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關鍵詞:經濟發展;商品勞務稅;資本積累;產業結構
經濟發展是指隨著經濟增長而出現的經濟與社會結構的變化,經濟發展是當今世界的一個主題,而發展中國家的經濟發展任務更為艱巨,要求也更為迫切。規范經濟學認為,經濟增長的力量來自于市場的價格機制作用,它能夠自動地促進資本積累、技術進步和勞動力的充分利用。然而在現代市場經濟中,市場失靈是普遍存在的,政府有責任干預市場運行,而對于以市場為配置資源主體的發展中國家來說,政府適當干預經濟發展的意義則更為重要。
稅收是國家對部分產品或國民收入進行的法定分配,它同經濟發展有著非常密切的關系,是政府調節和干預經濟的主要工具和為其他財政政策籌資的主要手段。一般說來,現代稅收除籌財政資金的基本職能之外,還具有三大經濟調節功能,即促進資源有效配置、調節收入合理分配以及實現經濟穩定增長。在發達國家,所得稅是主體稅種,稅收政策實施的主要工具都是所得稅,而在發展中國家,由于經濟發展水平、稅源構成和征管能力等因素,商品勞務稅往往成為主體稅種,因而其在稅收政策實施中發揮著舉足輕重的作用。商品勞務稅是以商品和勞務的流轉額為課稅對象的課稅體系。它主要包括消費稅、銷售稅、增值稅和關稅。本文擬對經濟發展中的商品勞務稅作一理論上的探討。
一、發展資本積累與商品勞務稅
在發展中國家,實際經濟增長和在增長基礎上的經濟發展,有著壓倒一切的意義,但經濟增長要受資本積累規模的約束。因而,如何形成足夠的發展資金,是發展中國家在經濟發展中面臨的一個至關重要的問題。
一般而論,一國的資本積累有兩種來源,一是利用外資,二是動員國內資金,尤其是國內儲蓄。國內儲蓄包括居民個人儲蓄、企業儲蓄(稅后利潤)和政府公共儲蓄(主要來源于稅收)。稅收在調動社會資源用于儲蓄、投資方面有兩條渠道:一是通過征稅籌集財政資金,增加公共儲蓄或政府用于公共投資的集中性財力;二是通過制定鼓勵儲蓄的稅收政策,刺激企業和居民個人把更多的收入用于儲蓄,擴大私人投資。
在發展經濟學的稅收政策思路中,一國資本積累水平同稅收收入水平相關,也和稅制結構選擇相關。發展中國家采取什么樣的稅制結構,選擇什么稅作為稅制結構中的主體稅種,在許多發展經濟學家看來,首先應服從于擴大和刺激儲蓄、促進資本積累的需要。他們的基本主張是,商品勞務稅應成為發展中國家的主體稅種,對發展資本的籌集發揮主要作用。為此,他們作了廣泛的理論研究和實證分析。
商品勞務稅的范圍主要是指一般銷售稅、消費稅、以及營業稅和關稅等間接稅。從總體上看,這些稅收的在發展中國家的比重較高。一般說來,經濟發展水平愈低,商品勞務稅的比重愈高。據資料顯示,在低收入國家,商品勞務稅占全部稅收總項的比重為41%,而高收入國家這一比例為30.9%,如果將進出口關稅并入商品勞務稅計算,高收入國家的比重為32.4%,而低收入國家高達71.1%.這表明較低的經濟發展水平與較高的商品勞務稅比重相聯系。但同時我們也應該看到,雖然商品勞務稅作為主體稅種具有穩定的籌資功能和較低的征管成本,但根據稅收效率的分析,它會對經濟增長和市場機制產生較大的扭曲效應,這就需要適當提高所得稅比重,推行商品勞務稅和所得稅并重的雙主體稅制結構。
二、優化產業結構與商品勞務稅
