变频调速技术在风机水泵应用中的节能分析
变频调速技术在风机、带类改造中的应用及节能分析
等技术于一身 的综合性 电气产品。
１ 主 要设 备类 型分 析
现将皮带 改型为例作简要介 绍。原控制系统 采用 ５５ ．ＫＷ 电动机 ， 考虑 改造 前后负载转矩未发 生变化 ， 以改造 后仍然 所
保护设备 ， 时常 出现皮带 、 减速 机损 坏的 同时电机也被 烧毁的
现象 。
电动机的最低工作转 速对应 的变频 器输 出电压频率 ：０Ｘ ５
５ ６÷１ ４ ＝ ０ （ ） ９ ４ ０ ２ ． ｎｚ 。 ７
以上选择基本满足生产工艺及 电动机散热的要 求。
１ ． ２变频 改 造主 要设 备 的 规 格 参 数
炉燃烧系统 、 干系统 、 烘 冷却系统 、 通风 系统等 场合 ， 根据 生产
对炉膛压力 、 风速 、 风量 、 温度等指标进行控制 和调节 以适 应工 艺要求和运行工况。而 最常用的控制手段则是调节风 门、 挡板 开度 的大小来调整受控对象 。 这样 ， 不论生产的需求大小 ， 风机 都要全速 运转 ， 而运 行工况 的变化则 使得能量 以风 门、 挡板 的
１ 调速传动装置变频改造的主要使用效果 ． ３ （） １ 改造后 的传 动装 置结构简单 ， 由采用齿轮 箱和链条 传 动 ， 以传动 比精确 ， 所 运转 平稳 ， 噪声低 ， 振动小 ； 传动环节 少 ， 降低 了机械机构 的能量损耗 。 （） ２ 通过变频 器 降低 电动 机 ， 齿轮 的转 速 ， 因而 机械磨 损 小， 降低 故障率 ， 少维护的工作 量 ， 约了维修 费用支 出， 减 节 有
为 １． Ａ 绝缘等级为 Ｆ ， ６ ） １（ 级 额定功率为 ５ （ Ｗ）接 法 △， ．Ｋ ， ５ 额
定 转 速为 １ ４ ｒｒｉ。 ４ ０ ／ ｎ ａ
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用摘要：本文通过变频调速在风机、水泵类设备上的应用，阐述了风机、水泵变频调速的节能原理。
介绍了风机、水泵负载对变频器的性能要求。
关键词：变频器；风机、水泵；节能；0.前言我国的电动机用电量占全国发电量的60％～70％，风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。
造成这种状况的主要原因是：风机、水泵等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输出功率大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。
由于风机、水泵类大多为平方转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机、水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大，最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量、风量，应用变频器节电率为20％～50％，而且通常在设计中，用户水泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，效率低下，造成电能的大量浪费。
因此推广交流变频调速装置效益显著。
1.变频调速节能原理1.1变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）×H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果风机、水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％。
2.2 功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S×COSФ，Q=S×SINФ，其中S－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSФ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
浅谈变频调速技术在风机、泵类中的节能应用
频器 ）易操 作 、免 维护 、控制精 度 高 ，并 可 以实 现高 功能化 等特点 ，采用 变频 器驱动 的方案 开始 逐 步取代风 门、挡板 、阀 门的控制方 案。 变频调 速技 术的 基本原 理是根 据 电机转速 与 工作 电源输人频 率成正 比的关 系 ： ＝ Ｏ （ － ）ｐ ｎ６ ｆ １ｓ ／，
（－ ） ＯＵ （ －） Ｑ ’ Ｈ
：
． 二 ／
Ｉ
（４Ｏ ０
Ｈ
负荷 ，１ ｈ 运行 在５ ％负荷 ；运 行时 间在３ ０ 。 ３ ０ ０ ｄ
ｌ —
图 ｌ 阀 门调 节 功 耗
图 ２ 变速 调 节 功 耗
图１ 为水 泵用 阀 门控 制 时 ，当流 量 要求 从 Ｑ１ 减 小 到Ｑ２ ，必须 关小 阀门 。这时 阀 门的磨擦 阻力 变 大 ，管路 曲线 从Ｒ移 到Ｒ ，扬 程 则从 Ｈａ ， 上升 到
删 蟪 Ｉ ＇ ｔ
新疆 化 工
４ ３
配 备 电机功 率 ：７ Ｋ ，额 定 电流 ：１ ８ ５Ｗ ３ Ａ， 额定 电压 ：３ ０ ８ Ｖ，转速 ：１７ ｒ ｎ ４ ７／ ，为上 海 江宁 ｍｉ
电机厂制 造 。
＝
● 酗
Ｉ ｈ
水 泵连 续２ ｈ 行 ，其 中每天 １ｈ 行在 ９ ％ ４运 运 ｌ ０
下 降 到Ｈ 。 。 根 据离 心泵 的特 性 ｆ 线公式 ： Ｈ １
Ｎ＝Ｒ ＱＨ／１２ ０ｑ
例３
根据 图３ 计算 ，则 每年 的节 电量 为 ：
Ｗ１７ ｘ ×（１０ －７ ％ ）ｘ ３ ０ ７２０ Ｗ ｈ
Ｗ２ ７ ｘ ３ （ ５ － ２ ％ ）ｘ ０ ＝ １ ３ ５ Ｗ ’ ＝ ５ １ｘ ９ ％ ０ ３０ ２９ ７ｋ ｈ
变频调速技术在风机、带类改造中的应用及节能分析
