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关键词:经济发展;商品劳务税;资本积累;产业结构
经济发展是指随着经济增长而出现的经济与社会结构的变化,经济发展是当今世界的一个主题,而发展中国家的经济发展任务更为艰巨,要求也更为迫切。规范经济学认为,经济增长的力量来自于市场的价格机制作用,它能够自动地促进资本积累、技术进步和劳动力的充分利用。然而在现代市场经济中,市场失灵是普遍存在的,政府有责任干预市场运行,而对于以市场为配置资源主体的发展中国家来说,政府适当干预经济发展的意义则更为重要。
税收是国家对部分产品或国民收入进行的法定分配,它同经济发展有着非常密切的关系,是政府调节和干预经济的主要工具和为其他财政政策筹资的主要手段。一般说来,现代税收除筹财政资金的基本职能之外,还具有三大经济调节功能,即促进资源有效配置、调节收入合理分配以及实现经济稳定增长。在发达国家,所得税是主体税种,税收政策实施的主要工具都是所得税,而在发展中国家,由于经济发展水平、税源构成和征管能力等因素,商品劳务税往往成为主体税种,因而其在税收政策实施中发挥着举足轻重的作用。商品劳务税是以商品和劳务的流转额为课税对象的课税体系。它主要包括消费税、销售税、增值税和关税。本文拟对经济发展中的商品劳务税作一理论上的探讨。
一、发展资本积累与商品劳务税
在发展中国家,实际经济增长和在增长基础上的经济发展,有着压倒一切的意义,但经济增长要受资本积累规模的约束。因而,如何形成足够的发展资金,是发展中国家在经济发展中面临的一个至关重要的问题。
一般而论,一国的资本积累有两种来源,一是利用外资,二是动员国内资金,尤其是国内储蓄。国内储蓄包括居民个人储蓄、企业储蓄(税后利润)和政府公共储蓄(主要来源于税收)。税收在调动社会资源用于储蓄、投资方面有两条渠道:一是通过征税筹集财政资金,增加公共储蓄或政府用于公共投资的集中性财力;二是通过制定鼓励储蓄的税收政策,刺激企业和居民个人把更多的收入用于储蓄,扩大私人投资。
在发展经济学的税收政策思路中,一国资本积累水平同税收收入水平相关,也和税制结构选择相关。发展中国家采取什么样的税制结构,选择什么税作为税制结构中的主体税种,在许多发展经济学家看来,首先应服从于扩大和刺激储蓄、促进资本积累的需要。他们的基本主张是,商品劳务税应成为发展中国家的主体税种,对发展资本的筹集发挥主要作用。为此,他们作了广泛的理论研究和实证分析。
商品劳务税的范围主要是指一般销售税、消费税、以及营业税和关税等间接税。从总体上看,这些税收的在发展中国家的比重较高。一般说来,经济发展水平愈低,商品劳务税的比重愈高。据资料显示,在低收入国家,商品劳务税占全部税收总项的比重为41%,而高收入国家这一比例为30.9%,如果将进出口关税并入商品劳务税计算,高收入国家的比重为32.4%,而低收入国家高达71.1%.这表明较低的经济发展水平与较高的商品劳务税比重相联系。但同时我们也应该看到,虽然商品劳务税作为主体税种具有稳定的筹资功能和较低的征管成本,但根据税收效率的分析,它会对经济增长和市场机制产生较大的扭曲效应,这就需要适当提高所得税比重,推行商品劳务税和所得税并重的双主体税制结构。
二、优化产业结构与商品劳务税
根据发展经济学家赫立克和金德尔伯格的理解,经济发展不仅意味着以更多的投入或更高的效率去经营更多的产业,还意味着产业结构的变化以及生产过程中各种投入量分布的变化。在一国资源量为一定的条件下,通过产业结构变化,优化资源配置,可以形成新的经济增长点和推动经济增长的内在力量。
考察西方国家100多年的经济发展过程,产业结构变化的长期趋势是:初级产业主导制造业主导服务业主导。而引起或影响产业结构变化的原因如同经济发展的动因一样复杂,从外因分析,政府的产业政策及其配套的财政、税收政策是一个重要的外部因素,特别是税收政策在推动一国产业结构形成、发展和优化的过程中有着重要作用。对于商品劳务税来说,它作用的大小是一个理论上和实践中争论颇多的问题,下面我们来作简单探讨。
