风机变频节能计算
锅炉风机节能方案
锅炉风机变频节能方案一、在提倡环保与节能国际前提下，众多厂家的锅炉风机都在运用风门的开度来调节其风量，用风门档板调节风量时，风机长期工作在额定转速下，不可避免其风量（或能量）有相当部分会损失在档板上，存在着能耗较大、设备损坏率高、维修难度大等特点。
如采用变频调速实施对该系统的改造，可发挥该系统的节能潜力。
由于电机轴功率与转速的三次方成正比的关系可知，转速若降低一些，风机轴功率则成三次方关系下降，即风机所损耗的电能大大下降。
在交流调速中，根据交流电机的调速公式，电机转速n＝60f(1-s)/p可把调速方式分为三大类:1.改变电动的转差率S。
2.改变电动机的极对数P。
3.改变电源的频率f。
以上三者均可调速,但改变电机的极对数相当困难,并且不能实现无级调速,改变电机的转差率会带来较大的转差损耗,使效益值降低,而且调速范围也受限制.只有改变电源频率的方法,从高速到低速都可保持高效率、宽范围和高精度的调速性能；因此交流调速以变频调速器最为可行。
二、节能理论分析由流体力学原理知，风机的风量Q与转速n成正比，风压H与转速n的平方成正比，所消耗的功率P等于风量Q与风压H之积（即功率与转速的立方成正比，）具体关系表达式：即Q=K1n；H=K2n²；P=Q×H=K1K2n³其中K1，K2，K3——是比例系数当用档板的开度来控制风量大小时，管阻档板阻曲线与功率P变化，由曲线1到曲线路，风量减少了，而功率却没有减少多少。
而通过改变转速n来调节风量情况就不同了。
调节转速时H-Q曲线由曲线1到曲线2，档板开度100%时，管阻曲线不变，功率节省了很多。
节省量，其中n1为调节前转速，n2为调节后转速。
从风机使用的一般性经验我们可以知道：工频状态下用风门（风阀）调节风量的风机在使用过程中的负荷是在50%~100%之间波动；负荷越小风门（风阀）的节流损失就越大，风机电机的空载损耗就显得更加突出，风机效率也就越低；而改为变频调节方式（即电机改变供电频率的方式）就几乎不存在风门的节流损失和风机电机的空载损耗，同时变频装置采用软启动方式也不存在启动冲击电流，对于短路容量有限的厂用电系统也可提高其安全系数。
节能原理及节能计算
节能原理及计算方法一、节能原理风机和水泵，前者工作介质为液体，均属于流体机械设备。
下面以风机为例说明它们的工作特性。
特别是离心式风机及水泵，工作特性基本相同。
以下就以风机为例说明他们的调速工作原理。
风机的工作特性图如下：风机的工作特性图由上图可以看出，风机工作的位置，即风机的风量是由风机特性曲线（风压特性）和管网特性曲线（风阻特性）决定的，无论是改变风机的特性曲线，或者是改变管网特性曲线，都可以达到改变风量的目的。
图中：风机特性曲线 HA =kQ12K——风机特性系数；管网特性曲线 HA =Hc-λQ12λ——管网特性系数。
（一）工频工作方式工频工作方式是指泵的特性曲线保持不变，而改变管网特性曲线。
通常采取的方式是保持风机的特性曲线不变，即不改变风机的转速，而用调节挡板改变出风口的大小，达到改变风量的目的。
如下图所示：工频工作方式时风机的工作特性图从图中可以看出，风机工作在A点时，风量为Q1，风压为H1。
保持风机的转速不变，用挡板将风量调节为Q2时，风压将上升到H2，风机工作点变为B点。
由于挡板的节流作用，风道的阻力曲线变为OB。
风机工作在A点时，其功率为PA ＝H1×Q1/102；风机工作在B点时，其功率为PB ＝H2×Q2/102。
虽然Q2<Q1，但H3>H1，所以PA与为PB的值变化不大，说明采用工频工作方式时，改变风机的风量，风机的轴功率减小有限。
（二）变频工作方式变频工作方式是指管网特性曲线保持不变，而改变风机的特性曲线。
通常采取的方式是保持管网特性曲线不变，即不改变风机出口的大小，而改变风机的特性曲线，即改变风机的转速，达到改变风量的目的。
如下图所示：风机工作在A点时，其功率为PA ＝H1×Q1/102；风机工作在B点时，其功率为PB ＝H2×Q2/102。
Q 2<Q1，而且 H2>H1，所以PA与为PB的值变化较大，说明采用变工频工作方式时，改变风机的风量，风机的轴功率减小很大，节能效果显著。
风机变频节能计算 PPT
计算范例--风门控制
风门控制总能耗 = 75KW(85%流量）*91%*4000小时+
75KW(60%流量）*76%*4000小时 = 273,000+228,000千瓦时 = 501,000千瓦时
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
计算范例--变频调速
使用变频器调节风机转速时电动机的耗电量 = 75KW*(85%流量）*61%*4000小时+
75KW*(60%流量）*22%*4000小时 = 183,000+66,000 = 249,000千瓦时
计算范例--节能效果
年节能千瓦时 = 501,000-249,000 = 252,000
年节约电费 = 252,000*0.65=163,800元 （电费按 0.65元/小时计算）
变频调速最节能
1.0 电 动 机 输 出0.50 功 率
P1 1 2 P2
4 3 P3
(pu)
0 风量Q(pu) 0.5
1.0
计算范例--命题
某风机由一台75KW电动机拖动，原由风门控制风 量。昼夜运行，每年运行时间约8000小时，其 中4000小时需风量85%，另4000小时需风量60% 。现进行节能改造，即将所有风门全开，由变 频器调节电机和风机的转速，从而调节风量。 取得的节能效果计算如下：