变频调速技术在风机、带类改造中的应用及节能分析摘要：皮带、风机类设施在加工生产业以及制造业被广泛的推广应用。
皮带、风机类设施不仅消耗的电量多，而且在检修以及养护所花费的也很多，其一共费用就占了总费用的百分之七到百分之二十五。
新兴起来的变频调速工艺不仅具有优秀的调速技术、超越的省电成果，对设施的工作情况能够有所帮助提高。
提升设施工作效率以及成套设备的安全稳定性。
设施能够使用更久的时间。
关键词：变频调速技术；变频器；电动机；风机、带类设备1 主要设备类型分析1.1 速度和频率计算皮带在正常运转时属于恒转矩负载。
工艺要求在转速范围为5-10.5转，分钟，我们试选择减速箱变比k1为29.8：l，链条传动的变速比k2为4：l。
通过计算得：电动机的最高工作转速：10.5×（k1×k2）=10.5×29.8×4=1251.6转，分钟电动机的最低工作转速：5×（ki×k2）=5×29.8×4=596转，分钟；电动机的最高工作转速对应的变频器输出电压频率：50×1251.64+1440=43.5（hz）；电动机的最低工作转速对应的变频器输出电压频率：50×596÷1440=20.7（hz）。
以上选择基本满足生产工艺及电动机散热的要求。
1.2 变频改造主要设备的规格参数齿轮减速箱：型号为r103ybl32s4，输出额定转速为48转/分钟，输出最大转矩为1100（nm）。
电动机：型号为ybl32s-4，额定电压为380v，额定电流为11.6（a）绝缘等级为f级，额定功率为5.5（kw），接法a，额定转速为1440r/min。
变频器：型号为frn5.5g11s-4cx，标准适配电动机5.5kw，调频范围0.1-40hz，频率精度（模拟设定）正负0.2%的最高频率。
额定容量9.9kva，额定输出容量为13a，输出电压为380v（三相，50/60hz），逆变器igbt。
变频调速技术在水泵和风机应用中的节能分析
阀、截止阀等节流设备进行流量 、压力 、水位等信 号的控制 。这样 ，不仅造成大量的能源浪费 ，管
路、阀门等密封性能的破坏 ；还加速 了泵腔、阀体 的磨损和汽蚀 ，严重时损坏设备、影响生产、危及
２１年第３ ００ 期
速 一压力关 系 曲线如 图 １ 示 。 所
河 北 煤 炭
电机 节省 的功耗 为 Ａ、 ｐ。 Ｏ、 、
电机 磁极 对 数） ；通 过改 变 电动 机工 作 电源 频 率达
到改 变 电机转 速的 目的。变频 器就是 基 于上述 原理
１ 综 述
通常 风机设 备主要 用于 锅炉燃 烧系统 、烘 干系 统 、冷却 系统 、通风 系统等 场合 ，根据生 产需要 对 炉 膛压力 、风速 、风 量 、温 度等 指标进行 控制 和调 节 ，以适 应工艺 要求 和运行 工况 。而最 常用 的控制 手段 则是 调节风 门、挡板开 度 的大小来 调整受 控对
河 北 煤 炭
２１年第３ ００ 期
变 调 技 在 泵风 应 中节分 频 速 术 水 和机 用的 能 析
祁 雪来 ，乔矿 生
（ 中能源 井矿集团公司 ，河北 石家庄 冀 ０００ ５ １０）
摘 要 ：主要介 绍 了风机 、泵 类设备利用 变频调速 技术节 能 降耗 的分 析及 应用情况 。
｜ｅ’ 。 ｂ ｜ ｌ ｜ Ｕ
得 出 。其 中 ， 尸 ｐ、 Ｈ 、 、
统压力 升高到 鼠 ，这将对管路和阀门的密封性 能形 成 威 胁 和破 坏 ；而转 速 调节 时 ，系 统压 力 只 将 随泵 转 速 刀的降低 到 鼠 ，因 此 ，不 会 对 系 统 产 生不 良影响 。与此相 类似 的 ，如 果 采用变 频调 速技 术改变 泵类 、风机类设 备转 速来 控 制现 场压力 、温 度 、水位等其它过程控制参量 ，同样可以依据系统 控制特 性绘制 出关 系 曲线得 出上 述 的 比较 结果 。亦
探讨变频调速技术在水泵节能中的应用
低 压 通 用 变 频 输 出 电 压 为 ３０ ～ ６ ０ ８ ５ Ｖ， 输 出 功 率 为 ０７ ．５～４ ０ Ｗ， ０ ｋ 工作 频率为 ０～４０ ｚ 它的主 电路都采用交一直一 ０Ｈ ， 交电路 。变 频器对 电动机控 制是根 据 电动机的特性 参数及 电动机 运行要求 ，通过对 电动机 电压 、电流 、频率 进行控 制达 到满足 负 载的要求。 目前变频器对 电动机的控制方式大体可分为 Ｕｆ ／ 恒定控 制、 转差频 率控 制 、 量控制 、直接转矩控制 、非线性控制 。 矢
苣业研 夯
搽 讨 变 频 调 速 技 市 在 水 泵 节 鹾 巾的 应 用
刘玉彬 ／ 山市曹妃 句供水有限责任公 司 唐
［ 摘 要 ］本 文针对 变频调速在水 泵节能方面谈一些浅显的看法 ，仅供 同行参考 。 ［关键词 ］变频调速 水泵节能 特征 曲线 应用
变频调速 在泵与 风机 的节 能方面应 用广泛 ，但在实 际应用 中 １ 频调 速 与水 泵节 能 变 往往 南于对影 响其节能效 果 的因素考虑 不周 ，导 致选择 与使用存 水泵节 能离不 开工况 点的合 理调节 。其 调节方 式不外 乎以下 在着较 大的盲 目性 ，影 响其节能 效益 的发挥 。以水泵 为例 ，针对 两种 ： 路特性曲线的调节 ，如关阀调节 ；水泵特性曲线 的调节 ， 管 影响其调速范围 、 节能效果 的一 些主要因素 ， 进行 了分析 和探讨 ， 如水泵 调速 、叶轮切 削等 。在 节能效 果方 面 ，改变水 泵性 能曲线 在此基础上指出了变频调速的适用范 围。 的方法 ，比改 变管路 特性 曲线要显 著得 多。因此 ，改变水泵 性能
