风机变频节能改造技术方案
低压风机变频节能改造
技
术
方
案
（初稿）
编制：高龙
审核：
日期： 2012 年 12 月 25 日
目录
第一章公司简介 (2)
第二章行业背景分析 (3)
第三章系统方案 (4)
一、现场工况分析 (4)
二、设备选型 (5)
三、方案论述 (7)
第四章节能直接效益分析 (8)
第五章使用变频器的间接效益 (12)
第六章 GD200系列变频器简介 (13)
第七章质量保证及服务承诺 (14)
第一章公司简介
深圳市英威腾电气股份有限公司，立足电气传动、工业控制领域，为全球用户提供专业化产品和服务，2010年在深交所A股上市，股票代码：002334。现设有国内办事处30多个，海外办事处2个，拥有海内外经销合作伙伴上百家，用户遍布全球50多个国家和地区。
目前英威腾主要产品有高、中、低压通用及各行业专用变频器、交流伺服系统、制动单元、能量回馈单元等。产品在市政、建材、塑胶、油田、机械、化工、冶金、纺织、印刷、机床、矿山等行业广泛应用。
英威腾是国家级高新技术企业，拥有深圳市唯一的“变频器工程技术研究开发中心”。
英威腾变频器产品包括低压CHA/CHV/CHE/CHF/GD各行业专用系列、中压660V/1140V系列、高压CHH （3KV/6KV/10KV）系列等，功率范围涵盖0.4～8000kW，满足不同行业不同场合的各种变频控制应用需求。
成熟矢量控制技术、各行业专用变频控制技术的掌握以及国际领先四象限控制技术的突破使英威腾的发展持续领先，成为中国变频器行业的领导者。高性能交流伺服系统的开发与成功应用标志着英威腾向运动控制领域的拓展与延伸。
英威腾大楼研发部门
测试部门生产车间
第二章行业背景分析
一、节能改造背景
据《世界经济统计年鉴》和《中国统计年鉴》公布的数据测算，我国的耗能标准比其他发达国要高出几倍能源。造成这种结果的原因有两个：一是我国的能源消费结构不合理，其中产业的能源消费占78.3%，而发达国家仅占30%~40%。二是我国主要工业产品的能耗比世界先进水平高出30%~90%。大量的能源消耗既造成了经济上的极大浪费，同时也因严重的环境污染而造成了极大的社会问题。节能减排已成为摆在我国面前亟待解决的实际问题，同时也成为了政府当前的重要工作之一。
因此要解决资源战略问题，必须大力开展能源节约与资源综合利用。根据国家有关规划，电机系统节能是国家发改委启动的十大重点节能工程之一。国家发展规划要求，当前应推广变频调速节能技术，即风机、水泵、压缩机等通用机械系统采用变频调速节能措施，工业机械采用交流电动机变频工艺调速技术。
二、变频行业介绍
以前的变频器，由可控硅整流，可控硅逆变等器件构成，缺点很多，谐波大，对电网和电机都有影响。近年来，随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，发展起来的一些新型器件将改变这一现状，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它们构成的变频器，性能优异，可以实现PWM逆变，甚至是PWM整流。不仅具有谐波小，功率因数也有很大程度的提高，已经取代了挡板和阀门的调节方式。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及完善的功能，将使变频最终达到高效率的运行目的。随着变频技术的不断成熟，变频器在各个领域得到了广泛应用。变频器应用上的巨大节能潜力和优良的调速性能，使得它具有强劲的发展动力和广阔的市场空间。目前，变频技术已经成为电力传动领域的热门话题之一，对于大容量风机、水泵、空压机等系统进行变频改造已成为一种趋势，它为使用大功率传动装备的企业和行业带来了很大的节能效益。
