一、概述

近幾年我國經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，能源問題越來越成為行業(yè)發(fā)展的掣肘，并且隨著能源價格的快速上漲，國內(nèi)市場的激烈競爭，節(jié)能成為許多行業(yè)發(fā)展面臨的主要問題，特別是一些能耗比較大的行業(yè)如石油、化工、制藥、冶金、制造、環(huán)保、市政等行業(yè)，據(jù)資料顯示我國高、低壓電動機總?cè)萘吭?500MW以上，大部分為風(fēng)機泵類負載，他們大多改造在高耗能、低效率狀態(tài)。

一般風(fēng)機、水泵系統(tǒng)大多數(shù)是靠閥門來調(diào)節(jié)出水流量或壓力，擋板這種調(diào)節(jié)方式是以增加管網(wǎng)損耗，耗費大量能量源為代價的，因此，不可避免的造成電能的浪費，而且由于設(shè)計時，系統(tǒng)是按最大的負載來設(shè)計的，在實際運行當(dāng)中，絕大部分時間系統(tǒng)是不可能運行在滿負荷狀態(tài)下，存在較大的富余，所以就存在較大的節(jié)能潛力。

采用變頻器控制裝置，通過改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速，從而改變風(fēng)機風(fēng)量適應(yīng)生產(chǎn)工藝的需要，而且運行能耗最省，綜合效益最高。所以變頻器調(diào)速是高效的最佳調(diào)速方案，它可以實現(xiàn)風(fēng)機的無級調(diào)速，并且可以方便地組成閉環(huán)控制系統(tǒng)、實現(xiàn)恒壓或恒流量的控制。

二、變頻改造的技能分析（以風(fēng)機為例）

2.1 變頻調(diào)速節(jié)能原理

從流體力學(xué)的原理得知，使用感應(yīng)電機驅(qū)動的風(fēng)機，軸功率P與風(fēng)量Q，風(fēng)壓H的關(guān)系為：

P∝Q×H當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速由n1變化到n2時，Q、H、P與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下：

(可見風(fēng)量Q和電機的轉(zhuǎn)速n是成正比關(guān)系的，而所需的軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比關(guān)系。所以當(dāng)需要80%的額定風(fēng)量時，通過調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速的80%，即調(diào)節(jié)頻率到40.00Hz即可，這時所需功率將僅為原來的51.2%。

如圖（1）所示，從風(fēng)機的運行曲線圖來分析采用變頻器調(diào)速后的節(jié)能效果。

當(dāng)所需風(fēng)量從Q1到Q2時，如果采用調(diào)節(jié)風(fēng)門的辦法，管網(wǎng)阻力將會增加，管網(wǎng)特性曲線上移，系統(tǒng)的運行供況點從A點變到新的運行工況點B點運行，所需軸功率P2與面積H2×Q2成正比，如果采用調(diào)速控制方式，風(fēng)機轉(zhuǎn)速由n1下降到n2,其管網(wǎng)特性并不發(fā)生改變，但風(fēng)機的特性曲線將下移，因此其運行工況點由A點移至C點，此時所需軸功率P3與面積HB×Q2成正比，從理論上分析，所節(jié)約的軸功率delt(P)與（H2-HB）×(C-B)的面積成正比。

考慮減速后效率下降和調(diào)速裝置的附件損耗，通過實踐的統(tǒng)計，風(fēng)機類通過調(diào)速控制可節(jié)能達20%-50%。

2.2 變頻改造節(jié)能分析

改造前工頻運行功率計算公式P1=U×I×1.732×cosΦ，期中：

U------電機電壓，KV；

I-------電機電流，A；

P1-----單一負荷下工頻運行功率，KW;

cosΦ-----單一負荷下運行功率因數(shù)，小于額定功率因數(shù)。

C1=T×Σ（P1×δ）,期中：

T-------全年平均運行時間，h；

P1------單一負荷下的運行功率，KW;

δ------這種負荷下的全年運行時間比例；

C1-----改造前總耗電量，kw.h。

改造后變頻運行預(yù)計功率計算公式：

計算出P2是變頻改造后預(yù)計運行功率，η為變頻裝置的效率。

C2=T×Σ（P2×δ），期中：