“僅限於人造纖維的紡錠用”。
2.3.2非同步電動機——同步發電機組
上述大功率、專用中頻電動-發電機組無論在過去和現在都是“稀缺”資源，因此後來就有人用小功率普通三相非同步電動機-同步發電機組替代之。這種機組的發電功率在200kW以下，輸出中頻額定電壓為150V，機組額定效率在75%以下。
電動機與發電機的極數比為1：3，因此輸出中頻電源的頻率在146~148Hz之間（與非同步電動機的轉差率大小有關），不再是恒定值。相對於同樣的電錠負載（離心罐的形狀尺寸相同），由於其發電輸出頻率遠高於133Hz，致使離心罐的轉速要高出原先10%左右，也即系統的能耗增大了近30%，十分驚人，但同時卻也為紡絲電錠系統節能提供了巨大的潛力空間。
2.3.3可調速非同步電動機——同步發電機組
前些年非同步電動機串激調速技術的大力推廣為中頻發電機組降速（頻）節能提供了可行手段。可控矽串激調速裝置調速範圍較廣，可使機組的轉速下調30%以上，使中頻頻率下降至125Hz以下，如果工藝允許，節能效果確是十分巨大。
但由於生產工藝的調整和多年操作習慣的形成，再想將電錠轉速調整至8500r/min以下，已成為難以逾越的工藝“底線”。而這不足5%的調速率正處於串調裝置可控矽逆變的臨界點附近，極易使逆變顛覆、機組從串調自動切換至非同步運行，造成同一時段內不同機組之間存在轉速差異，也即使同批產品（絲餅）之間出現了不應有的品質差異而降等。
還有當串調裝置處於逆變臨界點附近時，已無多少電機轉差能量可向電網回饋，也就無所謂串調裝置可使電機轉子轉差能量回饋電網之說。在這種工況條件下，有人提議不妨直接選用高滑差非同步電動機代替串調裝置降速，同樣可以達到系統節能的目的，並提高系統運行可靠性不無道理。
有實際案例證明，南方某企業用高滑差電機代替原有中頻發電機組中的原動機後，致使機組的輸入功率平均下降了12%，每年為企業節省電費近百萬。
2.3.4大功率靜止變頻裝置
隨著變頻調速技術的進步和價格的下降，大功率靜止變頻器已受到不少粘膠長絲生產企業的青睞，但大多數企業採用的目的並不是因為生產工藝上調速需要，而僅僅是出於電錠降速節能的需要，使高科技精良裝備並沒有發揮出巨大的潛能。靜止變頻裝置無機械損耗，其變頻效率自然要比動變頻高。但其同樣也會有各式各樣不可避免的電磁損耗，實際運行效率跟其工作頻率和裝置利用率等因素有關。
紡絲電錠群在實際操作中，常有一定數量的電錠需在某時刻同時起動或制動，此時包含部分電錠起動電流或堵轉電流的合成電流要大大超過正常工作時實際需要的電流，為防止因衝擊電流致使變頻電源裝置跳閘，常常需在配置變頻電源功率時留足裕量，這就使變頻器在大多數正常工作時間內的負荷率低於2/3甚至1/2以下，變頻器在多數時段內的實際運行效率僅為85%或更低，其效率優勢大打折扣。
如果電錠轉速如上所說因故不允有較大的下調，變頻器節能的理由就不會太充分。大功率變頻器對工作環境的溫、濕度條件要求較高，沒有良好的環境條件裝置易出故障，而環境條件的保障也需要企業支付較高的空調能耗代價。
變頻器對供電電源品質要求也較高，不正常的電源過電壓、閃絡或暫態失電都易使其內部元器件損壞或裝置保護動作，大批電錠因失電而造成紡絲中斷的經濟損失也是不可估量的。另外，大功率變頻器自身產生的諧波對供電電源造成的污染也不容忽視。因此企業在為紡絲電錠配置變頻電源時應作慎密考慮和綜合評價。
2.3.5直供式中頻發電機組
從35kV總降壓站到10kV車間變配電所，從50Hz、380V工頻電源到150Hz、150V中頻電源，其間電能的傳輸損失約占了1/3以上。也即企業消耗1度中頻電，需要為之支付1.5度市電的成本，還不包括與之相關的人力、物力成本，令人歎為觀止。