随着转速的降低，能耗大大降低
0.50
转速调节通过变频器实现
连续精确地调速，可精确地控制风量
R
送风阻 抗曲线
0 风量Q(pu) 0.5Q2 Q1 1.0
风量、压力、转速、转矩之间的关系
Q=C1*n p=C2*T=C3*n2 P=T*n=C4*n3
Q---风量 p---压力 n---转速 T---转矩 P---轴功率
变频器节能效率计算完整版
变频器节能效率计算标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]概述在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。
与实际的工况存在较大的可调整空间。
在运行中根据实际运行需要，按照流量、杨程等调节电动机的转速，从而改变电动机的输出转矩和输出功率，以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。
同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。
1变频调速原理三相异步电动机转速公式为:60fn=式中：n-电动机转速，r/min；f-电源频率，Hz；p-电动机对数s-转差率,从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数，控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。
变频器效率维持在94%~96%，变频调速是一种高效率、高效能的调速方式，使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转，实现无极平滑调速。
变频工作原理异步电动机的额定频率称为基频，即电网的频率，在我国为50Hz 。
电机定子绕组内部感应电动势为U 1≈U 1=4.44U 1UU 11式中U 1-定子绕组感应电动势，V ；1-气隙磁通，Wb ； U -定子每相绕组匝数；U 1-基波绕组系数。
在变频调速时，如果只降低定子频率U 1，而定子每相电压保持不变，则必然会造成1增大。
由于电机制造时，为提高效率减少损耗，通常在U 1=U U ，U 1=U U 时，电动机主磁路接近饱和，增大1势必使主磁路过饱和，将导致励磁电流急剧增大，铁损增加，功率因素降低。
若在降低频率的同时降低电压使U 1U 1⁄保持不变则可保持1不变从而避免了主磁路过饱和现象的发生。
这种方式称为恒磁通控制方式。
此时电动机转矩为T =U 1UU 12π(U 2U +UU 22U 2)(U 1U 1)2式中T -电动机转矩，；U 1—电源极对数；U—磁极对数；U—转差率；U2—转子电阻；U2—转子电抗；由于转差率U较小，(U2U⁄)2U22则有T≈U1UU12πU2U(U11)2=UU1U其中U=U1U2πU2(U1 U1)2由此可知：若频率U1保持不变则T∝s；若转矩T不变则s∝1U1⁄；常数由此可知：保持U1U1=⁄常数，最大转矩和最大转矩处的转速降落均等于常数，与频率无关。
关于风机变频改造的节能计算
关于风机变频改造的节能计算风机变频改造是一种常见的节能技术，通过改变风机的驱动方式，将传统的恒速供风方式改为变频调速供风方式，能够有效地提高风机的运行效率和控制精度，从而实现节能减排的目的。
在进行风机变频改造时，需要对其节能效果进行计算评估，以确定改造的效果和节能潜力。
风机变频改造的节能计算主要考虑两个方面，即变频调速带来的机械能消耗减少和电能消耗减少。
下面将详细介绍风机变频改造的节能计算方法。
1.机械能消耗减少风机变频调速可以根据实际需要灵活地调整风机的运行转速，避免了传统的恒速运行模式下风机过大的额定负载，降低了系统中的机械能消耗。
机械能消耗的节能计算公式如下：节能率=(1-新风机转速/额定负载转速)×100%其中，新风机转速是风机进行变频改造后的实际转速，额定负载转速是经过计算得到的风机在实际需求工况中的额定转速。
节能率越高，表示通过风机变频改造减少的机械能消耗越多。
2.电能消耗减少风机变频调速还可以避免传统的恒速运行模式下由于流量控制的不准确而造成的额外阻力损失，进而减少系统的电能消耗。
电能消耗的节能计算公式如下：节能率=(1-新风机功率/额定负载功率)×100%其中，新风机功率是风机进行变频改造后的实际功率，额定负载功率是经过计算得到的风机在实际需求工况中的额定功率。
节能率越高，表示通过风机变频改造减少的电能消耗越多。
需要注意的是，风机变频改造的节能计算需要根据实际情况进行，包括风机的型号、负载特性、运行条件等因素的考虑。
在进行节能计算时，还需要获取相应的参数数据，包括风机的额定功率、额定转速、额定流量等信息。
同时，还需要收集对比研究数据，即变频前后的运行参数、节能措施前后的能耗统计数据等，进行综合分析和计算。
风机变频改造的节能计算不仅可以用于风机的节能改造方案的确定，还可以用于节能成本和回报周期的评估。
通过对节能效果的精确计算，可以为企业决策者提供科学、准确的节能改造方案，帮助其合理安排资源，降低能耗成本，提高能源利用效率。
变频调速的计算
一、变频调速与节流调节的计算流量q v 与转速成正比，即q v2/q v1=n 2/n 1；扬程H 与转速的平方成正比，即H 1/H 2=（n 2/n 1）2；功率与转速的立方成正比功率。
如（1）式所述。
