1 、風機水泵控制設備現狀
在各種工業(yè)用風機、水泵中，如鍋爐鼓、引風機、深井、離心泵等，大部分是額定功率運行，風機流量的設計均以最大風量需求來設計，其調整方式采用檔板，風門、回流、起停電機等方式控制，無法形成閉環(huán)控制，也很少考慮省電。水泵流量的設計同樣為最大流量，壓力的調控方式只能通過控制閥門的大小、電機的啟停等方法。電氣控制采用直接或 Y-△啟動，不能改變風機的轉速，無法具有軟啟動的功能，機械沖擊大，傳動系統壽命短，震動及噪聲大，功率因數較低等是其主要的難點。
2 、變頻調速的節(jié)能意義
風機水泵類負載多是根據滿負荷工作需用量來選型，實際應用中大部分時間并非工作于滿負荷狀態(tài)。采用負載是一種最科學的控制方法，利用變頻器內置PID調節(jié)軟件，直接調節(jié)電動機的轉速保持恒定的水壓、風壓，從而滿足系統要求的壓力。當電機在額定轉速的 80%運行時，理論上其消耗的功率為額定功率的 (80 % ) 3 ，即51.2%，去除機械損耗、電機銅、鐵損等影響。也接近40%，同時也可以實現閉環(huán)恒壓控制，節(jié)能效率將進一步提高。由于變頻器可實現大的電動機的軟停、軟起，避免了啟動時的電壓沖擊，減少電動機故障率，延長使用壽命，同時也降低了對電網的容量要求和無功損耗。為達到節(jié)能的目的推廣使用已成為各地節(jié)能工作部門以及各單位節(jié)能工作的重點。因此，大力推廣變頻調速節(jié)能技術，不僅是當前降耗的重要技術手段，而且也是方式轉變的必然要求。
3 、風機變頻調速節(jié)能原理
當風機的轉速從 n l 變?yōu)?n 2 時， Q 、 H 、 P 大致變化關系為：
Q 2 =Q 1 (n 2 /n 1 )
H 2 =H 1 (n 2 /n 1 ) 2
P 2 =P 1 (n 2 /n 1 ) 3
Q -風量 ； H -風壓 ； P- 風機功率
由上式可知風機 ( 或水泵 ) 流量與轉速的一次方成正比，壓力與轉速的二次方成正比，而軸功率與轉速的三次方成正比。因而，理想情況下有如下關系：
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；流量(%) |
；轉速(%) |
；壓力(揚程)(%) |
；功率(%) |
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；100 |
；100 |
；100 |
；100 |
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；90 |
；90 |
；87 |
；72.9 |
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；80 |
；80 |
；64 |
；51.2 |
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；70 |
；70 |
；49 |
；34.3 |
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；60 |
；60 |
；36 |
；21.6 |
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；50 |
；50 |
；25 |
；12.5 |
1)、由上表可見：當需求流量下降時，調節(jié)轉速可以節(jié)約大量能源。例如：當流量需求減少一半時，如通過變頻調速，則理論上講，僅需額定功率的 12.5% ，即可節(jié)約 87.5 %的能源。如采用傳統的擋板方式調節(jié)風量，雖然也可相應，但節(jié)約效果與變頻相比，則有天壤之別。
目前絕大多數鍋爐燃燒控制系統中的風量調節(jié)都是通過調節(jié)風門擋板實現的，這種風量調節(jié)方式不但使風機的效率降低，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，增加經濟效益，采用取代低效高能耗的風門擋板，已成為各的重點。
2)、節(jié)能效果計算
(1) 現有鼓風機一臺，配用 18.5KW 風機。風量在80 % -30 %之間變化，設電機全速供風量為 Qn 空載損耗為0.1(Y 0 ≈cosnt) 每天總供風量為 60%Qn ，則全速 P p =(18.5-18.5×0.1)kw=16.65kw
A 、變頻時：
P m2 =(1.85+(60%) 3 )×16.65kw=5.45kw
節(jié)約的功率： P j =(16.65-5.45)kw=11.2kw
B 、如果電費按 0.7 元/kwh 計算，每年節(jié)約的電費：
11.2kw×24h×365×0.7 元/kwh=68678 元 =6.86 萬元
(2) 現有引風機一臺，配用 45KW 電機，風量在 90% -70%之間變化，設電機全速供風量為 Qn 空載損耗為 0.1(Y 0 ≈cosnt) 每天總供風量為 80%Q n ，則全速P p =(45-45×0.1)kw=40.5kw
A 、變頻時：
P m2 =(4.5+(80 % ) 3 ×40.5)kw=25.24kw ．
節(jié)約的功率： P j =(40.5-25.24)kw=15.26kw
B 、如果電費按 0.7 元 /kwh 計算，每年節(jié)約的電費：
15.26kw×24h×365×0.7 元 /kwh=93574 元 =9.36 萬元
(3) 每年總節(jié)約的電費： 9.36+6.86=16.22 萬元
由以上估算情況可知，七個月可收回投資。
4、功能與特點
(1) 采用的轉速，取消擋板調節(jié)，降低了設備的故障率，節(jié)電效果顯著。
(2) 采用變頻器控制電機，實現了電機的軟啟動，延長了設備的使用壽命，避免了對電網的沖擊。
(3) 電機將在低于額定轉速的狀態(tài)下運行，減少了噪音對環(huán)境的影響。
(4) 具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能。
(5) 運轉狀態(tài)靈活多樣，可手動控制也可完全實現自動控制，且可與鍋爐其他自控裝置進行電氣連鎖，實現鍋爐的自動保護及計算機控制，不會因事故影響生產。
(6) 安裝時可不破壞原有的配電設施及環(huán)境，不影響生產。
(7) 只需調節(jié)電位器旋鈕即可調整風量，操作方便。
北京中天是位于北京中關村的高新技術企業(yè)，是國內最早從事開發(fā)和節(jié)能改造工程的專業(yè)公司，并入選中國節(jié)能產業(yè)前五強。公司自成立以來，一直致力于電能管理技術與設備的研究開發(fā)工作，通過自主研發(fā)及國內外同行的，目前公司已發(fā)展成為一家在國內獨具優(yōu)勢的專業(yè)用電管理設備制造商和專業(yè)提供商。
（轉載）