三、冶金行业能耗介绍
冶金行业在我国经济中所处的地位非常重要，且都是规模较大，效益显著，连续、高效式地生产流程性企业。生产过程已经高度的自动化，生产现场有大量的现场设备需要进行控制。冶金行业的电力消耗主要来自于烧结、炼铁、炼钢和轧钢设备中应用的各种电动辅机，包括引风机、除尘风机、通风机、泥浆泵、除垢泵、煤气鼓风机、烧结风机、高炉风机、轧机、开卷机、卷曲机等。由于钢铁生产流程中大量采用的水泵、鼓风机和除尘风机的常规设计为不停机运行，流量过剩时采用流体循环或放空的耗能方法，节电潜力很大。冶金行业使用变频器的节电效果较为明显，节电率一般在 15%-60%。
通常由交流异步电机驱动。这些设备调速范围比较宽，对工艺、环保的影响比较大。早期大部分冶金行业的风机、水泵设备不调速，直接采用工频供电，定速驱动，通过调节风门与阀门来控制风量与给水量，同样把能量都白白地浪费了。如果采用高压变频器进行变频调速，则可以节约大量的电能，给企业带来效益。
第三章系统方案
一、现场工况分析
1. 负载设备参数
2、负载设备工况分析
?引风机项目分析：
引风机是火电厂重要的辅助设备之一，它将锅炉燃烧产生的高温烟气排除，维持炉膛压力，行成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。经除尘装置后排向烟道，用来调整锅炉炉膛负压的稳定。
在生产过程中，风机的风量与风压裕度以及在生产过程中绝大部分时间都不是满负荷,同时由于生产过程并不是连续不断的，而是周期性间断的变化，系统所需求的风量也随之变化，导致风机的运行工况点与设计高效点相偏离，从而使风机的运行效率大幅度下降。
◆在阀门调节过程中会带来一系列问题：
采用风机定速运行，阀门调整节流损失大、管网损失严重、系统效率低，造成能源的浪费。
这根本无法随时动态跟踪工艺进行风量调节以满足最佳工艺的要求。
长期的60～85%左右的阀门开度，加速阀门自身磨损，导致阀门控制特性变差。
设备使用寿命短、日常维护量大、维修成本高、造成各种资源的极大浪费。
管网压力过高威胁系统设备密封性能，严重时导致阀门泄漏，不能关严等情况发生。
工频启动时启动电流大，对电网的冲击很大，启动后电机满负荷运行，很难停机，导致设备使用寿命缩短，日常维护量大，维修成本高，且故障率高。
鉴于存在以上诸多问题，解决上述问题的重要手段之一是采用变频调速控制技术。利用变频器对风机电机进行变频控制，实现流量压力的变负荷调节。因此，采用变频调速控制改造是非常有价值的。
二、设备选型
1、变频器配置
根据现场的额定参数和实际运行工况，再结合我公司的GD200系列变频器在其它工程地应用情况，我公司为其改造设备配置如下变频器，其主要地参数如下：
2、变频器切换方式说明
根据客户现场引风机配置特作如下变频改造方案：
变频柜
电
变频器控制系统示意图
变频调速系统由用户开关、变频柜、GD200变频器、电机组成。变频柜是由一个开关（QM）和两个接触器KM1、KM2及相应其它主要辅助器件组成。变频路柜严格按照“五防”联锁要求设计，变频器输出接触器KM1和旁路接触器KM2电气互锁，完全能够保证变频调速系统安全运行。
三、方案论述
1、变频器控制方式
引尘风机项目
1）引风机上装设变频系统。
2）设置远程控制和就地控制两种方式。
3）并且所有的I/O端口都是可编程端子，用户可以方便的使用这些端口搭建自己的应用系统，同时也保
证系统具有良好的可扩充性。具体在详细设计阶段根据用户要求确定。
变频器主要使用接口