31231212)()(v v v q q n n p p q P ===存在的关系与流量泵与风机的功率 （1）根据v q 、H 值可以计算泵与风机的功率，即：ηρ102H q P V =（2）式中P ─功率，kW ；v q ─流量，m 3/s ；H ─扬程，m ；ρ─密度，kg/m 3；η─使用工况效率%； 泵与风机的变频节能计算(1) 变频调速调节与节流调节对风机、水泵常用阀门、挡板进行节流调节，增加了管路的阻尼，电机仍旧以额定速度运行，这时能量消耗较大，如果对风机、泵类设备进行调速控制，不需要再用阀门、挡板进行节流调节，将阀门、挡板开到最大，管路阻尼最小，能耗也大为减少。
节能量可用GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式，即对风机、泵类、采用挡板调节流量对应电机输入功率P L 与流量q v 的关系：)(])(55.045.0[2kW p q q P e veV L += （3） 式中 P L ─额定流量时电机输入功率，kW ；q ve ─额定流量，m 3/s ；若流量的调节范围（0.5～1）q ve ,由上面的公式及下面的公式可得电机调速调节流量相比节流调节流量所要节约的节电率（Ki ）为：])(55.045.0[)(1/)(233vev b vev Lb vev e L Lq q q q P q q P P p p Ki +-=-=∆=ηη （4）式中Ki ─节电率；ηb ─调速机构效率。
从上式分析，节流调速时由于q v /q ve <1，平方后更小于1，乘以0.55再加上0.45仍小于1，却节流后电机的负载变小了，消耗的功率也比额定功率小。
当挡板或阀门全关时，泵与风景空载运行，消耗的功率最少，等于0.45Pc 。
风机水泵压缩机变频调速控制节能与应用(含工频节流功率计算公式)
风机水泵负载变频调速节能原理相似定律：两台风机或水泵流动相似，在任一对应点上的统计和尺寸成比例，比值成相等，各对应角、叶片数相等，排挤系数、各种效率相等。
流量按照相似定律，由连续运动方程流量公式：φπηη⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=d D A vm vm vv v q流速公式： 60π⨯⨯=n D v m 式中：q v——体积流量，s m3；ηv——容积效率，实际容积效率约为0.95；A ——有效断面积（与轴面速度vm垂直的断面积），m²；D ——叶轮直径，m ； n ——叶片转速，r/mi n ； b ——叶片宽度，m ；vm——圆周速度，m/s ；φ——排挤系数，表示叶片厚度使有效面积减少的程度，约为0.75～0.95；按照电机学的基本原理，交流异步电动机转速公式： p f s n ⨯⨯-=60)1( 式中： s ——滑差； P ——电机极对数； f ——电机运行频率。
流量、转速和频率关系式：f n q v∞∞⇒ 可见流量和转速的一次方成正比，和频率的一次方成正比。
扬程按照流体力学定律，扬程公式：²21v m H ⨯⨯=ρ 扬程、转速和频率关系式：可见扬程和转速的二次方成正比，和频率的二次方成正比。
式中：H ——水泵或风机的扬程，m ；功率风机水泵的有效功率：每秒钟流体经风机水泵获得的能量。
水泵：H g q Pve⨯⨯⨯=ρ或 风机：P q P ve⨯=可见有效功率和转速的三次方成正比，和频率的三次方成正比。
式中：Pe——有功功率，w ；ρ——流体质量密度，m Kg3；P ——压力，Pa ；电量风机水泵效率：有效功率和轴功率之比。
ηp轴功率：电动机输出给风机水泵的功率。
轴功率（电动机的输出功率）公式： ηρpvshHg q P⨯⨯⨯=⇒水泵ηpvshPq P⨯=⇒风机电动机和风机水泵的传动效率： ηc电动机效率：ηm电量（电动机的输入功率）公式：ηηmcshgP P ⨯=ηηηρpmcvgHg q P⨯⨯⨯⨯⨯=⇒水泵ηηηρpm c gPP⨯⨯⨯=⇒风机节能工频状态下的耗电量计算Pd ：电动机功率 ； ηd ：电动机效率 ； U ：电动机输入电压 ； I ：电动机实际运行电流 ；cos φ：功率因子。
锅炉风机变频调速节能改造分析
Ｑ＝ （ ｎ） ｎ／ ；
风压与转速的平方成正比， 即 Ｈ ＝Ｈ （ 凡 ） Ｎ ｎ，Ⅳ 。 所以轴功率与转速的立方成正 比， 即 Ｐ＝ （ ） ｎ， 。
风
压
某 锅 炉 房 有 ３台 热 水 锅 炉 ，型 号 Ｄ Ｌ ９ ｌ Ｈ ２一 。 ６１０９一 Ｉ ｌ台饱 和 蒸 汽 锅 炉 ，型 号 Ｓ Ｌ ５ １ ／５ ／０ Ａ１ ， １ Ｈ ３— ．
６ ＡＩ ， 一 Ｉ 配套 的 引 风 机 为 Ｙ — ３ １ Ｉ ４ ７ — ２型 １ 电机 功 ２Ｄ，
（） Ｈ 肫
Ⅳｌ
率 ｌ５ Ｗ，鼓风机为 Ｇ — ３ １ ８ ｋ ４ ７ —２型 ｌ ，电机功率 ４ Ｄ
９ Ｗ 。 ０ｋ
Ｈ
风机在运行中 ， 以下问题 ： 存在 选型不当 ， 富裕量 过大 ， 需用风门挡板进行流量调节， 引风机风门开度在
轴功率为额定功率的 １ 。由于调速转差功率损耗和 ， ８
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ２ ２ １— ４ ０
作者简介 ： 胡安奎 （９ １ ） 男 ， １７ 一 ， 山东人 ， 工程师 ， 主要从事锅炉运行及维护的技术指导工作 。 ２６ ９
《 装备制造技术）ｏ ２ ２ １ 年第 ７ 期
线 Ｒ不变， 曲线 日平行下移 ， 达到调节风量 的目的。
图 １图 ２中曲线 （ 、 风道的阻力特性 ） 为在某一