首先,在讲座经济体制下,商品作价主要采用国家指令性或指导性计划价格,商品劳务税在配合价格调节生产和消费,以促进产业结构化方面具有非常重要的作用。但在市场经济的条件下,商品价格由市场决定,低税和高税不能直接形成低价和高价,因而商品劳务税对于调节产业结构的功能必将削弱。其次,商品劳务税作为间接税,具有易于转嫁的特点,在市场经济条件下间接税的税负转嫁机制将充分发挥其作用,这决定了运用商品劳务税调节产业结构具有不确定性,甚至使政策目标落空。第三,商品劳务税与价格直接关联,其本身会扭曲商品的相对价格,导致消费者剩余损失;扭曲生产要素的相对报酬而导致生产者剩余损失。因而最终不利于市场机制的有效运行。第四,商品劳务税还会对产业政策发生扭曲,这突出表现在增值税选型上。以我国为例,在生产型增值税实行统一税率的情况下,加工工业的进税抵扣比重大,税负轻;基础原材料和能源工业的进项税抵扣比重轻,税负重。显然,生产型增值税是与发展中国家的基本产业政策相背离的。
因此,在市场经济条件下,不能过分强调商品劳务税对于调节产业结构的作用,而应适当弱化。税收对于产业结构的调节应主要依靠所得税优惠来发挥作用,同时适当发挥商品劳务税的辅作用。
三、实现地区协调发展与商品劳务税
一个国家的经济发展水平是以各个地区的经济增长为基础的,是各个地区经济发展的总和。在同一个国家,由于地区间劳动素质、资本投入、技术进步、自然资源,地理和交通条件,以及其他社会性、国民性因素的差异,往往使区域间经济发展处于不平衡状态,既有经济发展程度较高的地区,也有经济发展水平较低的地区,甚至经济落后地区。税收对于促进地区经济协调发展具有一定的作用,但如何采取有效的税收政策以及商品劳务税在其中发挥什么作用,则值得探讨。这对我国目前正在实施的西部大开发战略也应该是有启发意义的。
一般来说,税收政策对地区经济发展的影响,主要表现在三方面:地区总税负水平的轻重,影响本地企业的积累能力;地区税收优惠政策的广度和深度,影响本地区的投资环境和投资吸引力;税制结构对地区财政经济发展的影响。这里,我们重点从第三方面分析商品劳务税对地区经济发展的影响。
地方财力的强弱对于地区经济发展来说也具有重要作用。目前,发展中国政府大多选择商品劳务税为主体税种,这对地方财力有两大好处:第一,这些地区的税源比较充实,税收收入不受企业成本费用高低影响,有利于保证落后地区的财政收入。这些收入对于增加当地公共积累,改善投资环境,促进当地各项事业发展至关重要。第二,有利于减轻落后地区企业的负担。因为商品劳务税属于间接税,可转嫁税,这样地方政府可以从中取得稳定、可行的收入,同时又将税款转嫁给购买方,经济落后地区将从中受益。
四、收入合理分配与商品劳务税
实现收入合理分配是发展中国家在经济发展中所面临的一个重要问题。如果一国GNP获得增长,但社会分配状况恶化了,低收入阶层较之过去相对乃至绝对贫困,就可能出现有增长、无发展或高增长、低发展的情况。对我国而言,这还是一个重要的政治问题。
根据库兹沓茨的“倒U假说”,收入分配不均是一国在特定经济发展阶段必然出现的经济现象,要从根本上消除,只能以持续不断的经济增长为动力,实现经济结构的变革,但同时政府并非对之无能为力。在政府的各项政策中,以实现收入均等化为目标的税收政策有着举足轻重的作用。税收以收入分配的调节机制主要包括所得税、商品劳务税、财产税以及社会保险税对转移支付制度的筹资作用。对商品劳务税的调节机制而言,主要是消费税对高收入阶层支付能力的调节。国际通行的商品劳务税主要是增值税和消费税。一般说来,增值税对各类商品和劳务普遍课征,是中性的,因而增值税不论是由企业负担,还是消费者负担,通常都不具备调节收入分配的作用。消费税则不同,只是对某些特殊消费品课征,是非中性的,收入阶层一部分收入在流通领域里就转化用于财政转移支付的资金来源。