根據發展經濟學家赫立克和金德爾伯格的理解,經濟發展不僅意味著以更多的投入或更高的效率去經營更多的產業,還意味著產業結構的變化以及生產過程中各種投入量分布的變化。在一國資源量為一定的條件下,通過產業結構變化,優化資源配置,可以形成新的經濟增長點和推動經濟增長的內在力量。
考察西方國家100多年的經濟發展過程,產業結構變化的長期趨勢是:初級產業主導制造業主導服務業主導。而引起或影響產業結構變化的原因如同經濟發展的動因一樣復雜,從外因分析,政府的產業政策及其配套的財政、稅收政策是一個重要的外部因素,特別是稅收政策在推動一國產業結構形成、發展和優化的過程中有著重要作用。對于商品勞務稅來說,它作用的大小是一個理論上和實踐中爭論頗多的問題,下面我們來作簡單探討。
首先,在講座經濟體制下,商品作價主要采用國家指令性或指導性計劃價格,商品勞務稅在配合價格調節生產和消費,以促進產業結構化方面具有非常重要的作用。但在市場經濟的條件下,商品價格由市場決定,低稅和高稅不能直接形成低價和高價,因而商品勞務稅對于調節產業結構的功能必將削弱。其次,商品勞務稅作為間接稅,具有易于轉嫁的特點,在市場經濟條件下間接稅的稅負轉嫁機制將充分發揮其作用,這決定了運用商品勞務稅調節產業結構具有不確定性,甚至使政策目標落空。第三,商品勞務稅與價格直接關聯,其本身會扭曲商品的相對價格,導致消費者剩余損失;扭曲生產要素的相對報酬而導致生產者剩余損失。因而最終不利于市場機制的有效運行。第四,商品勞務稅還會對產業政策發生扭曲,這突出表現在增值稅選型上。以我國為例,在生產型增值稅實行統一稅率的情況下,加工工業的進稅抵扣比重大,稅負輕;基礎原材料和能源工業的進項稅抵扣比重輕,稅負重。顯然,生產型增值稅是與發展中國家的基本產業政策相背離的。
因此,在市場經濟條件下,不能過分強調商品勞務稅對于調節產業結構的作用,而應適當弱化。稅收對于產業結構的調節應主要依靠所得稅優惠來發揮作用,同時適當發揮商品勞務稅的輔作用。
三、實現地區協調發展與商品勞務稅
一個國家的經濟發展水平是以各個地區的經濟增長為基礎的,是各個地區經濟發展的總和。在同一個國家,由于地區間勞動素質、資本投入、技術進步、自然資源,地理和交通條件,以及其他社會性、國民性因素的差異,往往使區域間經濟發展處于不平衡狀態,既有經濟發展程度較高的地區,也有經濟發展水平較低的地區,甚至經濟落后地區。稅收對于促進地區經濟協調發展具有一定的作用,但如何采取有效的稅收政策以及商品勞務稅在其中發揮什么作用,則值得探討。這對我國目前正在實施的西部大開發戰略也應該是有啟發意義的。
一般來說,稅收政策對地區經濟發展的影響,主要表現在三方面:地區總稅負水平的輕重,影響本地企業的積累能力;地區稅收優惠政策的廣度和深度,影響本地區的投資環境和投資吸引力;稅制結構對地區財政經濟發展的影響。這里,我們重點從第三方面分析商品勞務稅對地區經濟發展的影響。
地方財力的強弱對于地區經濟發展來說也具有重要作用。目前,發展中國政府大多選擇商品勞務稅為主體稅種,這對地方財力有兩大好處:第一,這些地區的稅源比較充實,稅收收入不受企業成本費用高低影響,有利于保證落后地區的財政收入。這些收入對于增加當地公共積累,改善投資環境,促進當地各項事業發展至關重要。第二,有利于減輕落后地區企業的負擔。因為商品勞務稅屬于間接稅,可轉嫁稅,這樣地方政府可以從中取得穩定、可行的收入,同時又將稅款轉嫁給購買方,經濟落后地區將從中受益。
四、收入合理分配與商品勞務稅