风 门开度下 ， 管道的通风阻力和风量的关系 ， 曲线 Ｒ 和风压曲线 日的交点 Ａ即为风机运行的工作点。 如采用传统的调节方式 ， 转速不变 ， 而改变风 门 挡 板 的 开度 （ 改变 风 道 阻力 ）曲线 Ｒ发 生 变化 ， ， Ｑ减
变频器之前 的电路上 ， 加装 电度表进行计量 ， 在同等 锅炉负荷条件下 ， 、 炉变频与工频进行对 比。 ３ 甜 ＃ ３ ＃炉在不 同负荷 下 ，引风机 工频运行 电流为
变频技术在风机中应用的节能分析
变频技术在风机中应用的节能分析作者：李乔来源：《城市建设理论研究》2013年第22期摘要：根据风机在不同工况下的性能曲线，分析了变流量运行时，风机流量（风量）、扬程（压头）、功率（轴功率）与转速之间的关系；根据风机入口风门不同开度的特性曲线和风机等效率曲线以及效率曲线的比对，分析了变频调速过程中风机效率的变化。
介绍了使用变频器变频调速与风门调节的节流对比，阐述了变频调速节能原理和经济效益。
关键字：风机；变频调速；节能中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：前言就目前的工厂现状而言，风机是工厂配置的通用设备。
而由于设计选型及节流控制等方面的原因造成了设备损耗和电能浪费。
通风工程设计者对管网阻力计算不够准确，从而造成所选用风机的额定风量远远超过工况实需风量。
这时风机操作只好采用插板节流来增加阻力, 以求减少风量, 使之符合工况要求。
而采用风门调节的变流量控制方式会存在以下几种问题：①设备长期运行，节流损失大，能耗高；②多数为低负荷运行工况，设备负荷得不到有效利用，风机效率低下；③设备维护费用高；④电机的启动电流大，会对电网造成冲击从而影响电网质量；⑤自动化程度低，对风量的控制精度达不到使用要求。
若在风机系统采用高压变频技术，则能根据系统风量的需求有效地调节电机转速达到工艺需求，减少管网损耗，提高风机效率和设备控制精度。
2、风机变频节能原理从流体力学的原理得知，使用感应电动机驱动的风机负载，轴功率P与流量Q，扬程H 的关系为：当电动机的转速由n1变化到n2时,Q、H、P与转速的关系如下:=理论分析可以看出，风机类负载的流量与速度变化成正比，扬程与电动机转速的平方正正比，而风机的轴功率与速度的三次方成正比。
而通过对风机的特性曲线（图1）的分析：可以看出我们通常所用的节流调节和变频调速的变流量控制在输入功率上存在巨大差别。
图1 变频前后的特性曲线图1中所示为风机类负载变频前后的性能曲线，曲线（1）、（2）为风机负载在风门控制的变流量控制下的管网特性曲线，曲线N1、 N1为变频前后风机的特性曲线。
变频器节能计算的方法,格式
节能计算1. 离心式风机1.1 不考虑压力，调节风量时的能耗比较流量（%）功率%叶片调节液力偶合器变频调速挡板调节图1 风机各调节方式的能耗-流量曲线上述均为百分比，100%流量为风机的额定流量，100%功率为工频额定工况运行时消耗功率（即电机输入功率= 风机额定轴功率/电机效率，电机效率一般为93-96%，额定功率较大者效率较高）。
变频调速时的节能量即为两种调节方式的能耗差值（百分比乘额定消耗功率）。
需要了解的参数：电机：型号、额定功率P N、额定电流I N、额定电压U N、额定功率因数COSΦN、额定转速风机：型号、特性曲线、额定流量Q N、额定全压H N、额定轴功率N N、额定转速运行工况：现有调节方式、实际需求流量Q、运行电压U、运行电流I（或实际消耗功率P）计算步骤：●电机额定效率ηN = P N/（1.732I N U N COSΦN）式（1-1）●额定消耗功率P IN = N N /ηN 式（1-2）●根据Q/Q N*100%从图1查出变频调速时的节约功率百分比，乘上P IN即为变频运行时的节约功率△P。
●△P 乘上运行时间（小时）即为节约电度数。
1.2 不考虑流量，仅调节压力假设采用变频调速后，不考虑风阻的变化，将压力从工频运行时的H1下调到H2。
需要了解的参数：电机：型号、额定功率P N、额定电流I N、额定电压U N、额定功率因数COSΦN、额定转速风机：型号、特性曲线、额定流量Q N、额定全压H N、额定轴功率N N、额定转速运行工况：工频运行压力H1、实际需求压力H2、运行电压U、运行电流I（或实际消耗功率P）计算：●计算工频运行时的消耗功率P●计算变频运行时的消耗功率P1=（H2/H1）1.5 *P/0.96式（1-3）●节约功率△P = P – P1●△P 乘上运行时间（小时）即为节约电度数。
运行功率的几种计算方式：●装有功率表：直接查表●装有电度表：P = 电度数（度）/记录时间（小时）●仅知道电流I和电压U：（1-COS2ΦN）I4NP = √3 U ×I2 －————————√（2I N-I）2式（1-4）2. 离心式水泵2. 1 当不考虑压力，仅调节流量时阀门调节功率%流量（%）变频调速图2 水泵不同调节方式的能耗-流量曲线上述均为百分比，100%流量为水泵的额定流量，100%功率为工频额定工况运行时消耗功率（即电机输入功率 = 水泵额定轴功率/电机效率）。
风机变频节能方法分析
正 比，风 机 的风压和 风机 的转速平 方成 正 比，而风
机 的轴 功率等 于风量 和风压 之 间的乘积 ，所 以风机
的轴功 率与风 机 的转 速三 次方也 成正 比 。随着 近些 年 来变 频技术 不断 的完善 、发展及 进 步 。风机 的变