4）可以通过硬接线方式与DCS接口，也可以通过RS485通讯接口与DCS进行MODBUS通讯协议控制通讯，采用现场DCS系统平台进行变频器起停启动、停止、调整电机转速。该方案需要改动DCS系统。不同用户的DCS系统各有差异，采用DCS控制需要用户自己修改增加该控制。
5）保留原工频系统及其联动方式，且和变频器系统互为备用。
6）频率给定方式：
频率给定方式1. 模拟量给定频率调整方式1. 通过模拟量调整
频率给定方式2. 通讯给定频率调整方式2. 通过通讯调整
频率调整方式3. 通过多功能端子实现递增或递减启停控制方式1. 端子控制
启停控制方式2. 通讯控制
标准接线控制配置图
2、变频器频率控制方式
我方提供的GD200变频器具有两种控制电机转速、频率调整方式：
(1）手动调节：（变频器开环运行）
值班电工根据风机运行情况判断, 通过远程控制系统（DCS或控制箱）或就地触摸屏手动调节频率给定信号, 从而达到满足风机需要的流量和压力要求。
(2）自动调节：（变频器闭环运行）
由于变频器本身具有PID功能，需要用户将现场监控信号转换成数字信号（4—20mA）传给变频器，通过与用户设定需要值比较，在变频器内部的微电脑智能系统自动调节输出频率。在不同条件下，系统自动调节风量大小，使变频器调节在需要设定值范围内，达到最佳的节能效果。
四、方案综述
该项目可以依据实际现场情况在诸多控制方式中选择合适的方式，主要涉及是由端子控制启停，调速，变频器信息反馈还是由通讯控制上述内容。
另外该系统应具备工频旁路系统，当变频器故障时可以手动或自动切换到旁路工频工作。
该系统可以分别由远程控制和本地控制两种控制模式，方便现场操控和维修。
根据一般现场控制工况，再结合我公司的GD200系列变频器在其它工程应用情况,建议在正常工作情况下，变频调速系统采用开环控制，由人工根据现场情况，通过后台DCS控制系统或远程控制箱给出电动机应采取的转速，并作为速度给定输入给变频器，由变频器带动电动机跟踪此转速。
第四章 节能直接效益分析
一、负载特性说明
负载特性是指电力拖动负载的转矩与转速之间的关系，也叫负载转矩特性。电动机节电，特别是调速节电，与负载特性的关系极为密切，除要了解电动机的运行特性之外，还要掌握被拖动工作机械的负载转矩随转速变化的特性。
典型的负载特性有恒转矩负载特性、恒功率负载特性、风机泵类负载特性三种，见如下表。
电力拖动典型负载特性表
二、风机和泵类拖动调速的节电效果
阀门（挡板）调节法主要通过调节管道进口或出口的开度来调节流量，实际是通过改变管道的阻力来改变的流量。阀门（挡板）调节时，管阻特性随着阀门开度的变化而变化，而电机恒速运行，因此扬程特性并不改变。如下图所示，当流量从QA 下降到QB 时，稳定工作点由A 点移到B 点，供水功率PA 与0EBF 区域的面积成正比。
变频（转速）调节法是通过改变风机水泵转速来改变的流量。管道一般处于全开状态，如果风机水泵转速改变，则全扬程也改变。采用转速调节法时，扬程随着转速改变而改变，但管阻特性则保持不变。如下图所示，当流量从QA 下降到QB 时稳定工作点由A 点移到C 点，供水功率PB 与0ECH 区域的面积成正比。 从下图可看出，采用转速调节法比采用阀门调节法节约的功率△ P 与HCBF 区域的面积成正比。
由风机水泵特性得知，轴功率P 与流量Q ，风压(扬程)H 的关系为： H Q P ?∝
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:
1
2
12n n Q Q ?
= (1) 2
1
2
12???
? ???=n
n H H (2) 2p =1p 3
12???
