風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速節(jié)電原理

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1、風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速節(jié)電原理日期：2008-03-25　　1、風(fēng)機(jī)水泵控制設(shè)備現(xiàn)狀　　在各種工業(yè)用風(fēng)機(jī)、水泵中，如鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)、深井、離心泵等，大部分是額定功率運(yùn)行，風(fēng)機(jī)流量的設(shè)計(jì)均以最大風(fēng)量需求來(lái)設(shè)計(jì)，其調(diào)整方式采用檔板，風(fēng)門、回流、起停電機(jī)等方式控制，無(wú)法形成閉環(huán)控制，也很少考慮省電。水泵流量的設(shè)計(jì)同樣為最大流量，壓力的調(diào)控方式只能通過(guò)控制閥門的大小、電機(jī)的啟停等方法。電氣控制采用直接或Y-△啟動(dòng)，不能改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，無(wú)法具有軟啟動(dòng)的功能，機(jī)械沖擊大，傳動(dòng)系統(tǒng)壽命短，震動(dòng)及噪聲大，功率因數(shù)較低等是其主要

2、的難點(diǎn)。　　2、變頻調(diào)速的節(jié)能意義　　風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載多是根據(jù)滿負(fù)荷工作需用量來(lái)選型，實(shí)際應(yīng)用中大部分時(shí)間并非工作于滿負(fù)荷狀態(tài)。采用變頻器直接控制風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載是一種最科學(xué)的控制方法，利用變頻器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)軟件，直接調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速保持恒定的水壓、風(fēng)壓，從而滿足系統(tǒng)要求的壓力。當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的80%運(yùn)行時(shí)，理論上其消耗的功率為額定功率的(80%)3，即51.2%，去除機(jī)械損耗、電機(jī)銅、鐵損等影響。節(jié)能效率也接近40%，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制，節(jié)能效率將進(jìn)一步提高。由于變頻器可實(shí)現(xiàn)大的電動(dòng)機(jī)的軟停、軟

3、起，避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊，減少電動(dòng)機(jī)故障率，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)也降低了對(duì)電網(wǎng)的容量要求和無(wú)功損耗。為達(dá)到節(jié)能的目的推廣使用變頻器已成為各地節(jié)能工作部門以及各單位節(jié)能工作的重點(diǎn)。因此，大力推廣變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)，不僅是當(dāng)前企業(yè)節(jié)能降耗的重要技術(shù)手段，而且也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變的必然要求?！　?、風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能原理　　當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)膎l變?yōu)閚2時(shí)，Q、H、P大致變化關(guān)系為：　　Q2=Q1(n2/n1)　　H2=H1(n2/n1)2　　P2=P1(n2/n1)3　　Q-風(fēng)量?H-風(fēng)壓?P-風(fēng)機(jī)功率　　由上式

4、可知風(fēng)機(jī)(或水泵)流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。因而，理想情況下有如下關(guān)系：?流量(%)?轉(zhuǎn)速(%)?壓力(揚(yáng)程)(%)?功率(%)?100?100?100?100?90?90?87?72.9?80?80?64?51.2?70?70?49?34.3?60?60?36?21.6?50?50?25?12.5　　1)、由上表可見(jiàn)：當(dāng)需求流量下降時(shí)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以節(jié)約大量能源。例如：當(dāng)流量需求減少一半時(shí)，如通過(guò)變頻調(diào)速，則理論上講，僅需額定功率的12.5%，即可節(jié)

5、約87.5%的能源。如采用傳統(tǒng)的擋板方式調(diào)節(jié)風(fēng)量，雖然也可相應(yīng)降低能源消耗，但節(jié)約效果與變頻相比，則有天壤之別。　　目前絕大多數(shù)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)中的風(fēng)量調(diào)節(jié)都是通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)門擋板實(shí)現(xiàn)的，這種風(fēng)量調(diào)節(jié)方式不但使風(fēng)機(jī)的效率降低，也使很多能量白白消耗在擋板上。為節(jié)約電能，提高鍋爐燃燒控制水平，增加經(jīng)濟(jì)效益，采用風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)取代低效高能耗的風(fēng)門擋板，已成為各鍋爐使用單位節(jié)能改造的重點(diǎn)?！　?)、節(jié)能效果計(jì)算　　(1)現(xiàn)有鼓風(fēng)機(jī)一臺(tái)，配用18.5KW風(fēng)機(jī)。風(fēng)量在80%-30%之間變化，設(shè)電機(jī)全速供風(fēng)量為Qn空載損

6、耗為0.1(Y0≈cosnt)每天總供風(fēng)量為60%Qn，則全速Pp=(18.5-18.5×0.1)kw=16.65kw　　A、變頻時(shí)：　　Pm2=(1.85+(60%)3)×16.65kw=5.45kw　　節(jié)約的功率：Pj=(16.65-5.45)kw=11.2kw　　B、如果電費(fèi)按0.7元/kwh計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)：　　11.2kw×24h×365×0.7元/kwh=68678元=6.86萬(wàn)元　　(2)現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)一臺(tái)，配用45KW電機(jī)，風(fēng)量在90%-70%之間變化，設(shè)電機(jī)全速供風(fēng)量為Qn空載損耗為0.

7、1(Y0≈cosnt)每天總供風(fēng)量為80%Qn，則全速Pp=(45-45×0.1)kw=40.5kw　　A、變頻時(shí)：　　Pm2=(4.5+(80%)3×40.5)kw=25.24kw．　　節(jié)約的功率：Pj=(40.5-25.24)kw=15.26kw　　B、如果電費(fèi)按0.7元/kwh計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)：　　15.26kw×24h×365×0.7元/kwh=93574元=9.36萬(wàn)元　　(3)每年總節(jié)約的電費(fèi)：9.36+6.86=16.22萬(wàn)元　　由以上估算情況可知，七個(gè)月可收回投資。　　4、功能與特點(diǎn)　

8、　(1)采用變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，取消擋板調(diào)節(jié)，降低了設(shè)備的故障率，節(jié)電效果顯著?！　?2)采用變頻器控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，避免了對(duì)電網(wǎng)的沖擊?！　?3)電機(jī)將在低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下運(yùn)行，減少了噪音對(duì)環(huán)境的影響。　　(4)具有過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、電源缺相等自動(dòng)保護(hù)功能。　　(5)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)靈活多樣，可手動(dòng)控制也可完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，且可與鍋爐其他自控裝置進(jìn)行電氣連鎖，實(shí)現(xiàn)鍋爐的自動(dòng)保護(hù)及計(jì)算機(jī)控制