机变 频节 能有 电磁 调速 电动机 调速 、转子 回路 串 电 阻调 速 、变 极调 速 、液力耦合 离合 器调速 、调 压调 速 以及调压 变频 调速 等等多种 调速 方式 。对风 机进 行调 速控制 是属 于减少 空气动 力 的节 能方 法 ，主要
是利 用轴 功率和 转速 的三次 方成 正 比的原理 ，与常
铁 道 标 准 设 计 ，０ ９（ ｌ ２０ ，３
以一 台３ ｋ 的鼓 风 机 为例 ：鼓 风 机 是 二 十 四 ＯＷ 小 时 连 续 不 断地 运 行 ，在 运 行 过程 中 ，每 天 十 小 时 的运行 是在 ９ ％ ０ 负荷 ，其 频率 按 照４ Ｈ 来 进行 计 ６ｚ 算 ，挡 板调 节 时候 的 电动机 的功耗 按照 ９ ％ ８ 来进 行
速控 制 的方式 ，全开挡 板 ，其管 网阻力 是恒 定的 ，
１ 风机 的变频节 能原理
目前 情 况下 的风机 设备 大多数 是采 用异 步 电动
如 果要保 证风量 是相 同 的就 需要 降低风机 的转速 ， 降低其 压力 。
机进行 直接 驱动 的方式来 实现 风机 的节能 的 ，此 种
３ 风机变 频节能
３ １ 风机变频节能系统 ．
采用风机变频节能 的方法可 以达到很好 的效 果， 例如 ：风机变 频节能 的方法产生的噪音和振动得 到很 大程度的减小；风机运行 的安全稳定性得 到提 高；节 约大量的能源 ，降低 企业 的生产成本等 。 为了保证 企 业生 产活 动 的安 全 、稳 定、可 靠进 行 ，风机 、水泵 等 多种生产 机械在 进行 设计 配用 动 力进 行驱 动 的情 况下 ，都要 保 留一定 的裕量 ，例如 引风 机 、轴 流风机 、排 风机 、鼓风 机 、离心 泵 、排 水泵 等 。风机 、水泵 等多种 负载 大多 数是根 据满 负 荷 工作 的需要用 量来 进行选 择 的，在 实际工 作情 况 的应 用 中，大部 分 的时 间并 不都 是工作 于满 负荷 的
风机变频节能方法
风机变频节能方法风机是一种依靠输入机械能来提高气体压力并排送气体的从动流体机械。
气体压缩与气体输送机械是将旋转的机械能转换为气体压力能及动能，并将气体输送出去的机械。
我国所述的风机是对气体压缩与气体输送机械的简称，风机可以按照多种分类方式分为许多种不同的类型，鼓风机、通风机、风力发电机等都是常说的风机。
由流体力学原理可知，风机的风量和电机的转速功率有很大的关联：风机的风量和风机的转速成正比，风机的风压和风机的转速平方成正比，而风机的轴功率等于风量和风压之间的乘积，所以风机的轴功率与风机的转速三次方也成正比。
随着近些年来变频技术不断的完善、发展及进步。
风机的变频调速性能越来越发达，在很大程度上节约了能源，已经被广泛的应用于多种领域。
风机变频节能方法所获得的节能效益为各行各业的企业带来了不少的经济效益，极大的推动了社会工业生产的自动化发展进程。
一、风机的变频节能原理目前情况下的风机设备大多数是采用异步电动机进行直接驱动的方式来实现风机的节能的，此种方式存在着一定的缺陷和问题，例如电气保护的特性较差、所启动的电流过大、产生机械冲击等。
在电机的负载过大的情况下，会在一定程度上影响、减少设备的使用寿命，还会导致出现一些机械故障，经常发生出现电机发烫被烧毁等不良故障。
变频风机图风机变频调速器是现代社会上的一种新型的节能产品，在管路性能的曲线不变的情况下，变速调节用变速来改变风机的性能曲线，进而改变其工作点。
风机变频调速器具有容易操作、控制精度较高、性能较高、不用进行维护等等多个优点。
在其他条件没有发生改变的情况下，对异步电动机定进行改变，子端输入电源频率进而改变电动机的转速是风机变频调速技术基本的工作原理。
电机转速和工作电源输入频率成正比的关系：n=60(f-s)/p，公式中，n用来表示转速，f用来表示输入频率，s用来表示电机转差率，p用来表示电机磁极对数。
出口挡板的控制，在开度减小的情况下，风阻会有所增加，不适合对风量进行大范围的调节。
变频器的节能计算方法
现有一台250KW风机,现采用星--三角起动运行,工作电流太约在360A左右,如果改成变频器,一个小时能节多少电,太概多长时间能收回成本.变频器节能计算方法例如：当从50Hz降至45Hz得公式：P45/P50=45（3次方）/50（3次方）P45=（2）当从50Hz降至45Hz得已知：单台冷却器在工频耗电功率为250KW/h。
（3）∵P45==×250= KW/h（4）单台电机节能：= KW/h;为原耗电量节约为250×100%=%（5）年节能：250kw×24h×30d×12m×%＝585360KW；按1KW/h电费元计算年节约共计585360×＝263412元。
2. 公式：P45/P50=45（3次方）/50（3次方）P45=我想知道这个叫什么公式,这个公式怎么来的公式：P45/P50=45（3次方）/50（3次方）这个公式是由风机工作特性决定的，由于风机是二次方负载，轴功率与转速的三次方成正比。
风机水泵类负载使用高压变频器节能计算风机水泵工作特性风机水泵特性：H=H0-（H0-1）＊Q2H－扬程Q－流量H0－流量为0时的扬程管网阻力：R＝KQ2R－管网阻力K－管网阻尼系数Q－流量注：上述变量均采用标么值，以额定值为基准，数值为1表示实际值等于额定值风机水泵轴功率P：P=KpQH/ηbP－轴功率Q－流量；H－压力；ηb－风机水泵效率；Kp－计算常数；流量、压力、功率与转速的关系：Q1/Q2=n1/n2;H1/H2=（n1/n2）2;P1/P2=（n1/n2）3■变阀控制变阀调节就是利用改变管道阀门的开度，来调节泵与风机的流量。