从理论上讲,消费税在调节收入分配方面不象个人所得税那样直接、有效,但是,就发展中国家而言,通过消费税实现调节收入分配的目标或许更切合实际。这是因为:(1)发展中国家一般实行商品劳务税为主体的税制结构,而消费税又占相当大比例,往往高于财产税和个人所得税。(2)征税消费品的选择,一般都是对奢侈品征税或重税、对必需品免税或轻税,这样就把绝大部分税加在高收入阶层身上,因而也具有与所有税相似的累进课税效应。(3)与所得税和财产税相比,消费税税源易控管,逃税难度较大,能够保证政府的分配政策得以有效实施。同时,由于消费税的非中性特性,对市场配置资源的效率也有负面影响,容易产生“超额负担”。因此,发展中国家要对此进行效率与公平、增长与效率的权衡。
五、通货膨胀与商品劳务税
在大多数发展中国家的经济发展过程中,长期普遍存在的一种现象是,巨大的财政赤字和严重的通货膨胀,它困扰着这些国家经济的持续、稳定增长。因此,如何抑制通货膨胀、促进经济发展中国家政府所追求的重要政策目标。在20世纪末,从1997年起,“有7个经济本(指日本、墨西哥、阿根廷、泰国、马来西亚、韩国、香港-引者注)经历了与大萧条极为相似的严重经济衰退”,中国也遭遇了前所未有的通货紧缩,因此,治理通货紧缩又成了很多国家当前的经济任务。
通货紧缩与通货膨胀同样都是一种货币现象,通货膨胀的主要特征是物价和货币供应量持续上升,通货紧缩的主要特征是物价和货币供应量持续下降。尽管通货紧缩与经济衰退是两个完全不同的概念,但通货紧缩往往伴随着经济衰退或是造成经济衰退的重要因素。治理通货紧缩的主要措施是实施和推行扩张性的财政对策、货币政策、相应的产业政策和社会保障制度的建立完善。税收政策方面,目标是刺激消费者需求,除开征利息税、遗产税和赠与税等财产税之外,还要进一步降低商品劳务税中有关投资和消费的税收,提高投资倾向和消费倾向,以推动投资和消费需求增长。
税收政策与通货膨胀问题的相关性有三个方面,即税收收入水平、税制结构和税式支出。对商品劳务税来讲,我们重点分析税收收入水平中增税对消费需求的抑制作用。在发展中国家,政府增税对消费需求的抑制作用主要是通过消费税实现的。虽然消费税由于转嫁性,在短期内可能会推动商品价格上涨,但在既定的收入水平下也会抑制需求,从而在较长时期内降低通货膨胀压力。消费税的这种反通货膨胀效应体现在两方面,一是对具有一定需求弹性的生活必需品征收一般消费税,二是对部分高消费品征收特别消费税。
关键词:经济发展;商品劳务税;资本积累;产业结构
经济发展是指随着经济增长而出现的经济与社会结构的变化,经济发展是当今世界的一个主题,而发展中国家的经济发展任务更为艰巨,要求也更为迫切。规范经济学认为,经济增长的力量来自于市场的价格机制作用,它能够自动地促进资本积累、技术进步和劳动力的充分利用。然而在现代市场经济中,市场失灵是普遍存在的,政府有责任干预市场运行,而对于以市场为配置资源主体的发展中国家来说,政府适当干预经济发展的意义则更为重要。
税收是国家对部分产品或国民收入进行的法定分配,它同经济发展有着非常密切的关系,是政府调节和干预经济的主要工具和为其他财政政策筹资的主要手段。一般说来,现代税收除筹财政资金的基本职能之外,还具有三大经济调节功能,即促进资源有效配置、调节收入合理分配以及实现经济稳定增长。在发达国家,所得税是主体税种,税收政策实施的主要工具都是所得税,而在发展中国家,由于经济发展水平、税源构成和征管能力等因素,商品劳务税往往成为主体税种,因而其在税收政策实施中发挥着举足轻重的作用。商品劳务税是以商品和劳务的流转额为课税对象的课税体系。它主要包括消费税、销售税、增值税和关税。本文拟对经济发展中的商品劳务税作一理论上的探讨。
一、发展资本积累与商品劳务税
在发展中国家,实际经济增长和在增长基础上的经济发展,有着压倒一切的意义,但经济增长要受资本积累规模的约束。因而,如何形成足够的发展资金,是发展中国家在经济发展中面临的一个至关重要的问题。