實現收入合理分配是發展中國家在經濟發展中所面臨的一個重要問題。如果一國GNP獲得增長,但社會分配狀況惡化了,低收入階層較之過去相對乃至絕對貧困,就可能出現有增長、無發展或高增長、低發展的情況。對我國而言,這還是一個重要的政治問題。
根據庫茲沓茨的“倒U假說”,收入分配不均是一國在特定經濟發展階段必然出現的經濟現象,要從根本上消除,只能以持續不斷的經濟增長為動力,實現經濟結構的變革,但同時政府并非對之無能為力。在政府的各項政策中,以實現收入均等化為目標的稅收政策有著舉足輕重的作用。稅收以收入分配的調節機制主要包括所得稅、商品勞務稅、財產稅以及社會保險稅對轉移支付制度的籌資作用。對商品勞務稅的調節機制而言,主要是消費稅對高收入階層支付能力的調節。國際通行的商品勞務稅主要是增值稅和消費稅。一般說來,增值稅對各類商品和勞務普遍課征,是中性的,因而增值稅不論是由企業負擔,還是消費者負擔,通常都不具備調節收入分配的作用。消費稅則不同,只是對某些特殊消費品課征,是非中性的,收入階層一部分收入在流通領域里就轉化用于財政轉移支付的資金來源。
從理論上講,消費稅在調節收入分配方面不象個人所得稅那樣直接、有效,但是,就發展中國家而言,通過消費稅實現調節收入分配的目標或許更切合實際。這是因為:(1)發展中國家一般實行商品勞務稅為主體的稅制結構,而消費稅又占相當大比例,往往高于財產稅和個人所得稅。(2)征稅消費品的選擇,一般都是對奢侈品征稅或重稅、對必需品免稅或輕稅,這樣就把絕大部分稅加在高收入階層身上,因而也具有與所有稅相似的累進課稅效應。(3)與所得稅和財產稅相比,消費稅稅源易控管,逃稅難度較大,能夠保證政府的分配政策得以有效實施。同時,由于消費稅的非中性特性,對市場配置資源的效率也有負面影響,容易產生“超額負擔”。因此,發展中國家要對此進行效率與公平、增長與效率的權衡。
五、通貨膨脹與商品勞務稅
在大多數發展中國家的經濟發展過程中,長期普遍存在的一種現象是,巨大的財政赤字和嚴重的通貨膨脹,它困擾著這些國家經濟的持續、穩定增長。因此,如何抑制通貨膨脹、促進經濟發展中國家政府所追求的重要政策目標。在20世紀末,從1997年起,“有7個經濟本(指日本、墨西哥、阿根廷、泰國、馬來西亞、韓國、香港-引者注)經歷了與大蕭條極為相似的嚴重經濟衰退”,中國也遭遇了前所未有的通貨緊縮,因此,治理通貨緊縮又成了很多國家當前的經濟任務。
通貨緊縮與通貨膨脹同樣都是一種貨幣現象,通貨膨脹的主要特征是物價和貨幣供應量持續上升,通貨緊縮的主要特征是物價和貨幣供應量持續下降。盡管通貨緊縮與經濟衰退是兩個完全不同的概念,但通貨緊縮往往伴隨著經濟衰退或是造成經濟衰退的重要因素。治理通貨緊縮的主要措施是實施和推行擴張性的財政對策、貨幣政策、相應的產業政策和社會保障制度的建立完善。稅收政策方面,目標是刺激消費者需求,除開征利息稅、遺產稅和贈與稅等財產稅之外,還要進一步降低商品勞務稅中有關投資和消費的稅收,提高投資傾向和消費傾向,以推動投資和消費需求增長。
稅收政策與通貨膨脹問題的相關性有三個方面,即稅收收入水平、稅制結構和稅式支出。對商品勞務稅來講,我們重點分析稅收收入水平中增稅對消費需求的抑制作用。在發展中國家,政府增稅對消費需求的抑制作用主要是通過消費稅實現的。雖然消費稅由于轉嫁性,在短期內可能會推動商品價格上漲,但在既定的收入水平下也會抑制需求,從而在較長時期內降低通貨膨脹壓力。消費稅的這種反通貨膨脹效應體現在兩方面,一是對具有一定需求彈性的生活必需品征收一般消費稅,二是對部分高消費品征收特別消費稅。