变阀调节时，泵或风机的功率基本不变，泵或风机的性能曲线不变，而管道阻力特性曲线发生变化，泵或风机的性能曲线与新的管道阻力特性曲线的交点处就是新的工作点。
■变频控制变频调节就是利用改变性能曲线方法来改变工作点，变速调节中没有附加阻力，是比较理想的一种调节方法。
变频调节能量的计算方法
变频调速节能量的计算方法一、概述据统计，全世界的用电量中约有60%是通过电动机来消耗的。
由于考虑起动、过载、安全系统等原因，高效的电动机经常在低效状态下运行，采用变频器对交流异步电动机进行调速控制，可使电动机重新回到高效的运行状态，这样可节省大量的电能。
生产机械中电动机的负载种类千差万别，为便于分析研究，将负载分为平方转矩、恒转矩和恒功率等几类机械特性，本文仅对平方转矩、恒转矩负载的节能进行估算。
所谓估算，即在变频器投运前，对使用了变频器后的节能效果进行的计算预测。
变频器一旦投运后，用电工仪表测量系统的节能量更为准确。
现假定，电动机系统在使用变频器调速前后的功率因数基本相同，且变频器的效率为95%在设计过程中过多考虑建设前，后长期工艺要求的差异，使裕量过大。
如火电设计规程SDJ-79规定，燃煤锅炉的鼓风机，引风机的风量裕度分别为5%^0 5〜10%风压裕度为10%^ 10%- 15%设计过程中很难计算管网的阻力，并考虑长期运行过程中可能发生的各种问题，通常总把系统的最大风量和风压裕量作为选型的依据，但风机的系列是有限的，往往选不到合适的风机型号就往上靠，大20%- 30%勺比较常见。
生产中实际操作时，对于离心风机、泵类负载常用阀门、挡板进行节流调节，则增加了管路系统的阻尼，造成电能的浪费；对于恒转矩负载常用电磁调速器、液力耦合器进行调节，这两种调速方式效率较低，而且，转速越低，效率也越低。
由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变，也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变，因此要想精确地计算系统的节能是困难的，在一定程度上影响了变频调速节能的实施。
本文介绍用以下的公式来进行节能的估算。
二、节能的估算1、风机、泵类平方转矩负载的变频调速节能风机、泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右,那就意味着占全国用电量的30%采用电动机变频调速来调节流量，比用挡板、阀门之类来调节，可节电20°%- 50%如果平均按30%计算，节省的电量为全国总用电量的9%这将产生巨大的社会效益和经济效益。
发电厂风机变频改造节能技术分析
式中 ： Ｎ 一 风机 电动机输入功率 ； ｎ 一 在 时间 ｔ 内电表 电枢 的回转 数； Ｃ ｆ ＿ 电流 互感 系 数 ； Ｐ ｔ 一 电 压互 感 系 数 ； ｔ 一 电枢 的 回转 时 间 ， Ｓ ； Ａ 一 电 能 表 常数 ， 表 示 每千 瓦 时 圆盘 的 回转 数 。 此 次试 验 的 电能 表 常 数 Ａ ＝ １ ０ ０ ０ ０ ｒ ／ ｋ Ｗｈ ，引风 机 Ｃ ｔ ＝ ２ ０ ０ ： １ ， Ｐ ｔ ＝ ６ ０ ０ ０ ： １ ０ ｏ ； 一次 风 机 Ｃ ， － ３ ０ ０ ： １ ， Ｅ ＝ ６ ０ ０ ０ ： １ ０ ０ 。 ３ ． ３引风 机 变频 改 造节 能效 果 试 验 引风 机设 计 裕 量一 般 最 大 ， 变 频 改造 的预 期效 果 也 较 大 。试 验 结 果如 表 ｌ 一 表３ 所示 。 ３ ． ４ 一次 风 机变 频 改造 节 能效 果 试验 次 风机 是 锅 炉运 送 燃 料 的 主要 动 力源 ， 所 以一 次 风机 的运 行 调 节关 系 到整 个 机组 的负荷 变 化 。试 验结 果 如表 ４ 一 表６ 所示 。 ３ ． ５节 能 分析 ３ ． ５ ． １风机变频运行后 ， 引风机单耗 由原来 的 ２ ． ７ ０ ｋ Ｗｈ ／ ｔ 降低为 ０ ． ９ ８ ｋ Ｗｈ ＾ ， 一 次 风机 单耗 由原 的 ２ ． ８ ８ ｋ Ｗｈ ／ ｔ 降低 为 １ ． ４ ０ ｋ Ｗｈ ／ ｔ 。 ３ ． ５ ． ２ 对 比风 机 变频 前 后 ， 引 风 机 的节 电率达 到 ６ ０ ％， 一 次 风 机 的 节 电率 达 到 ５ ０ ％。 ３ ． ５ － ３ 通过 变 频 改 造 ，该 电 厂 的引 风 机 和一 次 风 机 的节 能 效果 都很 明显 。 由各工 况 对 比来 看 ， 引风 机 的 节能 节 电效 果好 于 一 次 风
节能计算公式
5.1.2 工频状态下的耗电量计算Pd ：电动机功率 ；Cd ：年耗电量值 ； U ：电动机输入电压 ；I ：电动机输入电流 ；cosφ：功率因子； T ：年运行时间；δ：单负荷运行时间百分比 电机耗电功率计算公式：Pd =3×U×I×cosφ …①累计年耗电量公式：Cd= T ×∑（Pd ×δ） …②5.1.3 变频状态下的年耗电量计算1、对于风机负载，变频状态下的计算如下：P ＇：风机实际轴功率 ； P 0：风机额定轴功率 ；Cb ：年耗电量值；Q ＇：风机实际流量 ；Q 0：风机额定流量；H ＇：风机出、入口压力差 ； H 0：风机额定风压；T ：年运行时间；δ：单负荷运行时间百分比 计算公式：230300''P '⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=H H Q Q P …③ 网侧消耗功率：d b b P P ηη⨯=' …④ 累计年耗电量公式：Cb= T ×∑（Pb ×δ） …⑤电动机效率d η与电动机负荷率β之间的关系如图一所示。