一般而论,一国的资本积累有两种来源,一是利用外资,二是动员国内资金,尤其是国内储蓄。国内储蓄包括居民个人储蓄、企业储蓄(税后利润)和政府公共储蓄(主要来源于税收)。税收在调动社会资源用于储蓄、投资方面有两条渠道:一是通过征税筹集财政资金,增加公共储蓄或政府用于公共投资的集中性财力;二是通过制定鼓励储蓄的税收政策,刺激企业和居民个人把更多的收入用于储蓄,扩大私人投资。
在发展经济学的税收政策思路中,一国资本积累水平同税收收入水平相关,也和税制结构选择相关。发展中国家采取什么样的税制结构,选择什么税作为税制结构中的主体税种,在许多发展经济学家看来,首先应服从于扩大和刺激储蓄、促进资本积累的需要。他们的基本主张是,商品劳务税应成为发展中国家的主体税种,对发展资本的筹集发挥主要作用。为此,他们作了广泛的理论研究和实证分析。
商品劳务税的范围主要是指一般销售税、消费税、以及营业税和关税等间接税。从总体上看,这些税收的在发展中国家的比重较高。一般说来,经济发展水平愈低,商品劳务税的比重愈高。据资料显示,在低收入国家,商品劳务税占全部税收总项的比重为41%,而高收入国家这一比例为30.9%,如果将进出口关税并入商品劳务税计算,高收入国家的比重为32.4%,而低收入国家高达71.1%.这表明较低的经济发展水平与较高的商品劳务税比重相联系。但同时我们也应该看到,虽然商品劳务税作为主体税种具有稳定的筹资功能和较低的征管成本,但根据税收效率的分析,它会对经济增长和市场机制产生较大的扭曲效应,这就需要适当提高所得税比重,推行商品劳务税和所得税并重的双主体税制结构。
二、优化产业结构与商品劳务税
根据发展经济学家赫立克和金德尔伯格的理解,经济发展不仅意味着以更多的投入或更高的效率去经营更多的产业,还意味着产业结构的变化以及生产过程中各种投入量分布的变化。在一国资源量为一定的条件下,通过产业结构变化,优化资源配置,可以形成新的经济增长点和推动经济增长的内在力量。
考察西方国家100多年的经济发展过程,产业结构变化的长期趋势是:初级产业主导制造业主导服务业主导。而引起或影响产业结构变化的原因如同经济发展的动因一样复杂,从外因分析,政府的产业政策及其配套的财政、税收政策是一个重要的外部因素,特别是税收政策在推动一国产业结构形成、发展和优化的过程中有着重要作用。对于商品劳务税来说,它作用的大小是一个理论上和实践中争论颇多的问题,下面我们来作简单探讨。
首先,在讲座经济体制下,商品作价主要采用国家指令性或指导性计划价格,商品劳务税在配合价格调节生产和消费,以促进产业结构化方面具有非常重要的作用。但在市场经济的条件下,商品价格由市场决定,低税和高税不能直接形成低价和高价,因而商品劳务税对于调节产业结构的功能必将削弱。其次,商品劳务税作为间接税,具有易于转嫁的特点,在市场经济条件下间接税的税负转嫁机制将充分发挥其作用,这决定了运用商品劳务税调节产业结构具有不确定性,甚至使政策目标落空。第三,商品劳务税与价格直接关联,其本身会扭曲商品的相对价格,导致消费者剩余损失;扭曲生产要素的相对报酬而导致生产者剩余损失。因而最终不利于市场机制的有效运行。第四,商品劳务税还会对产业政策发生扭曲,这突出表现在增值税选型上。以我国为例,在生产型增值税实行统一税率的情况下,加工工业的进税抵扣比重大,税负轻;基础原材料和能源工业的进项税抵扣比重轻,税负重。显然,生产型增值税是与发展中国家的基本产业政策相背离的。
因此,在市场经济条件下,不能过分强调商品劳务税对于调节产业结构的作用,而应适当弱化。税收对于产业结构的调节应主要依靠所得税优惠来发挥作用,同时适当发挥商品劳务税的辅作用。
三、实现地区协调发展与商品劳务税