以此来 调节水 泵 。如果压 力值仍 达不 到要求 ， Ｌ Ｐ Ｃ和变频器 相互 配合 ，投 入多 台水泵运行 。在 目前 ，在众 多的 Ｐ Ｃ程序 编写时 ， Ｌ 般有 两种编 写方式 以控制 水泵 电机的运 行方式 ：第一种 方式为 首先投 入运行 的水泵 继续变 频运行 ，而后投 入的水 泵直接 切换 到 工频运行 ，按照此种方式依次投入多 台；另外一种方式与此相反 ， 将 首先运 行 的水 泵通过 Ｐ Ｃ与 变频器 断开 ，并将其 直接投人 到系 Ｌ 统 中，即切换 到工频 使用 ，相应 地 ，Ｐ Ｃ控制继 电器将 第二 台水 Ｌ 泵与变频器连接 ，变频器重新开始工作 ，由低到高进行频率调节 ， 即控制 电机转 速 ，直 至满足 需求 。当然 ，可根 据不 同的变频器 生 产产家所 提供 的变频 器性能 ，选用不 同 的控 制方法 。根据第二 种 ＰＣ Ｌ 控制方式 ， 同时 ， 照程序流程图 ， 对 详细介绍系统的运行过程。 在用水量不 大的时候 ，“ 号泵” 在变频器控制 下工 作。当用 １ 水 量增大 ，变频器进行 调节 ，当 “ 号泵 ”已经达 到额定 频率而水 １ 压仍然不足时 ，经过短暂 的延 时后 ，将 “ 号泵 ”投人到工频运行。 １ 与此 同时 ，变频 器 的输 出频 率被置 为零 ，然 后将 “ 号泵 ” 投 人 ２ 到变频运行。如果 “ 号泵 ” 也达 到额定频 率而水压仍然不中时 ， ２ 控 制器会做 “ ２号泵”切换 到工频工作 ，紧接着将 “ ３号泵 ”投入 到变频运行 ，依 次类推 。如果用水量减少时 ，则遵循 “ 先人先出” 的原则 ，即先运 行 的工频泵 先停 止。先从 “ 号 泵” 开始 ，依 次 １ 退 出工作 ，完成一次加减泵 的循环 。如图 ４所示 。
风机水泵变频节能原理及适用
风机水泵变频节能原理及适用风机和水泵是工业领域中常用的设备，其能耗在工业生产中占据相当大的比重。
为了降低能耗，提高能源利用效率，节能变频技术逐渐被广泛应用于风机和水泵的驱动系统中。
本文将详细介绍风机和水泵节能变频的原理及其适用范围。
风机和水泵节能变频的原理主要体现在控制电机的输出转速上。
传统的风机和水泵系统通常采用调节阀门或者调节叶片的方式来控制流量，这种方式会导致系统的效率较低，能耗较高。
而节能变频技术则通过调节电机的转速来实现流量的控制，以达到节能的目的。
节能变频控制系统由变频器、传感器和控制器等组成。
变频器是核心设备，它通过改变电源频率来调节电机的转速，从而控制流量。
传感器用于实时监测系统的压力、温度、流量等参数，并将采集到的数据传输给控制器。
控制器根据传感器采集的数据，通过PID调节算法计算出最佳转速，然后将指令传输给变频器，控制风机或者水泵的转速。
风机和水泵节能变频适用于很多领域，包括工业生产、建筑、供暖通风空调等领域。
具体适用范围如下：1.工业生产：在工业生产中，风机和水泵是常见的动力设备。
通过节能变频技术，可以降低风机和水泵的能耗，提高生产效率。
例如，在制造业中，风机和水泵广泛应用于物料输送、通风排烟、冷却循环等环节，节能变频技术可以使系统的能耗减少30%以上。
2.建筑领域：在建筑领域，风机和水泵被广泛应用于通风、空调、给排水等系统。
通过节能变频技术可以有效降低建筑物的能耗，减少能源浪费。
尤其在一些大型建筑物中，如商业中心、大型办公楼、医院等，节能变频技术可以带来可观的节能效果。
3.供暖通风空调系统：节能变频技术在供暖通风空调系统中的应用也十分广泛。
通过控制风机和水泵的转速，可以实现精确的温控和湿控，提高系统的运行效率。
尤其在一些需要频繁调节的场合，如办公室、商场、酒店等，节能变频技术有着显著的节能效果。
总结起来，风机和水泵节能变频技术通过调节电机的转速来实现流量的控制，以达到节能的目的。
变频调速技术在风机及泵类中的节能应用
和 变 速 调 节 各 自所 消耗 的 功 率
假定 水
往 往 采 用 调 整 阀 回 流 阀 截 止 阀等节 流
、 、
泵 效率
1 1=
0 6
．
。
设 备进行流量
、
压力
、
水位 等 信 号 的 控
，
在工 业 生 产和产 品加工 制造业 中
、
，
制
腔
。
这 样 不 仅 造 成 大量 的 能源 浪 费 管
，
风 机 泵 类 设 备应 用 范 围广 泛 其 电能 消
H = 15
m
代 风 门 挡板 阀 门 的 控制方案
、 、
为 ：N
。
0 9 8 1 0 x 1 5 x 6 6／ 6 x 3 6 0 0 x 1 0 0 0 = 0 5 k W
．
综述
通 常在 工 业 生 产
、
变频 调 速 技术 的 基 本 原 理 是 根 据 电 产 品加工 制造 业
、
可 见 变速 调 节 比节 流 调 节 经 济 因
越 的调 速性 能 显 著 的节 电效 果 改 善 现
、
时 常 出现 泵 损 坏 同 时 电机 也 被烧 毁 的 现
1000
一
』醣 W
，
象 近 年来 出 于 节 能 的 迫 切需 要 和 对 产
。
，
( 1 )节 流 调 节 由 上 图 知 ：流 量 为 6
，
．
6
有设 备 的运 行 工 况
，
提 高 系统 的安 全 可
牵变所电容选 引电蓄池量择
（） ２ 电压校正 结论 ：
１ ２ ７
表１ 环境温度对可用容量的影响关系
大功率风机水泵调速节能运行技术经济分析
大功率风机水泵调速节能运行技术经济分析在工业生产中，大功率风机和水泵是非常常见的设备。
然而，由于它们的运行通常需要较高的能耗，因此如何实现节能运行成为了一个重要的问题。
调速技术是一种常见的节能手段，通过调整风机和水泵的转速，可以实现功率调节，从而实现节能目的。
本文将对大功率风机水泵调速节能运行技术进行经济分析。
首先，调速技术可以降低设备的耗能量。
一般来说，风机和水泵的转速越高，其能耗也就越大。
通过调速技术，可以将风机和水泵的转速降低到最佳运行状态，从而降低了单位时间内的能耗。
以风机为例，通过调速技术可以将转速降低10%，则能耗可以降低约27%，因此可以实现较大幅度的能耗节约。
对于大功率风机和水泵来说，能耗的降低将能够带来可观的节能效益。
其次，调速技术可以提高设备的运行效率。
当负载不变时，风机或水泵的运行效率通常在额定转速附近最高。
通过调速技术，可以使设备运行在其最佳效率点上，从而提高设备的运行效率。
提高设备的运行效率，不仅有助于减少能耗，还能够提高设备的性能和可靠性，延长其使用寿命。