? ???n n (3) 可见风量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。由上述推导可以知道，采用转速调节法的节能效果很明显。随着变频调速技术不断成熟，风机水泵采用变频器来控制其转速。由电机转速公式：n=60f/p ，其中，n 为电机同步转速，f 为供电频率，p 为电机极对数，可知电机供电频率f 与转速成正比。这样，采用变频器调速时，变频器的输出频率与流量、扬程及电机轴功率也有上述的n 次方（n=1,2,3）比例关系。
三．变频改造节能预计计算公式：
1、 预计改造前工频运行功率计算公式
φcos 732.1???=I U P 工 或 工P = 用电量÷相应时间
其中：U ——工频运行电机电压，kV ； I ——工频运行电机电流，A ；
工P ——工频运行功率，kW ； φcos ——工频运行功率因数;
2、预计改造后变频运行功率计算公式：
变P =轴P ×MAX （额工Q Q /；额要求H H /）3÷η1
其中：变P ——变频运行功率 轴P ——额定轴功率 工Q ——工频运行流量
额Q ——额定流量 要求H ——要求阀门出口后压力 额H ——额定压力
η1——变频装置效率 MAX ——表示取二者之大
3、预计系统节电率计算公式：
改造前工频运行功率－改造后变频运行功率
系统节电率= ×100% 改造前工频运行功率
注释： 1、以上节电收益计算为理论计算，结算时以现场测试的真实数据为准。
二、节电数据考核计算方法
装变频器前事先就该台电机安装一个电度表和累时器，运行10~15天后把电度表和累时器的数字抄下来，则可算出该台电机每小时平均电耗即工频电耗=
十天后累时器读数
互感器倍率
起始读数十天后电表读数?-)(
待十天后安装变频器，用同一电度表计量，半月或一个月结算节电费时则可计算出该电机变频运行电耗
=
变频器累时器累时数
互感器倍率
切换时电表读数本次电表读数?-)(
从以上计算可得出该台电机每小时可节电=工频电耗－变频电耗 本月节约电度数=(工频电耗－变频电耗)×本月变频器运行时间。
第五章使用变频器的间接效益
变频器改造后，对整个控制工艺有较大改善，对生产成本也有一定的降低，综合考虑，变频改造具有以下几方面的优点：
（1）网侧功率因数提高
原电机直接由工频驱动时，满载时功率因数为0.81左右，实际运行功率因数远低于0.8。采用变频调速系统后，电源侧的功率因数可提高到0.9以上，无需无功补偿装置就能大大的减少无功功率，满足电网要求，可进一步节约上游设备的运行费用。
（2）设备运行与维护费用下降
采用变频调节后，由于通过调节电机转速实现节能，在负荷率较低时，电机、风机转速也降低，主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减轻，维护周期可加长，设备运行寿命延长；并且变频改造后阀门开度可达100％，运行中不承受压力，可显著减少阀门的维护量。变频器运行中，只需定期对变频器除尘，不用停机，保证了生产的连续性。随着生产的需要，调节风机的转速，进而调节风机流量、压力既满足生产工艺的要求，工作强度又大大降低。采用变频技术调速后，减少了机械磨损，维护工作量降低，检修费用下降。
（3）用变频调速装置后，可对电机实现软启动，启动时电流不超过电机额定电流的1.2倍，对电网无任何冲击，电机使用寿命延长。在整个运行范围内，电机可保证运行平稳，损耗减小，温升正常。风机启动时的噪音和启动电流非常小，无任何异常振动和噪音。
（4）与原来旧系统相比较，变频器具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升等多项保护功能，更完善地保护了电机。
（5）操作简单，运行方便。可通过计算机远程给定等参数，实现智能调节。
（6）适应电网电压波动能力强，电压工作范围宽，电网电压在-10%～+10%之间波动时，系统均可正常运行。
第六章 GD200系列变频器简介
GD200系列通用型变频器为GD系列通用变频器功能增强型产品,采用DSP控制系统,完成优化的无速度传感器控制、V/F控制,功能更优化,应用更灵活,性能理稳定。可广泛应用于风机、泵类负载及对速度控制精度,转矩响应速度、低频输出特征有较高要求的应用场合。GD200系列通用型变频器综合技术特性: 一、输入输出特性
二、外围接口特性
三、技术性能特性
四、功能特性