一个国家的经济发展水平是以各个地区的经济增长为基础的,是各个地区经济发展的总和。在同一个国家,由于地区间劳动素质、资本投入、技术进步、自然资源,地理和交通条件,以及其他社会性、国民性因素的差异,往往使区域间经济发展处于不平衡状态,既有经济发展程度较高的地区,也有经济发展水平较低的地区,甚至经济落后地区。税收对于促进地区经济协调发展具有一定的作用,但如何采取有效的税收政策以及商品劳务税在其中发挥什么作用,则值得探讨。这对我国目前正在实施的西部大开发战略也应该是有启发意义的。
一般来说,税收政策对地区经济发展的影响,主要表现在三方面:地区总税负水平的轻重,影响本地企业的积累能力;地区税收优惠政策的广度和深度,影响本地区的投资环境和投资吸引力;税制结构对地区财政经济发展的影响。这里,我们重点从第三方面分析商品劳务税对地区经济发展的影响。
地方财力的强弱对于地区经济发展来说也具有重要作用。目前,发展中国政府大多选择商品劳务税为主体税种,这对地方财力有两大好处:第一,这些地区的税源比较充实,税收收入不受企业成本费用高低影响,有利于保证落后地区的财政收入。这些收入对于增加当地公共积累,改善投资环境,促进当地各项事业发展至关重要。第二,有利于减轻落后地区企业的负担。因为商品劳务税属于间接税,可转嫁税,这样地方政府可以从中取得稳定、可行的收入,同时又将税款转嫁给购买方,经济落后地区将从中受益。
四、收入合理分配与商品劳务税
实现收入合理分配是发展中国家在经济发展中所面临的一个重要问题。如果一国GNP获得增长,但社会分配状况恶化了,低收入阶层较之过去相对乃至绝对贫困,就可能出现有增长、无发展或高增长、低发展的情况。对我国而言,这还是一个重要的政治问题。
根据库兹沓茨的“倒U假说”,收入分配不均是一国在特定经济发展阶段必然出现的经济现象,要从根本上消除,只能以持续不断的经济增长为动力,实现经济结构的变革,但同时政府并非对之无能为力。在政府的各项政策中,以实现收入均等化为目标的税收政策有着举足轻重的作用。税收以收入分配的调节机制主要包括所得税、商品劳务税、财产税以及社会保险税对转移支付制度的筹资作用。对商品劳务税的调节机制而言,主要是消费税对高收入阶层支付能力的调节。国际通行的商品劳务税主要是增值税和消费税。一般说来,增值税对各类商品和劳务普遍课征,是中性的,因而增值税不论是由企业负担,还是消费者负担,通常都不具备调节收入分配的作用。消费税则不同,只是对某些特殊消费品课征,是非中性的,收入阶层一部分收入在流通领域里就转化用于财政转移支付的资金来源。
从理论上讲,消费税在调节收入分配方面不象个人所得税那样直接、有效,但是,就发展中国家而言,通过消费税实现调节收入分配的目标或许更切合实际。这是因为:(1)发展中国家一般实行商品劳务税为主体的税制结构,而消费税又占相当大比例,往往高于财产税和个人所得税。(2)征税消费品的选择,一般都是对奢侈品征税或重税、对必需品免税或轻税,这样就把绝大部分税加在高收入阶层身上,因而也具有与所有税相似的累进课税效应。(3)与所得税和财产税相比,消费税税源易控管,逃税难度较大,能够保证政府的分配政策得以有效实施。同时,由于消费税的非中性特性,对市场配置资源的效率也有负面影响,容易产生“超额负担”。因此,发展中国家要对此进行效率与公平、增长与效率的权衡。
五、通货膨胀与商品劳务税
在大多数发展中国家的经济发展过程中,长期普遍存在的一种现象是,巨大的财政赤字和严重的通货膨胀,它困扰着这些国家经济的持续、稳定增长。因此,如何抑制通货膨胀、促进经济发展中国家政府所追求的重要政策目标。在20世纪末,从1997年起,“有7个经济本(指日本、墨西哥、阿根廷、泰国、马来西亚、韩国、香港-引者注)经历了与大萧条极为相似的严重经济衰退”,中国也遭遇了前所未有的通货紧缩,因此,治理通货紧缩又成了很多国家当前的经济任务。