關鍵詞:經濟發展;商品勞務稅;資本積累;產業結構
經濟發展是指隨著經濟增長而出現的經濟與社會結構的變化,經濟發展是當今世界的一個主題,而發展中國家的經濟發展任務更為艱巨,要求也更為迫切。規范經濟學認為,經濟增長的力量來自于市場的價格機制作用,它能夠自動地促進資本積累、技術進步和勞動力的充分利用。然而在現代市場經濟中,市場失靈是普遍存在的,政府有責任干預市場運行,而對于以市場為配置資源主體的發展中國家來說,政府適當干預經濟發展的意義則更為重要。
稅收是國家對部分產品或國民收入進行的法定分配,它同經濟發展有著非常密切的關系,是政府調節和干預經濟的主要工具和為其他財政政策籌資的主要手段。一般說來,現代稅收除籌財政資金的基本職能之外,還具有三大經濟調節功能,即促進資源有效配置、調節收入合理分配以及實現經濟穩定增長。在發達國家,所得稅是主體稅種,稅收政策實施的主要工具都是所得稅,而在發展中國家,由于經濟發展水平、稅源構成和征管能力等因素,商品勞務稅往往成為主體稅種,因而其在稅收政策實施中發揮著舉足輕重的作用。商品勞務稅是以商品和勞務的流轉額為課稅對象的課稅體系。它主要包括消費稅、銷售稅、增值稅和關稅。本文擬對經濟發展中的商品勞務稅作一理論上的探討。
一、發展資本積累與商品勞務稅
在發展中國家,實際經濟增長和在增長基礎上的經濟發展,有著壓倒一切的意義,但經濟增長要受資本積累規模的約束。因而,如何形成足夠的發展資金,是發展中國家在經濟發展中面臨的一個至關重要的問題。
一般而論,一國的資本積累有兩種來源,一是利用外資,二是動員國內資金,尤其是國內儲蓄。國內儲蓄包括居民個人儲蓄、企業儲蓄(稅后利潤)和政府公共儲蓄(主要來源于稅收)。稅收在調動社會資源用于儲蓄、投資方面有兩條渠道:一是通過征稅籌集財政資金,增加公共儲蓄或政府用于公共投資的集中性財力;二是通過制定鼓勵儲蓄的稅收政策,刺激企業和居民個人把更多的收入用于儲蓄,擴大私人投資。
在發展經濟學的稅收政策思路中,一國資本積累水平同稅收收入水平相關,也和稅制結構選擇相關。發展中國家采取什么樣的稅制結構,選擇什么稅作為稅制結構中的主體稅種,在許多發展經濟學家看來,首先應服從于擴大和刺激儲蓄、促進資本積累的需要。他們的基本主張是,商品勞務稅應成為發展中國家的主體稅種,對發展資本的籌集發揮主要作用。為此,他們作了廣泛的理論研究和實證分析。
商品勞務稅的范圍主要是指一般銷售稅、消費稅、以及營業稅和關稅等間接稅。從總體上看,這些稅收的在發展中國家的比重較高。一般說來,經濟發展水平愈低,商品勞務稅的比重愈高。據資料顯示,在低收入國家,商品勞務稅占全部稅收總項的比重為41%,而高收入國家這一比例為30.9%,如果將進出口關稅并入商品勞務稅計算,高收入國家的比重為32.4%,而低收入國家高達71.1%.這表明較低的經濟發展水平與較高的商品勞務稅比重相聯系。但同時我們也應該看到,雖然商品勞務稅作為主體稅種具有穩定的籌資功能和較低的征管成本,但根據稅收效率的分析,它會對經濟增長和市場機制產生較大的扭曲效應,這就需要適當提高所得稅比重,推行商品勞務稅和所得稅并重的雙主體稅制結構。
二、優化產業結構與商品勞務稅
根據發展經濟學家赫立克和金德爾伯格的理解,經濟發展不僅意味著以更多的投入或更高的效率去經營更多的產業,還意味著產業結構的變化以及生產過程中各種投入量分布的變化。在一國資源量為一定的條件下,通過產業結構變化,優化資源配置,可以形成新的經濟增長點和推動經濟增長的內在力量。