因此，调速技术在大功率风机和水泵的节能运行中具有重要的作用。
再次，调速技术可以降低设备的维护成本。
风机和水泵的转速的降低，能够减少设备的负荷，减轻设备的磨损和损坏。
同时，通过调速技术，可以降低设备的运行温度和噪音，提高设备的工作环境。
这些都有助于降低设备的维护成本，减少设备的故障率和停机时间。
因此，调速技术可以帮助企业降低设备维护的费用，提高设备的可靠性和生产效率。
综上所述，大功率风机水泵调速节能运行技术对于降低能耗、提高运行效率和降低维护成本都有重要的作用。
然而，需要注意的是，实施调速技术需要一定的投资成本。
包括设备的更新换代、调速器的安装与调试等。
因此，进行经济分析是非常必要的。
应该综合考虑投资成本、节能效益和减少维护成本所带来的收益。
根据实际情况进行具体分析，确保调速技术的经济性。
总之，大功率风机水泵调速节能运行技术在实际应用中具有很大的潜力。
变频调速技术在风机、水泵控制系统中的应用
领域 普 遍 ； 电 能 耗 损 和 譬 如 阀 门 、 扳 有 关 配 置 的 节 流 亏 损 以 及 如 下 关 系 ： 其 档
保 护 、 理 花 费 占 到 制 造 工 本 的 ７ ２ ％ 。 一 笔 非 常 大 的 制 造 花 费 修 ％一 ５ 是 花 销 。随 着 财经 改 制 的不 停 深 人， 业 经 济 的市 场 竞逐 的不 停 加 重 ； 商
４ ９
７ ． ２９ ５ ２ Ｌ
３ ． ４３
、
风 机 水 泵 控 制 设 备 现 状
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在 各 种 工 业 用 风 机 、 泵 中 。 锅 炉 鼓 、 风 机 、 井 、 心 泵 水 如 引 深 离 等 ， 部 分 是 额 定 功 率 运 行 ， 机 流 量 的 设 计 均 以 最 大 风 量 需 求 来 大 风 设 计 ， 调 整 方 式 采 用 档 板 ， 门 、 流 、 停 电 机 等 方 式 控 制 。 法 其 风 回 起 无
形 成 闭 环 控 制 ， 很 少 考 虑 省 电 。水 泵 流 量 的 设 计 同 样 为 最 大 流 量 ， 也
６ ０ ５ ０
６ ０ ５ ０
３ ６ ２ ５
２ ． １６ ｌ． ２ ５
压 力 的调 控 方 式 只能 通 过 控 制 阀 门 的大 小 、 机 的启 停 等 方 法 。 电 电
由上 表 可见 ： 需 求 流 量 下 降 时 ， 节 转 速 可 以节 约 大 量 能 源 。 当 调 例 如 ： 流 量 需 求 减 少 一 半 时 ， 通 过 变 频 调 速 ， 理 论 上 讲 ， 需 当 如 则 仅 额定 功 率 的 １ ５ ， 可 节 约 ８ ． ％ 的能 源 。 ２．％ 即 ７５ 四 、 泵 变 频 调 速 控 制 系 统 的 设 计 水
变频调速技术应用及节能分析
（ｃ ｏｌ ｆ ｎｏｍ ｔ ｎＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｈ ｉｏ ｏｌ ｅｏ ｃｎ ｍ ｃ， ａ ｏ ， ７ ２ ３ Ｈ ｉａ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｆ ａｉ ｎ ｉ ｅ ｎ ， ａ ｕＣ ｌ ｇ ｆ ｏ ｏ ｉ Ｈ ｉ ｕ ５ ０ ０ ， ａｎ ｎ Ｉ ｒ ｏ ｎ ｉ ｋ ｅ Ｅ ｓ ｋ
二 、 频 调 速 原 理 变
究方 向 ： 气 自动 化 ． 电 电子 技 术 。
８８ ・
・
第 ９卷 第 ２ 期
Ｖｏ ． １ ９ Ｎ ． ｏ２
海 口 经 济 学 院 学 报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｉｏ ｌ ｇ ｆＥ ｏ ｏ ｃ ｏ ｒ ａ ｆ Ｈａｋ ｕＣｏｌ ｅｏ ｃ ｎ ｍｉｓ ｅ
２ １ 年 ６月 ００ Ｊ ｎ２０ ｌ０ ｕ ．
Ａｂ ｔａ ｔ ｒｑ ｅ ｃ ｏ ｅｔｒ ｉ ｔｅ ｍａｎ ｃ ｎ ｅｔ ｇ ｗａ ｏ ｈ ｓ ｎ ｈｏ ｏ ｓ ｍｏｏ ， ｓｒ ｃ ：Ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ Ｃ ｎｖ ｒｅ ｓ ｈ ｉ ｏ ｖ ｒｉ ｙ ｆｒ ｔｅ ａｙ ｃ ｒｎ ｕ ｔｒ ｎ ｗｈ ｓ ｏ ｖ ｒ ｎ ｕ ｃｉｎ ｉ ｅ ｃ ｌ ｎ ｉ ｎ ｅｆｌｅ ｅｇ ａ ｉｇｆｎ ｔ ｎ Ｓ ｔｉ ｇ ｏ ｏ ｂ ｏｅ ｃ ｎ ｅｔ ｇ ｆｎ ｔ ｓ ｘ ｅｌ ｔｗ ｔ ｗｏ ｄ ｒｕ ｎ ｒｙ ｓｖｎ ｕ ｃｉ Ｏ ｉ ｓ ｏ ｄ ｔ ｅ ｉ ｏ ｅ ｈ ｏ ｂ ｓｄ ｉ ａ ｓａ ｄｐ ｍｐ ｉｈ ｗ ｒ ｒｖ ｉ ｎ ． ｕ ｅ ｎｆｎ ｎ ｕ ｓｗｈｃ ｏ ｔ ｐ ｅ ａｌ ｇ ｈ ｉ
（ 口经济 学院 信息工 程学 院， 海 海南 海 口 ５ ０ ０） ７２３
摘 要 ： 变频 调速 技 术是异 步 电动机 最主 要 的调速 方 式 ， 速性 能优越 、 调 节能 效果 显 著 ，
变频调速技术在风机及泵类应用中的节能分析
目 ，变频调速技术 已经成为现代 电力传动技 前 术的一个主要发展方 向。卓越 的调速性能 、显著 的
节 电效果 ，改善现有设备的运行工况 ，提高系统 的 安全可靠性和设备利用率 ，延长设备使用寿命等优 点随着应用领域 的不断扩大而得到充分的体现。
器 ）易操作 、免维护 、控制精度高 ，并可以实现高 功能化等特点 ；因而采用变频器驱动的方案开始逐
门、挡板调节更为节能经济 ，设备运行工况也将得 到 明显改善 。
４ 节 能计算
对于 风机 、泵类 设备 采 用变 频调 速后 的节 能效 果 ，通 常 采用 以下 两种方 式 进行计 算 ： （）根据 已知 风机 、泵 类在 不 同控制 方 式 下 的 １
Hale Waihona Puke 流量 一负载关系曲线和现场运行 的负荷变化情况进