通货紧缩与通货膨胀同样都是一种货币现象,通货膨胀的主要特征是物价和货币供应量持续上升,通货紧缩的主要特征是物价和货币供应量持续下降。尽管通货紧缩与经济衰退是两个完全不同的概念,但通货紧缩往往伴随着经济衰退或是造成经济衰退的重要因素。治理通货紧缩的主要措施是实施和推行扩张性的财政对策、货币政策、相应的产业政策和社会保障制度的建立完善。税收政策方面,目标是刺激消费者需求,除开征利息税、遗产税和赠与税等财产税之外,还要进一步降低商品劳务税中有关投资和消费的税收,提高投资倾向和消费倾向,以推动投资和消费需求增长。
税收政策与通货膨胀问题的相关性有三个方面,即税收收入水平、税制结构和税式支出。对商品劳务税来讲,我们重点分析税收收入水平中增税对消费需求的抑制作用。在发展中国家,政府增税对消费需求的抑制作用主要是通过消费税实现的。虽然消费税由于转嫁性,在短期内可能会推动商品价格上涨,但在既定的收入水平下也会抑制需求,从而在较长时期内降低通货膨胀压力。消费税的这种反通货膨胀效应体现在两方面,一是对具有一定需求弹性的生活必需品征收一般消费税,二是对部分高消费品征收特别消费税。
六、开放经济与商品劳务税
工业蒸汽锅炉的过程控制系统包括汽包水位控制系统和燃烧过程控制系统,两系统在锅炉运行过程中互相耦合,所以控制起来非常困难。在此,我们暂不考虑系统间的耦合,只是对蒸汽锅炉的给水系统进行变频改造。
某企业有2台20T燃煤蒸汽锅炉,如图1所示。这2台锅炉通过1个给水母管分别给各自汽包供水,用汽量小的季节,2台锅炉只运行1台,当用汽量较大时,则必须2台锅炉同时运行。由于给水泵额定功率为37kw,一般情况下,1台锅炉运行时,只开1台给水泵裕量仍较大,而2台锅炉同时运行且用汽量较大时,只开1台给水泵无法满足需要,而开2台给水泵后,相对单台锅炉运行时,裕量更大。由于2台锅炉分别由2套DCS系统控制各自的电动阀门调节各自汽包的给水量,运行中,阀门开度较小造成给水母管压力较大,不仅浪费了大量的电能,较高的水压还对管道、水泵叶轮和阀门造成损害
2变频改造方案
基于系统运行现状,本着既能节能降耗,又能控制简便、安全且投资较少的原则,我们设计了1套1台变频器拖动3台电机的方案。具体如图2所示。
在本方案中,充分利用了锅炉层有的DCS控制系统,同时增加了变频器、可编程序控制器(PLC)和控制信号转换装置。
(1)硬件控制系统
a)西门子MM430变频器
MM430变频器是西门子公司最新研制生产的一种适用于各种变速驱动应用场合的高性能变频器(调试简单、配置灵活),它具有最新的IGBT技术和高质量控制系统,完善的保护功能和较强的过载能力以及较宽的工作环境温度,安装接线方便,两路可编程的隔离数字输入、输出接口以及模拟输入、输出接口等优点,使其配置灵活多样,控制简单方便,易于操作维护。
b)西门子S7-200型PLC
西门子S7-200型PLC可靠性高、抗干扰能力强,可直接安装于工业现场而稳定可靠的工作。适应性强,应用灵活。
(2)当1台锅炉运行时
由于只开1台给水泵,就足够锅炉汽包所需用水量,故此时,系统只对运行锅炉的汽包水位进行恒液位控制即可。
将切换开关置于相应位置,通过锅炉原有DCS控制系统中的手动操作器将控制该锅炉汽包进水量的电动阀完全打开后,再通过控制信号转换装置切断该控制信号,使原有控制回路断开,电动阀保持全开状态,同时,将该锅炉汽包液位信号切入PLC,让PLC将该锅炉汽包液位信号进行PID运算处理后,再由控制信号转换装置,将PLC输出的4~20mA模拟信号传递给变频器,从而控制变频器的输出转速。
在本控制过程中,关键的问题是过程参数PID(P:比例系数I:积分系数、D:微分系数)的整定。由于工业锅炉运行过程中,用汽量的多小和蒸汽压力的大小,决定了给水流量的大小和给水压力的大小。为了保证系统的相对稳定运行,不出现大的波动,对生产造成影响,在调试过程中,应多次反复调整PID参数,直至出现最佳控制过程。
(3)当两台锅炉同进运行时
