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1、2.1 变频调速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、水泵负载，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:nQ = Q xt(1)21 n1H 二 H x21ni丿(2)(xp p I2 = 1、 n厶n 1丿(3)可见流量Q和电机的转速n是成正比关系的，而所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。所以当需要80%的额定流量时，通过调节电机的转速至额定转速的80%，即调节频率到40Hz即可，这时所需功率将仅为原来的51.2%。如下图所示，从风机、水泵的运行曲线图来分析采用变频调速后的节能效果。风机、水泵的运行曲线图当所需
2、风量、流量从 Q1 减小到 Q2 时，如果采用调节阀门的办法，管网阻力将会增加， 管网特性曲线上移，系统的运行工况点从A点变到新的运行工况点B点运行，所需轴功率 P2与面积H2XQ2成正比；如果采用调速控制方式，风机、水泵转速由ni下降到n2,其管 网特性并不发生改变，但风机、水泵的特性曲线将下移，因此其运行工况点由 A 点移至 C 点。此时所需轴功率P3与面积HBXQ2成正比。从理论上分析，所节约的轴功率Delt(P) 与(H2-HB)X(C-B )的面积成正比。考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践的统计，风机泵类通过调速控制 可节能20%50%，有些风机负载节能比例达60%以上
3、。2.2 变频改造节能分析2.2.1改造前工频运行功率计算公式P = U x I x 1.732 x cos0U :电机电压，kV； 1 ：电机电流，A； p :单一负荷下工频运行功率，kW ； 1cos 0 ：单一负荷下运行功率因数，小于额定功率因数。C 二 T x 工（P x5 ）11T ：全年平均运行时间，h ； P :单一负荷下的运行功率，kW ；18 :这种负荷下的全年运行时间比例；C :改造前总耗电量，kw- h。1改造后变频运行预计功率计算公式:1）入口风门调节:QPH 耳Q利用公式：=卄丄计算出为的比。QP H 耳Q额 额 1 额 额P1：工频运行功率,KW；额：风机额定轴功率
4、，KW；H耳额亠：运行工况与额定工况下的效率、压力比，一般近似取1,H耳1额根据改造风量不变的原则，有Q广其中Q2为改造后的风量。所以QQ4 =2-QQ额额Q额丿即P = P2额Q额丿/耳计算出P。2其中咒是变频改造后预计运行功率，n为变频装置的效率。C = T x 工（P后总耗电量,kw - h。2222.2.2 1#主扇节能分析 改造前工频运行功率P = U x I x 1. 732 x cos 0 = 200W1P = U x I x 1.732 x cos 0 = 170W1.1改造后变频运行预计功率适配风机的电机容量一般为风机的1.05-1.25倍。根据风机参数，以下计算取 1.25
5、倍，H耳功率参数77额亠取1.1。H耳1额Q PH耳由节能原理风量与功率的关系才=b a b可知:Q P H耳a a b a2PH耳=1_额 J = 1. 1 X200=0.873QP H耳315 十 1. 25额额 1 额2PH耳=1_额 J = 1. 1 X170=0.7421Q额额P H耳额 1 额315 十 1. 25其中Q额为额定风量；P额为额定轴功率；Qi为工频运行下的风量。根据改造风量不变原则有Q = Q，其中Q为改造后的风量。1 2 2所以变频改造后风机平均功率为P =P X (-Q)3 / 耳=315 一 1.25 X 0. 8733 / 0. 96=174. 7kW2 额
6、Q 额P =P x ( -Q)3 / 耳=315 一 1. 25 x 0. 74213 / 0. 96=107. 3kW2.1 额 Q额其中变频装置的效率耳取保守值0.96。 - P 肛-P ) 节能比例p +P1。斗1 1。1- 174.7+G0 - 107. 3)200+17023.7%按当地 0.50 元/度电价和全年360 天运行时间计算每年节约电费约(200-174.7+170-107.3)X24X360X0.50 = 38 万元2.2.2 2#主扇节能分析改造前工频运行功率P 二 U X I X 1.732 X cos 二 210W1P 二 U x I x 1.732 x cos
7、二 180W1.1改造后变频运行预计功率适配风机的电机容量一般为风机的1.05-1.25倍。根据风机参数，以下计算取1.25倍H耳功率参数右额亠取1.1。H耳1额Q PH耳由节能原理风量与功率的关系才=b a b可知:Q P H耳a a b aQ PH n210-=i 额-=1. 1 x=0.91667Q P H n315 - 1. 25额 额 1 额Q PH n1804 =丄额 _l = 1. 1 x=0. 7857Q P H n315 十 1. 25额 额 丄 额其中Q额为额定风量；P额为额定轴功率；Q丄为工频运行下的风量。根据改造风量不变原则有Q = Q，其中Q为改造后的风量。丄 22所
8、以变频改造后风机平均功率为P =P x (-Q)3 /n=315 一 1. 25 x 0. 91673 / 0. 96=202. 2kW2 额 Q额P =P x(2)3/ n=315 一 1. 25 x 0. 78573 / 0. 96=128. 8kW2.1 额 Q额其中变频装置的效率n取保守值0.96。 - p 肛-p） 节能比例 p +pl。斗=1 1。110 - 202+80 - 128. 8)=15%210+180按当地 0.50 元/度电价和全年360 天运行时间计算每年节约电费约（210-202+180-128.8）X 24X 360X 0.50=25.6 万元2.2.3节能分析小结按当地0.50元/度电价和全年360天运行时间计算负载名称原运行功 率（kW）预计节能率预计单台年节电量（度）预计单台年节约电费（万元）对旋风机200/17023.7%76032038对旋风机210/18015%51148825.6总计63.6注：以上计算均属于理论计算值，存在定的偏差。