关键词 ：变频调速 ；技术；风机 ；泵类；节能 中图分 类号 ：Ｔ ４ 文献标 识码 ：Ｂ Ｄ４ 文章 编号 ：１０ ０７—１８ （０６ ３— ０ １ ３ ０３ ２０ ）０ ０３ —０
Ａｎ ｌｓｓｏ ｎ ｒｙ ｃ ｎ ｅｖ ｔ ｎ ｏ ｏ ｖ ｒｉｎ ｓ ｅ ｄ ｇ ｖ ｒ ｉ ｇ ａｙ ｉ ｎ ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｒ ａｉ ｆｃ ｎ ｅ ｓｏ ｐ ｅ ｏ ｅ ｎｎ ｏ
３ ２
品。
河 北 煤 炭
２６ 第３ ０年 期 ０
电子 、微 电脑 控 制 等 技 术 于 一 身 的综 合 性 电 气 产
绘制出关系曲线得出上述的比较结果。亦即，采用
变频 调 速 技 术 改 变 电 机 转 速 的 方 法 ，要 比采 用 阀
３ 节能分析
通过流体力学的基本定律可知 ：风机 、泵类设 备均属平方转矩负载 ，其转速 ｔ ｌ ， 与流量 ｐ，压力 日 以及轴功率 Ｐ具有如下关 系：ｐｏ ｔ，Ｈｏ ｔ ，Ｐ ｃ／ ， ２ ｃ／ ， ｔ ；即 ，流 量与 转速 成 正 比 ，压力 与转 速 的平方 ／ ， ３
风机水泵变频节能计算
风机水泵变频节能分析一：原理由流体传输设备水泵和风机的工作原理可知：水泵和风机的流量与其转速成正比；水泵和风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵和风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵和风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源|稳压器频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低水泵和风机的转速，那么其功率可以下降得更多。
例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=（45/50）3=0.729，即P45=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=（40/50）3=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。
水泵和风机消耗功率与转速的三次方成正比。
即N=Kn3 N：为水泵和风机消耗功率；n：为水泵和风机运行时的转速；K为比例系数。
而水泵和风机设计是按工频运行时设计的，但除高速外，大部分时间流量较小，由于采用了变频技术及微机技术有微机控制，因此可以使水泵和风机运行的转速随流量的变化而变化，最终达到节能的目的。
实践证明，使用变频设备可使水泵和风机运行平均转速比工频转速降低20%，从而大大降低能耗，节能率可达20%-40%。
因水泵和风机属于典型的平方转矩负载类型，所以其功率（轴功率），转矩（压力），转速满足以下关系（相似定理）：P电=P轴=QHQ’/Q=N’/N 则Q’=QN’/NP’/P=（N’/N）3 则P’=P（N’/N）3异步电机的转速公式 n=60f（1-s）/p式中：N、Q、H、P——水泵和风机的额定转速，流量，轴功率N’、Q’、H’、P’——调速后水泵和风机的额定转速，流量，轴功率在一定范围满足生产要求的前提下，可以通过改变转速来灵活的调节风压和流量，并且不改变工作周期。
这种特性表明，调节水泵和风机转速，改变电动机出力，使之始终满足工艺要求。
综上所述：利用变频技术改变电机转速来调节流量和速度的变化用来取代传统工频电路的控制，能取得明显的节能效果二：风机水泵变频特点再因风机采用工频起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3～4倍，在大的电流冲击下，，会影响电网的稳定及其它设备的运行安全用电，也使接触器、电机的使用寿命大大下降，同时，起动时的机械冲击，容易对机械散件、轴承、阀门、等造成破坏，从而增加维修工作量和备品、备件费用。
高压变频调速技术在火电厂风机和泵类应用中的节能分析
１ ． ３ 高压变频调速技术的优点 异步 电动机的转速关系式为 ： ｎ ＝ ｎ ｏ （ １ － ｓ ） ＝ ６ Ｏ ｆ ｏ （ １ － ｓ Ｊ ， ｐ 式中： ｎ为异 步 电动 机 的转 速 ， ｎ 。 为 电动机 的同步 转速
为 电动机 所接 电源的频率 ， ｓ 为 电动机转差 率 ； ｐ为 电动 机定子
ｂ ｅ ｌ ｏ ｗ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｆ ｒ ａ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ｃ ｋ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ８ ０ ０ ｍ￣ ８ ５ １ ． ５ ｍ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｉ ｓ
高压变频调速技术在火 电厂风机 和泵类应用 中的节 能分析
范 利 文
（ 山西漳泽 电力股份有限公司侯马热电分公 司 ， 山西侯马 ， ０ ４ ３ ０ ０ ０ ）
摘
要： 阐述 了在 我国火电厂 中采用 高压 变频调速技 术的必要性 以及 高压变频器配置
时需考虑的相 关问题 ， 进行 了风机设备 配置高压 变频 器的节能分析 ， 表 明高压 变频 器
绕组 的极对数 。
Ｔｈ ｅ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｇｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ａｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｎ Ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ Ｒｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｗｉ ｔ ｈ Ｃａ ｖ ｅ － ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ
山西科技
文章编 号： １ ０ ０ ４ — ６ ４ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ４ ５ — ０ ３
浅析变频调速技术在风机、泵类中的节能应用
助外力 ， 通 过夹 具将待 焊件 尽可 能实现 刚性 固 定， 从而有 效地
控制角变形 和弯 曲变形 。（ ２ ） 焊接过程 措施 。控制焊接 参数、 有 效选择焊接 顺序 、 加热 、 碾压 、 激冷 等方法 可实现对焊 接变形 的 控制 。比如 ， 铝合金焊接 时在焊枪两侧对 母体金属加热 ， 能够使 电弧金 属变形 减 小， 降低焊 缝 区域 的剪切应 变 ， 从 而实现 对焊 接 变形 的控 制。 激冷 方法也是控 制焊接变形非常有 效 的工艺方 法， 随焊激 冷能够显 著降低焊接残余 应力 ， 减 小焊接变形 。 在焊 接时， 尤其 是在 多道焊 接过 程 中， 焊 接顺 序 的选择对 残余 应力
制， 按 正弦规率排 列的脉冲 宽度为 了做 到正弦波输 出就需要输 出波形经过 适当的滤波 ，在支流 交流逆变器 中常常得到应用 。 三相 Ｓ Ｐ ＷＭ 是 使用 Ｓ Ｐ ＷＭ 模拟市 电的三相输 出，广泛 应用于 变 频器 领域 。空 间矢量 脉 宽调制 叫做 Ｓ Ｖ Ｐ ＷＭ 控制 ，它 作为 Ｐ ＷＭ 技术 调制 的方法 ，在 电机三 相定子 绕组 中时介 入 Ｐ ＷＭ 波， 促使 定子产生 圆形 的旋 转磁 场， 进 而带动电机旋转 。
通 过对焊接 变形 因素 和控制措施进 行分析 ， 我们可 以找到 多种实现焊接 变形控制 的方法 。但 是我们也很 容易发现 ， 每种 控 制措施都有一 定的局限性 。 那么在生产 中就要 求根据 自身 的 需求和条件选 择相应 的方法 ， 来实现对焊 接变形 的控 制。在控 制 措施 中， 相对成 熟和 广泛使用 的方法是 焊接前和焊接过 程焊 接变 形 的控制 ，而焊接后 的控制矫 正方法还不够 成熟和理想 。 对 于焊接过程 复杂的焊接 工艺来说 ， 分为 焊接前、 中、 后 ３个阶 段 是远远不够 的 ， 因此 寻找一种 有效 的控 制方法成为 日后 焊接 工 艺的一个重要研 究方向。
高压变频技术在风机泵类应用中的节能分析
（ ｈ ａ ｇ ａ ｈ ｎ Ｃｏ ｌ ｉ ｅＧｒ ｕ Ｓ ｕ ｎ ｙ ｓ ａ ５ ０， ｉ ａ Ｓ ｕ ｎ ｙ ｓ ａ ａ ｎ ｏ ｐ， ｈ ａ ｇ ａ ｈ ｎ １ １ Ｍ ５ ０ Ｃｈｎ ）
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｅｐ ｐ ｒｅ ｐ ｕ ｄ ａ ｉ ｒｎ ｉｌ ｆｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｉ ａ ｓａ ｄ ｐ ｍｐ ． ｔ ａ ｔ Ｔｈ ａ ｅ ｘ ｏ ｎ ｓｂ ｓｃｐ ｉｃｐ ｅｏ ｒｑ ｅ ｃ ｏ ｔｏ ｄ ａ ｐｉ ｔｏ ｎ ｆｎ ｎ ｕ ｓ ａ ｃ
平 均 ６ 计 ） ５ ：
（ ２ ｋ －２ ｏ Ｗ ×６ ） ４ ：１ ４ ２ｏ Ｗ ２ｋ ５ ×２ ｈ ８ ８度
２ 节能对比分析
根据 流体力 学知 识 ， 机和泵 类负 载特性 如下 ： 风
每 天 可实现节 电量 （ 电率 按 ７ 计 ） 节 ５ ：
１４ ８ ８度 ×７ ％ 一１ ８ ５ ３ ４度
降低 。 据 多年 的变频改 造 丰富经 验 ， 根 实际风 机或水 泵
系 统 节 电 率 根 据 实 际 运 行 工 况 一 般 可 达 到 ３ ～ Ｏ
８ ％（ 理 图如图 １所示 ） Ｏ 原 。
２ ２ 引风 机节 能计算 ： ．
采 用变 频后 每 日节 电量 （ 采用 变 频 后 电机 负荷 按
改 造 前 风机 的 额定 转 速 Ⅳ 为 ９ ２ｐ 现在 风 机 ９ ｒｍ， 的 正 常转 速 Ⅳ ７ ０ｐ 即为 额 定 转 速 的 ７ ０ ９ ２ 为 ４ ｒｍ 起 动 电流大 ， 械 冲击 、 机 电气保 护 特性 差等缺 点 ， 不仅 影响设 备使 用寿命 ， 而且 当负载故 障 时
效率 下降 等 因素 的影 响 ， 即便 如此 ， 电效果 还是 比较 节
变频调速技术在风机上应用的节能效果分析
Ｏ 引言
在工业生产 中， 风机 的应 用范 围 十分广 泛。风机 的 电能
风机多数采用异 步 电动机直 接 驱动 的方 式运 行 ， 在 启 存 动 电流 大、 机械冲击、 电气保护 特性差等 缺点 。不仅 影 响设 备 使 用寿命 ， 而且当负载 出现 机械 故 障时不 能 瞬间动 作保 护设
式 ， 得 电 动 机 及 其 拖 动 负 载 在 无 须 任 何 改 动 的 情 况 下 即 可 使 以 按 照生 产 工 艺 要 求 调 整 转 速 输 出 ， 而 降 低 电 机 功 耗 ， 到 从 达
系统高效 运行的 目的。到了后期 ， 该技术逐 步引入 国内 ， 并得 到了广泛的推广应 用 。目前 煤 炭 、 电力 、 金 、 冶 石油 、 工、 化 造
到 改 变 电机 转 速 的 目的 。变 频 器 就 是 基 于 上述 原 理 采 用 交 一 直 ．交 电源 变 换 技 术 、 ． 电力 电 子 、 电 脑 控 制 等 技 术 于 一 身 的 徽 综 合 性 电气 控 制 产 品 。
深入 ， 市场 竞争的 不断加 剧 。 节能降 耗 已成 为 降低生 产成本 、 提高产 品质量 的重 要手段之一。 八 十年代 初期 ， 变频调速技术 开始发展起 来 ， 正是 顺应 了 工业 生产 自动化发展 的要求 ， 创 了一个 全新 的智能 电机时 开 代 。它一改普 通 电动 机 只能 以定 速 方式 运行 的落后 陈 旧模