考察西方國家100多年的經濟發展過程,產業結構變化的長期趨勢是:初級產業主導制造業主導服務業主導。而引起或影響產業結構變化的原因如同經濟發展的動因一樣復雜,從外因分析,政府的產業政策及其配套的財政、稅收政策是一個重要的外部因素,特別是稅收政策在推動一國產業結構形成、發展和優化的過程中有著重要作用。對于商品勞務稅來說,它作用的大小是一個理論上和實踐中爭論頗多的問題,下面我們來作簡單探討。
首先,在講座經濟體制下,商品作價主要采用國家指令性或指導性計劃價格,商品勞務稅在配合價格調節生產和消費,以促進產業結構化方面具有非常重要的作用。但在市場經濟的條件下,商品價格由市場決定,低稅和高稅不能直接形成低價和高價,因而商品勞務稅對于調節產業結構的功能必將削弱。其次,商品勞務稅作為間接稅,具有易于轉嫁的特點,在市場經濟條件下間接稅的稅負轉嫁機制將充分發揮其作用,這決定了運用商品勞務稅調節產業結構具有不確定性,甚至使政策目標落空。第三,商品勞務稅與價格直接關聯,其本身會扭曲商品的相對價格,導致消費者剩余損失;扭曲生產要素的相對報酬而導致生產者剩余損失。因而最終不利于市場機制的有效運行。第四,商品勞務稅還會對產業政策發生扭曲,這突出表現在增值稅選型上。以我國為例,在生產型增值稅實行統一稅率的情況下,加工工業的進稅抵扣比重大,稅負輕;基礎原材料和能源工業的進項稅抵扣比重輕,稅負重。顯然,生產型增值稅是與發展中國家的基本產業政策相背離的。
因此,在市場經濟條件下,不能過分強調商品勞務稅對于調節產業結構的作用,而應適當弱化。稅收對于產業結構的調節應主要依靠所得稅優惠來發揮作用,同時適當發揮商品勞務稅的輔作用。
三、實現地區協調發展與商品勞務稅
一個國家的經濟發展水平是以各個地區的經濟增長為基礎的,是各個地區經濟發展的總和。在同一個國家,由于地區間勞動素質、資本投入、技術進步、自然資源,地理和交通條件,以及其他社會性、國民性因素的差異,往往使區域間經濟發展處于不平衡狀態,既有經濟發展程度較高的地區,也有經濟發展水平較低的地區,甚至經濟落后地區。稅收對于促進地區經濟協調發展具有一定的作用,但如何采取有效的稅收政策以及商品勞務稅在其中發揮什么作用,則值得探討。這對我國目前正在實施的西部大開發戰略也應該是有啟發意義的。
一般來說,稅收政策對地區經濟發展的影響,主要表現在三方面:地區總稅負水平的輕重,影響本地企業的積累能力;地區稅收優惠政策的廣度和深度,影響本地區的投資環境和投資吸引力;稅制結構對地區財政經濟發展的影響。這里,我們重點從第三方面分析商品勞務稅對地區經濟發展的影響。
地方財力的強弱對于地區經濟發展來說也具有重要作用。目前,發展中國政府大多選擇商品勞務稅為主體稅種,這對地方財力有兩大好處:第一,這些地區的稅源比較充實,稅收收入不受企業成本費用高低影響,有利于保證落后地區的財政收入。這些收入對于增加當地公共積累,改善投資環境,促進當地各項事業發展至關重要。第二,有利于減輕落后地區企業的負擔。因為商品勞務稅屬于間接稅,可轉嫁稅,這樣地方政府可以從中取得穩定、可行的收入,同時又將稅款轉嫁給購買方,經濟落后地區將從中受益。
四、收入合理分配與商品勞務稅
實現收入合理分配是發展中國家在經濟發展中所面臨的一個重要問題。如果一國GNP獲得增長,但社會分配狀況惡化了,低收入階層較之過去相對乃至絕對貧困,就可能出現有增長、無發展或高增長、低發展的情況。對我國而言,這還是一個重要的政治問題。