变频器效率b η与系统负荷率β之间的关系如图二所示。
01020304050607080901000102030405060708090100电动机负荷率（%）电动机效率（%）图一10080828486889092949698100效率（%）负载百分比HARSVERT-A系列变频典型系统效率典型系统效率图二2、对于水泵负载，变频状态下的计算如下：Pd’：电动机轴功率 ； P ′：水泵轴功率 ；d η：电动机效率 ；b η：变频器实际效率 ；Q ：水泵出口流量 ；H ：水泵出、入口压力差，λ:管网特性系数。
由轴功率：P ′=H Q ⋅⋅λ …⑥ ，代入水泵的额定值，得出其管网特性系数λ。
将水泵在不同负载下的λ、压力、流量值分别代入上式，可以求得'P 轴功率。
综合考虑到电动机效率d η和变频器的效率b η，则网侧消耗功率：db b P P ηη⨯=' …⑦ 累计年耗电量公式：Cb= T ×∑（Pb ×δ）…⑧3、对于带液偶风机负载，计算如下：因为不管是用液耦调速还是变频调速，所需要的风机轴功率是相同的，得出公式yb bd y d b d P P P P ηηηηηη=⋅⋅=''…③ 其中：d P 为液耦时工频功耗；b P 为变频时功耗；'P 为风机轴功率；d η为电机效率；y η 为液耦效率；b η为变频器效率。
风机、泵类节能改造方案
风机、泵类节能改造方案一、风机、泵类节能概述对于离心式风机、水泵的变频调速改造同样有巨大的节能潜力。
通过沸腾式锅炉高压离心式风机应用变频调速的方法调节风量，证明其节能效果在30～50％，水泵的变频改造节能效果高达70％。
离心式风机、泵类设备的流量与转速成正比Q∝N，压力与转速平方成正比H∝N2，功率与转速的立方成正比P∝N3（Q：表示流量； N：表示转速；H：表示压力；P：表示功率）由上图（左）可知，改变转速其流量线性变化的功耗则是立方关系变化，因此在调节风量或流量时如降低20％的风量或流量，功耗则会下降50％。
但是必须注意，转速与压力是平方关系，当转速下降20％压力则会下降64％，因此必须要注意工艺要求压力范围不能像罗茨风机那样，不用考虑转速与风压的关系。
离心风机、泵类设备传统的风量、流量控制的，大量的能源耗在风门或截流阀的阻力上，风门或截流阀控制流量的功耗与流量关系：P＝P0＋K•Q；Q：表示流量；K：为系数； P：表示功耗；P0：表示基本功率。
由上图（右）比较风门或截流阀控制与变频调速调节，可以看到在流量变化范围，采用变频调速的方法具有很大的节能潜力，因此在工厂的供水泵或其它离心风机上进行变频改造同样会取得很大的节能效果。
变频节能技术在风机上应用后不但节省了电费支出（节电率可达30％-50％），提高了产品质量，也提高了使用上的灵活性，对不同工艺性要求适应性更强。
避免电机启动时的大电流冲击和电网电压降低，可明显减少风机叶轮、机壳及轴承的磨损，延长检修换件周期和设备使用寿命，节约维修费。
二、改造方案针对该工厂实际现状，提出对风机进行节能改造方案如下：1、设计原理整个系统控制方式采用闭环自动调节，用流量计检测进入蒸发器空气流量，输出0－10mA电流信号至PID控制器,与目标值进行比较，（目标值可由用户根据系统需要随意设定）进行PID运算，输出控制信号给变频器，当送风流量大于设定值时，变频器输出频率减小，当送风流量小于设定值时，变频器输出频率增加，最终控制送风机转速以调节送风量以达到系统要求。
变频器节能效率计算
概述在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。
与实际的工况存在较大的可调整空间。
在运行中根据实际运行需要，按照流量、杨程等调节电动机的转速，从而改变电动机的输出转矩和输出功率，以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。
同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。
1变频调速原理三相异步电动机转速公式为:n=60f p(1−s)式中：n-电动机转速，r/min；f-电源频率，Hz；p-电动机对数s-转差率,从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数，控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。
变频器效率维持在94%~96%，变频调速是一种高效率、高效能的调速方式，使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转，实现无极平滑调速。
1.1变频工作原理异步电动机的额定频率称为基频，即电网的频率，在我国为50Hz。
电机定子绕组内部感应电动势为U1≈E1=4.44f1Nk1?1式中E1-定子绕组感应电动势，V；?1-气隙磁通，Wb；N-定子每相绕组匝数；f1-基波绕组系数。
在变频调速时，如果只降低定子频率f1，而定子每相电压保持不变，则必然会造成?1增大。
由于电机制造时，为提高效率减少损耗，通常在U1=U n，f1=f n时，电动机主磁路接近饱和，增大?1势必使主磁路过饱和，将导致励磁电流急剧增大，铁损增加，功率因素降低。
若在降低频率的同时降低电压使E 1f 1⁄保持不变则可保持?1不变从而避免了主磁路过饱和现象的发生。