变频器在风机、水泵中的节能应用
变频器在风机、水泵中的节能应用摘要：由风机、水泵类负载节能，来阐述变频器是控制风机、水泵实现节能最佳方式，对提高自动化程度，减少人为因素的影响进行较详细分析，通过实例计算来证明在理论上是正确的，虽然初期一次性投资比较大，但从长远上来看在经济上是值的。
关键词：风机；水泵；节能；功率因数；变频器前言风机、水泵作为工业和生活中的通用机械有应用量大、应用面广的特点，其配套电机量也是巨大的，有资料统计，风机、水泵的耗电量占全国总发电量的20%以上，由于容量和工艺原因，大多数的风机、水泵类负载存在着不同程度上的电能浪费，在提倡节约能源的今天，减少浪费，节能问题的研究也迫在眉睫，变频控制是目前最好方法。
1.风机、水泵负载节能原理传统风机、水泵流量的设计均以最大需求来设计，其调整方式采用挡板、风门、回流、起停电机等方式控制，无法形成闭环回路控制，也较不考虑省电的观念，但实际使用中流量随着各种因素而变化，往往比最大流量小的多，要减少流量时，通常情况下只能调节档板和阀门的开度，阀门控制法的实质是通过改变管网阻力大小来改变流量，而这种控制方式当所需流量减小时，压力反而会增加，故轴功率的降低有限，此时，过剩的风机、水泵功率将导致压力增加造成很大的能量损耗。
由流体力学原理可知：流量与转速的一次方成正比，压力与转速的平方成正比，功率与转速的三次方成正比，如果水泵效率一定，当流量下降时转速成比例下降，而此时对轴输出功率p成立方关系下降；风机、水泵变频节能控制可在保持阀门、挡板开度不变的前提下，通过改变风机的转速来调节流量，其实质是通过减少流体动力来节电。
这种控制方式可从根本上消除风机、水泵设备，由于选型或负荷变化普遍存在的“大马拉小车”的动力浪费现象，消除了挡板截流阻力，使风机、水泵始终运行在最佳工作状态。
2.风机、水泵变频控制特点2.1异步电动机原理n=60f/p（1-s），可知变频调速是风机、水泵调速最佳方法，风机、水泵电机直接启动或Y/D启动，启动电流为其额定电流的4～7倍；这样会对电机设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的电流和震动时对挡板和阀门损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。
典型节能案例解析 第1例 变频调速装置在风机、水泵中的应用
１１ ９ 年起 ， ９ 先后在这 ９台风机 、 水泵 ｈ 安装 了变
频 凋速装 置 ， 过调节 风机 、 通 水泵 的转 速来调 节风 量、 水量 ， 取得 了非 常显 著的节 电效果 。
投资成 本
我们 通过 风机 系统 特性 曲线 图加 以 说明 。由
图 Ｉ 风机 系 统 特 陛 曲线 ） 以看 出 ： （ 可 随着 流量 的
中 心
北京丽 都动 力 中心成 立 于 １８ ， ９６年 在满足 给 北京 丽都酒店 供 能 的 同 时 ， 为 附近其 他 几家 单 还 位供 能。该 中心 的锅 炉 系统 有 ３台 ２ｔｈ蒸 汽 锅 ０／ 炉 ， 辅 机 系 统 包 括 ： 台 ７ｋ 引 风 机 、 台 其 ３ ５Ｗ ３
往偏 大 加之对 锅炉 鼓 、 引风机 的调节 ， 是靠调 节 闸板 完 成 的 ， 所 当风 量 变 化 时 ， 风 机 系统 而 就 言， 会浪 费大量 的 电能 。要 想 改变这种状 况 ， 好 撮
是 采用 变频调 速技术
调节过去 一直是 通 过调节 挡板 、 阀门 来完成 的 ， 这 就 造成 了 电能 的浪 费 为 了节 能 、 降耗 ， 中心 自 该
Ａｎ ｌ ｓｓＯｌｅ ｒ ｙ ｓ ｖｎｇ ｃ ｓ ａｙ ｉ ｉ ｎｅ ｇ ａ ｉ ａ ｅ
Ｔ ｅ ａ ｐ ｃ ｆ ｎ ｏ ｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｉｅ ｕ ｅ ｎ ａ ｄ ｐ ｍｐ ｈ ｐ ｆ ａ ｏ ｆ ｆ ｑ ｅ ｃ ｏ ｔｏ ｖｃ ｓ ｄ ｉ ｆ ｎ ｕ ｉ ｉ ｒ ｄ ｎ ａ
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变频调速技术在风机\水泵应用中的节能分析
作者：郝轶学
来源：《中国新技术新产品精选》2009年第19期
摘要:在工业生产和产品加工制造业中,风机、泵类设备应用范围广泛,其电能消耗是一笔不小的生产费用开支。
随着经济改革的不断深入,市场竞争的不断加剧,节能降耗已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。
关键词:风机、泵;变频调速;节能降耗
1 综述
通常在工业生产、产品加工制造业中,风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合,根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。
而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。
这样,不论生产需求的大小,风机都要全速运转,根据运行情况的变化,使得能量以风门、挡板的节流损失掉了。
在生产过程中,不仅控制精度受到限制,而且还造成大量的能源浪费和设备损耗,从而导致生产成本增加,设备使用寿命缩短,设备维护、维修费用高居不下。
风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行,存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。
不仅影响设备使用寿命,而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备,时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。