根據庫茲沓茨的“倒U假說”,收入分配不均是一國在特定經濟發展階段必然出現的經濟現象,要從根本上消除,只能以持續不斷的經濟增長為動力,實現經濟結構的變革,但同時政府并非對之無能為力。在政府的各項政策中,以實現收入均等化為目標的稅收政策有著舉足輕重的作用。稅收以收入分配的調節機制主要包括所得稅、商品勞務稅、財產稅以及社會保險稅對轉移支付制度的籌資作用。對商品勞務稅的調節機制而言,主要是消費稅對高收入階層支付能力的調節。國際通行的商品勞務稅主要是增值稅和消費稅。一般說來,增值稅對各類商品和勞務普遍課征,是中性的,因而增值稅不論是由企業負擔,還是消費者負擔,通常都不具備調節收入分配的作用。消費稅則不同,只是對某些特殊消費品課征,是非中性的,收入階層一部分收入在流通領域里就轉化用于財政轉移支付的資金來源。
從理論上講,消費稅在調節收入分配方面不象個人所得稅那樣直接、有效,但是,就發展中國家而言,通過消費稅實現調節收入分配的目標或許更切合實際。這是因為:(1)發展中國家一般實行商品勞務稅為主體的稅制結構,而消費稅又占相當大比例,往往高于財產稅和個人所得稅。(2)征稅消費品的選擇,一般都是對奢侈品征稅或重稅、對必需品免稅或輕稅,這樣就把絕大部分稅加在高收入階層身上,因而也具有與所有稅相似的累進課稅效應。(3)與所得稅和財產稅相比,消費稅稅源易控管,逃稅難度較大,能夠保證政府的分配政策得以有效實施。同時,由于消費稅的非中性特性,對市場配置資源的效率也有負面影響,容易產生“超額負擔”。因此,發展中國家要對此進行效率與公平、增長與效率的權衡。
五、通貨膨脹與商品勞務稅
在大多數發展中國家的經濟發展過程中,長期普遍存在的一種現象是,巨大的財政赤字和嚴重的通貨膨脹,它困擾著這些國家經濟的持續、穩定增長。因此,如何抑制通貨膨脹、促進經濟發展中國家政府所追求的重要政策目標。在20世紀末,從1997年起,“有7個經濟本(指日本、墨西哥、阿根廷、泰國、馬來西亞、韓國、香港-引者注)經歷了與大蕭條極為相似的嚴重經濟衰退”,中國也遭遇了前所未有的通貨緊縮,因此,治理通貨緊縮又成了很多國家當前的經濟任務。
通貨緊縮與通貨膨脹同樣都是一種貨幣現象,通貨膨脹的主要特征是物價和貨幣供應量持續上升,通貨緊縮的主要特征是物價和貨幣供應量持續下降。盡管通貨緊縮與經濟衰退是兩個完全不同的概念,但通貨緊縮往往伴隨著經濟衰退或是造成經濟衰退的重要因素。治理通貨緊縮的主要措施是實施和推行擴張性的財政對策、貨幣政策、相應的產業政策和社會保障制度的建立完善。稅收政策方面,目標是刺激消費者需求,除開征利息稅、遺產稅和贈與稅等財產稅之外,還要進一步降低商品勞務稅中有關投資和消費的稅收,提高投資傾向和消費傾向,以推動投資和消費需求增長。
稅收政策與通貨膨脹問題的相關性有三個方面,即稅收收入水平、稅制結構和稅式支出。對商品勞務稅來講,我們重點分析稅收收入水平中增稅對消費需求的抑制作用。在發展中國家,政府增稅對消費需求的抑制作用主要是通過消費稅實現的。雖然消費稅由于轉嫁性,在短期內可能會推動商品價格上漲,但在既定的收入水平下也會抑制需求,從而在較長時期內降低通貨膨脹壓力。消費稅的這種反通貨膨脹效應體現在兩方面,一是對具有一定需求彈性的生活必需品征收一般消費稅,二是對部分高消費品征收特別消費稅。
六、開放經濟與商品勞務稅