一些規模較大的粘膠化纖生產企業內都有自備的餘熱發電站，也是先將餘熱轉發為50HZ工頻電後併入社會電網，再從社會電網取得工頻電繼而轉換為150HZ的中頻電，其間的電能輸送、轉換“路徑”更長，損耗自然更大。
若能通過餘熱電站直接發供150HZ中頻電自用，豈不可以大大減少轉換過程中不必要的能量損耗。因此，如何縮短從一次能源到二次能源甚至三次能源的轉換“路徑”，譬如利用柴油發電機、燃氣發電機或天然氣發電機直接發、供可調頻的中頻電源，則在紡絲電錠系統節能或工程設計諸多課題中不失為一極具技術經濟價值的選題內容。
3.推介兩項簡單實用的紡絲電錠節能技術從上述分析可知，按習慣的思維模式出發對傳統的機電產品進行技術改造，往往很少顧及或繞不開對相應系統性能或節能效果的影響。稍有不慎，就會事與願違或事倍功半。下面推介的兩項紡絲電錠節能技術既方便、實用、見效快，對相關系統的影響又微乎其微。
3.1紡絲電錠減少機械損耗目標明確潛力巨大
中小型交流非同步電動機的機械損耗約占電機總損耗的2%左右，這是指軸承在正常潤滑狀態下的某個設定值。目前國內許多粘膠長絲廠家之所以電錠耗能劇增，主要原因還是在於多數電錠都是帶“病”運行，其軸承機械損耗遠遠超出了電錠出廠時的允許值。
因為紡絲電錠原設計為用錠子油作為潤滑介質，可以按規定週期進行補充、更換，是一種“可持續”、“可迴圈”的較為科學的潤滑方式。可後來有人假借“減輕”勞動強度，將其改為一次性的脂潤滑，並實施“驢不死不卸磨”的養護策略，致使電錠的平均使用壽命縮短至一年左右，實際投入的人力、物力成本不減反增。
尤其在電錠使用壽命的後期，由於軸承潤滑失效，機械損耗遠遠超過了電錠的正常損耗，轉速下降，溫升加大，耗電量劇增。有人曾作過測評，在電錠使用壽命週期內，電錠的平均輸入功率增加了10%以上。目前大多數企業對脂潤滑紡絲電錠耗能居高不下的根源認識不清，而“新”開發的那些電錠對此也無任何實質改進。
因此，改善潤滑方式和完善設備潤滑條例才是恢復電錠效率的兩項不可或缺的技術和管理措施。附圖4所示即為南方某研究單位新近推出的外設集約化輔助潤滑油處理系統，加上原設計電錠具有的錠子油內迴圈潤滑系統，組成富有創意的機電一體化技改項目，不僅大大減輕員工的勞動強度，提高電錠潤滑效果，延長電錠使用壽命，還使電錠因潤滑失效導致的非正常能耗降至最低[7]。該項技術已申請實用新型專利，值得推廣。
圖4 外設集約化輔助潤滑油處理系統
3.2紡絲電錠無功就地補償減少無功損耗簡單可行
由於目前國內大多數化纖廠的紡絲電錠中頻電源工作頻率普遍低於紡絲電錠原設計的額定工作頻率，因此電錠實際運行轉速要遠低於額定轉速，也即電錠的負載率普遍較低，所以電錠的功率因數大多低於0.75，電錠無功補償潛力很大。
而且，從中頻電源到電錠電動機輸送距離較遠，線路傳輸損耗較大，如果採用就地補償，既可行，又具有節能效果，很有推廣價值。只是，這類低壓（~150V）中頻（150HZ）補償電容在目前國內市場上尚屬“稀缺”。
4.建立紡絲電錠節能技術評價體系的現實意義
目前，我國紡絲企業全部裝錠數約20萬隻，年均耗電約2.4億kW·h。如果能在此基礎上節約10%，不僅經濟價值巨大，而且具有深刻的社會意義。多年以來，各企業對於紡絲電錠的節能不可謂不重視。
但由於缺乏正確的政策導向和科學的評價體系，再加上各企業各自為“戰”或盲目跟風，使很多企業雖耗資巨大卻收效甚微，甚至事倍功半或事與願違。本文提出的一些看法和意見，可供各化纖企業在制訂節能戰略規劃時參考。
（摘編自《電氣技術》，原文標題為“紡絲電錠在工程全系統中節能效果的綜合考量與評估”，作者為胡小崴、胡嗣烱。）