近年来,出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求,采用变频调速器(简称变频器)易操作、免维护、控制精度高,并可以实现高功能化等特点,而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系:n=60f(1-
s)/p,(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数);通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术,电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。
2 节能分析
通过流体力学的基本定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩负载,其转速n与流量Q,压力H以及轴功率P具有如下关系:Q∝n ,H∝n2,P∝n3;即,流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。
以一台水泵为例,它的出口压头为H0(出口压头即泵入口和管路出口的静压力差),额定转速为n0,阀门全开时的管阻特性为r0,额定工况下与之对应的压力为H1,出口流量为Q1。
在现场控制中,通常采用水泵定速运行出口阀门控制流量。
当流量从Q1减小50%至Q2时,阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1,系统工作点沿方向I由原来的A点移至B点;受其节流作用压力H1变为H2.水泵轴功率实际值(kW)可由公式:P =Q.H/(η c.η b)×10-3得出。
其中,P、Q、H、η c、η b分别表示功率、流量、压力、水泵效率、传动装置效率,直接传动为1.假设总效率(η c.η b)为1,则水泵由A点移至B点工作时,电机节省的功耗为AQ1OH1和BQ2OH2的面积差。
如果采用调速手段改变水泵的转速n,当流量从Q1减小50%至Q2时,那么管网阻力特性为同一曲线r0,系统工作点将沿方向II由原来的A点移至C点,水泵的运行也更趋合理。
在阀门全开,只有管网阻力的情况下,系统满足现场的流量要求,能耗势必降低。
此时,电机节省的功耗为AQ1OH1和CQ2OH3的面积差。
比较采用阀门开度调节和水泵转速控制,显然使用水泵转速控制更为有效合理,具有显著的节能效果。
另外,阀门调节时将使系统压力H升高,这将对管路和阀门的密封性能形成威胁和破坏;而转速调节时,系统压力H将随泵转速n的降低而降低,因此不会对系统产生不良影响。
从上面的比较不难得出:当现场对水泵流量的需求从100%降至50%时,采用转速调节将比原来的阀门调节节省BCH3H2所对应的功率大小,节能率在75%以上。
与此相类似的,如果采用变频调速技术改变泵类、风机类设备转速来控制现场压力、温度、水位等其它过程控制参量,即,采用变频调速技术改变电机转速的方法,要比采用阀门、挡板调节更为节能经济,设备运行工况也将得到明显改善。
3 节能计算
对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果,通常采用以下两种方式进行计算:
根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量现场运行的负荷变化情况进行计算。
以一台IS150-125-400型离心泵为例,额定流量200.16m3/h,扬程50m;配备Y225M-4型电动机,额定功率45kW.泵在阀门调节和转速调节时的流量。
根据运行要求,水泵连续24小时运行,其中每天11小时运行在90%负荷,13小时运行在50%负荷;全年运行时间在300天。
则每年的节电量为:W1=45×11×(100%-69%)×300=46035kW.h
W2=45×13×(95%-20%)×300 =131625kW.h
W=W1+W2=46035+131625=177660kW.h
每度电按0.5元计算,则每年可节约电费8.883万元。
根据风机、泵类平方转矩负载关系式:P / P0=(n/n0)3计算,式中为P0额定转速n0时的功率;P为转速n时的功率。
以一台工业锅炉使用的22 kW鼓风机为例。
运行工况仍以 24小时连续运行,其中每天11小时运行在90%负荷(频率按46Hz计算,挡板调节时电机功耗按98%计算),13小时运行在50%负荷(频率按20Hz计算,挡板调节时电机功耗按70%计算);全年运行时间在300天为计算依据。
则变频调速时每年的节电量为:W1=22×11×[1-(46/50)3]×300=16067kW.h
W2=22×13×[1-(20/50)3]×300=80309kW.h
Wb=W1+W2=16067+80309=96376 kW.h
挡板开度时的节电量为:W1=22×(1-98%)×11×300=1452kW.h
W2=22×(1-70%)×11×300=21780kW.h
Wd=W1+W2=1452+21780=23232 kW.h
相比较节电量为:W= Wb-Wd=96376-23232=73144 kW.h
结束语
在工业生产和产品加工制造业中,风机、泵类等设备采用变频调速技术,实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术,受到国家政府的普遍重视,《中华人民共和国节约能源法》第39条就把它列为通用技术加以推广。
实践证明,变频器用于风机、泵类设备驱动控制场合,取得了显著的节电效果,是一种理想的调速控制方式。
既提高了设备效率,又满足了生产工艺要求,并且因此而大大减少了设备维护、维修费用,还降低了停产周期。
直接和间接经济效益十分明显,设备一次性投资通常可以在9个月到16个月的生产中全部收回。
作者简介:郝轶学,男,助理工程师,同煤集团忻州窑矿供热队从事技术管理工作。