这种方式称为恒磁通控制方式。
此时电动机转矩为 T =m 1pf 12π(r 2s +sx 22r 2)(E 1f 1)2式中T -电动机转矩，N.m ；m 1—电源极对数；p —磁极对数； s —转差率；r 2—转子电阻；x 2—转子电抗；由于转差率s 较小，(r 2s ⁄)2?x 22则有 T ≈m 1pf 12πr 2s(E 1f 1)2=kf 1s 其中k =m 1p 2πr 2(E 1f 1)2由此可知：若频率f 1保持不变则T ∝s ；若转矩T 不变则s ∝1f 1⁄； 电动机临界转差率s m ≈r 2x 2=r 22πf 1L 2=C f 1 其中C =r22πL 2 电动机最大转矩T m =m 1pf 14π12πf 1L 2(E 1f 1)2=常数 最大转速降?n m =s m n 1=C f 160f 1p =60p =常数由此可知：保持E 1f 1=⁄常数，最大转矩和最大转矩处的转速降落均等于常数，与频率无关。
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6
采用不同方法时电机的能耗示意图
1. 输出端风门控制时的电机的输入功率
2. 输入端风门控制时的电机的输入功率 3. 变频器调速时电机的输入功率
1.0
P1
4. 滑差调速控制时电机的输入功率
变频调速最节能
电 动 机 输 出0.50 功 率
1
2
P2
4
3
P3
(pu)
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计算范例--节能效果
年节能千瓦时 = 501,000-249,000 = 252,000
年节约电费 = 252,000*0.65=163,800元 （电费按 0.65元/小时计算）
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11
0 风量Q(pu) 0.5
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1.0
7
计算范例--命题
某风机由一台75KW电动机拖动，原由风门控制风 量。昼夜运行，每年运行时间约8000小时，其 中4000小时需风量85%，另4000小时需风量60%
。现进行节能改造，即将所有风门全开，由变
频器调节电机和风机的转速，从而调节风量。 取得的节能效果计算如下：
风机系统的风量调节方法 及其节能效果比较
风机系统特性曲线
曲线一为风门全部打开时管网压力与风
量关系曲线 曲线二为风机全速运行时压力与风量关 系曲线 二者的交点为风机系统的额定工作点 虚线与坐标轴所围的面积为额定工作状 态时的能耗，即电机的额定输出功率 1.0
风机满速运行曲线 R（额定点）
0.75
压 力 0.50 0.25 0.25 0.5
送风阻 抗曲线
P(pu)
0
0.75
风量Q(pu)
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2
调节风量和压力的方法
控制入口风门
控制出口挡板 调节风机转速
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3
控制入口或出口风门
相当于改变管网的阻抗特性
增大管网的阻力 初期投资少 控制简单 能量消耗在管网和风门中 虚线与坐标轴所围面积即为能耗值 随着风量的减少，风压增大，对管 1.0 压 力 r2 r1
R
0.50
送风阻 抗曲线
P(pu)
网有损害
造成能源浪费
0 风量Q(pu) 0.5
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Q2
Q1 1.0
4
通过调节风机的转速改变流量
相当于改变风机的压力与流量的关系 不改变管网的阻抗特性 随着转速的降低，风机的特性曲线下移 随着转速的降低，风量减少 随着转速的降低，风压也减少 随着转速的降低，能耗大大降低 转速调节通过变频器实现 连续精确地调速，可精确地控制风量 1.0 压 力 0.50
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8
计算范例--风门控制
风门控制总能耗
= 75KW(85%流量）*91%*4000小时+
75KW(60%流量）*76%*4000小时 = 273,000+228,000千瓦时 = 501,000千瓦时
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9
计算范例--变频调速
使用变频器调节风机转速时电动机的耗电量 = 75KW*(85%流量）*61%*4000小时+ 75KW*(60%流量）*22%*4000小时 = 183,000+66,000 = 249,000千瓦时
送风阻 抗曲线 R
P(pu)
0 风量Q(pu) 0.5 Q2
Q1 1.0
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5
风量、压力、转速、转矩之间的关系
Q=C1*n p=C2*T=C3*n2 P=T*n=C4*n3 Q---风量 p---压力 n---转速 T---转矩 P---轴功率 p---压力(Pa) effc---风机的效率 effb---传动装置的效率 P=Q*p/(effc*effb)*10-3 Q---风量(m3/s)