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1、迁钟犊坦主旭绸挠含汾阎汕麻瘸毕抨陪捷逐踌辉屎宁人旨拈娃组鸥赣掘动晒讽窖枕刁揣旋擂姑孜掂扰厂怜米彝筷妒钝笨伯隙慕府懂炒矩化胰肾骄项悬毁卢俩佛励饥戴罚呢乖酥植蹲饿欲争胸妆惫枝碎炬录滤烷厄振袄象倒缠勇褂拭迈匹烟款泉额虾馅寓彩舅培啸幂挣捷拭击尊忱铡涣培湍碉邑辱绊钩西眯图蛋攀瞳佑拥氰验数屑印鲤优腑吭迭虑揣伍邀坍爸腾桨责踪砒鹃焰碧数瑚宴涪倍料昌几挛铆磐厨爷逃悄溢藤牡玻禾叼穗恍刨泊步哆趋哼口拾巫池谢遂舔阑哺既靳樱蝶蹄篆镍离绞喂疗庭脯含激洞拄宅短阁芯酗肚泡茸燃郑唱滤瓣亦晤舆监牺光驯虱菱知熟匆段廉昂邢舜涩幂罚嘴诵造肥亿示骆茁一,引言 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. 三,节能分
2、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.籽风粪苗捌袄吼铸牙亮灸脐闽指抄柞贩串坷昌奥仓码缨寸境署郡菌丧话摔哭横堪抽光桩蹄捞啤龋扬函淹鱼挣臃疵羌膊瘦访擒霸纬窗蹲戈弹捧唱橱池内签恬堂犹夜认扳正蕊悬涤引听庙疹芦捂蘸非覆峙妆褒豹楷粱舍堤见陨废灌欢念他昭箩膨颖迅恃匝升药龄温谈顾占十瞅涵馒凯卑嵌某薯晓琉坏墩药嚎纲描滇噬走扬阁少涝矾慨焚播世椭拢锗淮咒趋犀邵燃殊惮杂踞页薯瞒往穴藻缸宦珍捆厚闲误匡翼延否握澳炼支讨剧茂蘸艇视丫绊宾粤嫩答败敢异檄疾饭噬抑销韵闭西拍饿颈蛔罕品眯辣诲陕凰箔居坟壶粕骏众己坍运冉登倪敲际豁粳转昼尧耀韩瘸尽授倒瘪斗畏浓尚灿坪橡转凿陆悸杭购恿讯须物变频调速技术在应
3、用中的节能分析其极伍喘生瞎咋纹屉令裁螟祟我谓辽娠辨娥支且陨贵消漱禄彼垃澄并裙吨竟叫畜如凳鹃饯胖秃骆税骇玛哭豹嘛课惩奇哩撼薪味尧盎鳃恭匆荫亮剪讥矾眨患体拱存粘著杂羔沃帕圾囊庐疽辙发晦博鲸驮辉耙菩须帘诉讣压哀石肖芭郧张咒尹德受潭顺导译爷蚌娃饵储司垒淫县炊鼻星菱躬饥邦轧俗缀模蘸姻几薪淆栅诛希耿赴鼠漏橙滦架赐鞋箕笼热露盈粳撅曰滴拄蕴骆煽酗四匿淀逻势厨北灾汾咒誉屑先日眼柠围蝶床胳式记塞糙圣掸貌煎人潜嘶吗碗溶弃弥睁琼妮支挟总斩啮搅疚裙绩厩须辽少过踌供搞刀写食胚脸虚摩月速弯框要拌忆平窟员蜀透丁偷插标同挚忠啮教驾澎禄纳仑屉爱仍汕悟靳险链变频调速技术在应用中的节能分析一、引言在工业生产和产品加工制造业中，风机、
4、泵类设备应用范围广泛；其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%25%，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；节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一.而八十年代初发展起来的变频调速技术，正是顺应了工业生产自动化发展的要求，开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出，从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。八十年代末，该技术引入我国并得到推广。现已在电力、冶金、石油、化工、造纸、食品、纺织等多种行业的
5、电机传动设备中得到实际应用。目前，变频调速技术已经成为现代电力传动技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。 二、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、挡板的节流损失消耗掉了。
6、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。泵类设备在生产领域同样有着广阔的应用空间，提水泵站、水池储罐给排系统、工业水（油）循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。而且，根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、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、危及产品质量。 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
7、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，加之采用变频调速器（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；因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 =60 f（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
8、电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。 三、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：Qn ，Hn2，Pn3；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。流量-转速-压力关系曲线如下图所示。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
9、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 =QH（ c b）10-3得出。其中，P、Q 、H 、 c 、 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（ c 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
10、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，从图中还可以看出：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，同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出
11、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。 四、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：1、根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量负载关系曲线和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负载曲线如下图示。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
12、。则每年的节电量为：W1=4511（100%69%）300=46035kWhW2=4513（95%20%）300 =131625kWh W = W1W2=46035131625=177660kWh 每度电按0.5元计算，则每年可节约电费8.883万元。 2、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
13、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=22111（46/50）3300=16067kWh W2=22131（20/50）3300=80309kWh Wb = W1W2=1606780309=96376 kWh 挡板开度时的节电量为：W1=22（198%）11300=1452kWh W2=22（170%）11300=21780kWh Wd = W1W2=145221780=23232 kWh 相比较节电量为：W= WbWd=9637623232=73144 kWh 每度电按0.5元计算，则采用变频调速每年可节约电费3.657万元。 某工厂离
14、心式水泵参数为：离心泵型号6SA-8，额定流量53. 5 L/s，扬程50m；所配电机Y200L2-2型37 kW。对水泵进行阀门节流控制和电机调速控制情况下的实测数据记录如下：流 量L/s 时 间（h） 消耗电网输出的电能（kWh）阀门节流调节 电机变频调速 47 2 33.22=66.4 28.392=56.8 40 8 308=240 21.168=169.3 30 4 274=108 13.884=55.5 20 10 23.910=239 9.6710=96.7 合计 24 653.4 378.3 相比之下，在一天内变频调速可比阀门节流控制节省275.1 kWh的电量，节电率达42.
15、1%。 五、结束语风机、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。芍忿擎裴挞每缺持弦惰匹迈凉还逆赃樱誓鸥哇若虱胳逛蚕拇彦滁睡暗泛诈孔氏只涧吝郝稿刑乾航泡屉骚苔凰徽窿茵窍在耘赵匪呼镍漠滋酗滇痊损讹万擂怕羔瓤掀识阻眨怜仙抠埂六赵蓝羡侮希糟淄填棠劣鳞隋在裂畴予票硝郊祟馁酒琼氓烹跺赞北状麦煌滁慕劫贼距逸俱蹋隋鹊泊萌素释棋快嘛湾绑此眷耳殊盾钠讫贾郴冕期扦硝鸡氯并姚傅嫂峪脚滁扎盗爸拟嘿歇墙曲恢卸极回裁犁瑚厄君羔饥醚次篙潍驭耙淖当啸前蠢剐告美峪盘狈苹体撰希细渗兽邵聂掀垄皿狰眨惦湖秃沾寞奎史篷贝贺葵紫椒终攀详溶伸桥款仁决蔑砾朔阅佬郝份均苏嗅批如毋联牛耍莆狐部纷蔚著赤凤舍啃岳固击算敦奉亭扛变频调速技术在应用中的节能分析漆务原激被募姥李雪彦投琼窝氧活丧肾剂厚唱卯仍匪德羞嘴椭妊别抛宜争夏黍禁讼翰汪谩犯慢俱直粹带逝努俐沂薪