由于2台锅炉分别由两套DCS系统控制,在运行过程,虽然蒸汽并网后压力相同,但由于燃烧过程中存在不确定性,两台锅炉汽包各自的液位就必然存在差异。因此,单台锅炉运行中所用的恒液位控制方案在此就不再适合。通过给水原理图(图1)我们不难发现,要对2台锅炉汽包的液位分别控制,最理想的方案是将1个给水母管向2台锅炉给水的现状彻底改变,将给水系统分开,使每个锅炉都有自己独立的给水系统,再在此基础上加装变频控制,由1台变频器单独控制1台锅炉的给水。但此方案不仅改动较大,投资较高,且要停产改造,显然是行不通的。为了能在不改变原有系统现状的前提下,更好的利用变频装置,节能降耗,减小系统运行,维护费用,提高原有系统的自动化程度,我们针对该企业2台锅炉的运行特点,设计了一套专用于2台(或2台以上)锅炉同时运行时的控制方案,即:蒸汽压力和母管给水压力的恒压差控制方案。
当2台锅炉同时运行时,由于外供蒸汽并管,故蒸汽压力相同,又由于2锅炉由同一母管给水,故给水压力也相同。但由于蒸汽用量的变化不定和锅炉燃烧情况的不同,蒸汽压力是时刻变化的。这样,为了能保证给锅炉汽包供上水,就必须要求给水的压力始终高于蒸汽压力,由图2我们看到,由PLC采集蒸汽压力和母管给水压力,通过处理、比较后,得到二者的差值,再将此差值通过PID运算处理,输出4~20mA的模拟信号给控制信号转换装置。再由该装置将信号传输给变频器,从而控制变频器的运行速度。这样虽然可以保证给水母管压力始终高于锅炉蒸汽压力(压力差的大小可以通过PLC在一定范围内任意调节),但锅炉各自汽包的液位却无法再通过调节变频器的转速去控制。在此,我们充分利用了原有给水控制装置,即汽包各自的进水电动阀门。仍由锅炉原有DCS控制系统采集各自汽包的液位,蒸汽压力,给水压力和给水流量等信号,去相应的调整进水电动阀的开度,从而控制各汽泡液位和进水流量。
此方案由于存在阀门的调节,所以理论上不能最大限度的节能降耗,但实际应用中,由于减小了给水母管与蒸汽压力之间的压力差,使电动阀门的开度由原来的平均10%左右开大到75%左右,系统回水阀门关闭,仍大大节约了能源。且本方案充分考虑了系统运行的安全性,一旦变频器故障,系统可立即自动由变频运行状态切换至原有工频运行状态,完全恢复改造前的运行状态,保证锅炉正常运行。变频故障解除后,仍可方便的手动切换为变频状态,使变频器方便的投入运行,且不影响锅炉的运行。
3PLC
PLC是本系统的核心控制器件,它不仅辨识、处理各种运行状态,进行系统间的逻辑运算和联锁保护,还对输入的多个模拟信号进行处理、运算后,输出标准的模拟信号控制变频器的运行速度。主程序结构较复杂,其中,对液位信号进行PID运算的子程序,原理图和程序框图如图3、图4所示。
4注意事项
(1)由于变频器产生高次谐波,会对通讯产生干扰,同时由于PLC采集模拟信号,要进行A/D和D/A转换处理,在此过程中,容易受到变频器高次谐波的影响而失真。因此,必须将变频器零地分接且加装液波装置,对PLC用隔离变压器供电,最好将PLC安装于距离变频器较远的位置上。
(2)本系统所需液位、压力等模拟信号均采至锅炉原有控制系统,为了不影响原控制系统的安全性与完整性,应将原有模拟信号通过隔离分路端子分路后采用。
(3)锅炉给水是锅炉运行过程中至关重要的环节之一,其运行的稳定性与可靠性直接关系到整个锅炉系统乃至整个企业生产运行的稳定与安全。因此,一旦变频器出现故障而停车后,系统可自动切换至原有工频控制系统而不影响生产,这一联锁措施至关重要。
5结束语
(1)变频调速是电气传动系统工程,而变频器只是其中的一部分,变频器容量、类型的选择,电气保护回路和控制回路的设计关系到变频调速系统应用的可靠性、安全性和经济性。
(2)变频调速系统是基于微电子、电力电子、计算机、自动控制和电机等技术上发展而来的,有其先进性,但也有其不足和缺点,如电磁干扰,高次谐波的寄生电容,以及低速运行时的电机温升等。
(3)变频调速技术以其节能、环保、方便、工作效率高等优点,在现代企业中得到广泛应用。若将其再与计算机技术有机的结合起来,实现资源共享,统一管理,则会进一步节能降耗,提高产品质量和生产稳定性。
参考文献