工業蒸汽鍋爐的過程控制系統包括汽包水位控制系統和燃燒過程控制系統,兩系統在鍋爐運行過程中互相耦合,所以控制起來非常困難。在此,我們暫不考慮系統間的耦合,只是對蒸汽鍋爐的給水系統進行變頻改造。
某企業有2臺20T燃煤蒸汽鍋爐,如圖1所示。這2臺鍋爐通過1個給水母管分別給各自汽包供水,用汽量小的季節,2臺鍋爐只運行1臺,當用汽量較大時,則必須2臺鍋爐同時運行。由于給水泵額定功率為37kw,一般情況下,1臺鍋爐運行時,只開1臺給水泵裕量仍較大,而2臺鍋爐同時運行且用汽量較大時,只開1臺給水泵無法滿足需要,而開2臺給水泵后,相對單臺鍋爐運行時,裕量更大。由于2臺鍋爐分別由2套DCS系統控制各自的電動閥門調節各自汽包的給水量,運行中,閥門開度較小造成給水母管壓力較大,不僅浪費了大量的電能,較高的水壓還對管道、水泵葉輪和閥門造成損害
2變頻改造方案
基于系統運行現狀,本著既能節能降耗,又能控制簡便、安全且投資較少的原則,我們設計了1套1臺變頻器拖動3臺電機的方案。具體如圖2所示。
在本方案中,充分利用了鍋爐層有的DCS控制系統,同時增加了變頻器、可編程序控制器(PLC)和控制信號轉換裝置。
(1)硬件控制系統
a)西門子MM430變頻器
MM430變頻器是西門子公司最新研制生產的一種適用于各種變速驅動應用場合的高性能變頻器(調試簡單、配置靈活),它具有最新的IGBT技術和高質量控制系統,完善的保護功能和較強的過載能力以及較寬的工作環境溫度,安裝接線方便,兩路可編程的隔離數字輸入、輸出接口以及模擬輸入、輸出接口等優點,使其配置靈活多樣,控制簡單方便,易于操作維護。
b)西門子S7-200型PLC
西門子S7-200型PLC可靠性高、抗干擾能力強,可直接安裝于工業現場而穩定可靠的工作。適應性強,應用靈活。
(2)當1臺鍋爐運行時
由于只開1臺給水泵,就足夠鍋爐汽包所需用水量,故此時,系統只對運行鍋爐的汽包水位進行恒液位控制即可。
將切換開關置于相應位置,通過鍋爐原有DCS控制系統中的手動操作器將控制該鍋爐汽包進水量的電動閥完全打開后,再通過控制信號轉換裝置切斷該控制信號,使原有控制回路斷開,電動閥保持全開狀態,同時,將該鍋爐汽包液位信號切入PLC,讓PLC將該鍋爐汽包液位信號進行PID運算處理后,再由控制信號轉換裝置,將PLC輸出的4~20mA模擬信號傳遞給變頻器,從而控制變頻器的輸出轉速。
在本控制過程中,關鍵的問題是過程參數PID(P:比例系數I:積分系數、D:微分系數)的整定。由于工業鍋爐運行過程中,用汽量的多小和蒸汽壓力的大小,決定了給水流量的大小和給水壓力的大小。為了保證系統的相對穩定運行,不出現大的波動,對生產造成影響,在調試過程中,應多次反復調整PID參數,直至出現最佳控制過程。
(3)當兩臺鍋爐同進運行時
由于2臺鍋爐分別由兩套DCS系統控制,在運行過程,雖然蒸汽并網后壓力相同,但由于燃燒過程中存在不確定性,兩臺鍋爐汽包各自的液位就必然存在差異。因此,單臺鍋爐運行中所用的恒液位控制方案在此就不再適合。通過給水原理圖(圖1)我們不難發現,要對2臺鍋爐汽包的液位分別控制,最理想的方案是將1個給水母管向2臺鍋爐給水的現狀徹底改變,將給水系統分開,使每個鍋爐都有自己獨立的給水系統,再在此基礎上加裝變頻控制,由1臺變頻器單獨控制1臺鍋爐的給水。但此方案不僅改動較大,投資較高,且要停產改造,顯然是行不通的。為了能在不改變原有系統現狀的前提下,更好的利用變頻裝置,節能降耗,減小系統運行,維護費用,提高原有系統的自動化程度,我們針對該企業2臺鍋爐的運行特點,設計了一套專用于2臺(或2臺以上)鍋爐同時運行時的控制方案,即:蒸汽壓力和母管給水壓力的恒壓差控制方案。
當2臺鍋爐同時運行時,由于外供蒸汽并管,故蒸汽壓力相同,又由于2鍋爐由同一母管給水,故給水壓力也相同。但由于蒸汽用量的變化不定和鍋爐燃燒情況的不同,蒸汽壓力是時刻變化的。這樣,為了能保證給鍋爐汽包供上水,就必須要求給水的壓力始終高于蒸汽壓力,由圖2我們看到,由PLC采集蒸汽壓力和母管給水壓力,通過處理、比較后,得到二者的差值,再將此差值通過PID運算處理,輸出4~20mA的模擬信號給控制信號轉換裝置。再由該裝置將信號傳輸給變頻器,從而控制變頻器的運行速度。這樣雖然可以保證給水母管壓力始終高于鍋爐蒸汽壓力(壓力差的大小可以通過PLC在一定范圍內任意調節),但鍋爐各自汽包的液位卻無法再通過調節變頻器的轉速去控制。在此,我們充分利用了原有給水控制裝置,即汽包各自的進水電動閥門。仍由鍋爐原有DCS控制系統采集各自汽包的液位,蒸汽壓力,給水壓力和給水流量等信號,去相應的調整進水電動閥的開度,從而控制各汽泡液位和進水流量。
此方案由于存在閥門的調節,所以理論上不能最大限度的節能降耗,但實際應用中,由于減小了給水母管與蒸汽壓力之間的壓力差,使電動閥門的開度由原來的平均10%左右開大到75%左右,系統回水閥門關閉,仍大大節約了能源。且本方案充分考慮了系統運行的安全性,一旦變頻器故障,系統可立即自動由變頻運行狀態切換至原有工頻運行狀態,完全恢復改造前的運行狀態,保證鍋爐正常運行。變頻故障解除后,仍可方便的手動切換為變頻狀態,使變頻器方便的投入運行,且不影響鍋爐的運行。
3PLC
PLC是本系統的核心控制器件,它不僅辨識、處理各種運行狀態,進行系統間的邏輯運算和聯鎖保護,還對輸入的多個模擬信號進行處理、運算后,輸出標準的模擬信號控制變頻器的運行速度。主程序結構較復雜,其中,對液位信號進行PID運算的子程序,原理圖和程序框圖如圖3、圖4所示。
4注意事項
(1)由于變頻器產生高次諧波,會對通訊產生干擾,同時由于PLC采集模擬信號,要進行A/D和D/A轉換處理,在此過程中,容易受到變頻器高次諧波的影響而失真。因此,必須將變頻器零地分接且加裝液波裝置,對PLC用隔離變壓器供電,最好將PLC安裝于距離變頻器較遠的位置上。
(2)本系統所需液位、壓力等模擬信號均采至鍋爐原有控制系統,為了不影響原控制系統的安全性與完整性,應將原有模擬信號通過隔離分路端子分路后采用。
(3)鍋爐給水是鍋爐運行過程中至關重要的環節之一,其運行的穩定性與可靠性直接關系到整個鍋爐系統乃至整個企業生產運行的穩定與安全。因此,一旦變頻器出現故障而停車后,系統可自動切換至原有工頻控制系統而不影響生產,這一聯鎖措施至關重要。
5結束語
(1)變頻調速是電氣傳動系統工程,而變頻器只是其中的一部分,變頻器容量、類型的選擇,電氣保護回路和控制回路的設計關系到變頻調速系統應用的可靠性、安全性和經濟性。
(2)變頻調速系統是基于微電子、電力電子、計算機、自動控制和電機等技術上發展而來的,有其先進性,但也有其不足和缺點,如電磁干擾,高次諧波的寄生電容,以及低速運行時的電機溫升等。
(3)變頻調速技術以其節能、環保、方便、工作效率高等優點,在現代企業中得到廣泛應用。若將其再與計算機技術有機的結合起來,實現資源共享,統一管理,則會進一步節能降耗,提高產品質量和生產穩定性。
參考文獻