◆频率设定方式：数字设定、模拟量设定、脉冲频率设定、串行通讯设定、多段速及简易PLC设定、
PID设定等，可实现设定的组合和方式切换。
◆PID控制功能
◆简易PLC、多段速控制功能：16段速控制
◆摆频控制功能
◆瞬时停电不停机功能
◆转速追踪再起动功能：实现对旋转中的电机的无冲击平滑起动
◆自动电压调整功能：当电网电压变化时，能自动保持输出电压恒定
◆提供多种故障保护功能：过流、过压、欠压、过温、缺相、过载等保护功能
第七章质量保证及服务承诺
一、质量保证
本公司产品自用户从厂家购买之日起，实行为期18个月的免费保修期（出口国际/非标机产品除外），并享有有偿终身服务。
但是，如由于下述原因引起的故障，即使在保修期内亦作有偿修理：
1、由于使用错误，自行改造及不适当的维修等原因：
2、超过技术标准规范要求使用：
3、地震、火灾、雷击、异常电压、其它自然灾害等原因
（未尽事宜详见《GD200系列通用型变频器说明书》保修条款）
二、服务承诺
1、在质保期内如果不是因操作不当和不可抗力因素而出现故障，我方负责进行免费维修；
2、售后服务的承诺：服务2小时内响应，24小时内抵达现场服务；
3、超过保修期的修理，在修理后向用户收取器件费用。
公司：深圳市英威腾电气股份有限公司
电话：400-700-9997
网址：https://www.wendangku.net/doc/4a18838555.html,
地址：深圳市南山区龙井高发科技工业园4#
日期： 2012 年 12 月 25 日
风机变频电控改造方案(通用方案)
河南地方煤炭集团季布煤业有限公司 主 通 风 机 变 频 改 造 技 术 方 案
季布煤业主通风机变频改造技术方案 一、季布煤业公司风机现状： 季布煤业公司现用主扇风机为BU54-16×75×2KW风机，运行电压380V，运行电流80A。风叶角度正向。现有设备主要有：1台低压配电柜、4台自耦降压启动柜、1台风机监测仪及各类传感器。 二、存在在主要问题： 1、冲击电流大 通风机电机启动方式为自耦变压器降压起动方式，起动电流是其额定电流的3～5倍，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命大大下降。同时，起动时的机械冲击，容易对机械散件、轴承、、管道等造成破坏，从而增加维修量和备品、备件费用。 2、电能的严重浪费 主通风机一直处在较轻负载下运行。在传统的技术条件下，由于电机的转速不可以调节，只能通过改变风机叶片或挡风板的角度进行风量调节。因此造成能源浪费，增加生产成本。所以就造成了电能的无端浪费！有悖于国家的节能减排政策。 3、启动困难，机械损伤严重 主通风机若采用直接启动，启动时间长，启动电流大，对电动机的绝缘有着较大的威胁，严重时甚至烧坏电动机。而电机在启动过程中所产生的机械冲击现象使风机产生较大的机械应力，会严重影响到电动机、风机及其它机械的使用寿命。
4、自动化程度低 主通风机依靠人工调节风机叶片或挡风板角度调节风量，不具备风量的自动实时调节功能，自动化程度低，检测点少。在故障状态下，不能及时和风机联动，将对矿井正常生产造成严重影响。 三、通风机变频改造技术特点： 1、通风机改造后采用变频启动和调速，具有启动电流小，调速方便，运行稳定以及节能等特点。 2、增加电源切换柜，双母线供电，通过智能切换开关可以实现双电源自动切换，切换时间不大于3S，保证通风机供电安全可靠，具有过载、短路、欠电压保护功功能。 3、控制系统具有过欠压、短路、堵转、过载、断相、接地、电机过热等多种保护功能。 4、PLC控制系统采用西门子S7-200可编程序控制器，配以多种检测控制组件完成了风机应有的各种工艺控制，实现风机的闭环控制及各种情况下的安全保护以及系统切换时的各种闭锁。在风机变频电控操作和监控方面，控制柜提供了全面的操作按钮，操作更简单、方便，配备声光报警器。并配备以太网模块为以后实现全矿井自动化作准备。实现系统联锁、起、停控制、保护、通风机工作状态在线监测及数据通讯等功能。 5、变频器采用INVT GD200系列风机专用变频器，满足通风机负载各种运行工况的要求，根据风机运行工况,频率精度可以达到0.01HZ.启动力矩180%/HZ.
除尘风机节能改造方案
第一部分项目综述 一、本次拟改对象简介 通过我公司工程师对炼铁分厂原料场除尘风机的细致勘察和科学分析，调查工况如下： 原料场除尘系统采用布袋除尘方式，风机动力由一台1250kw的电机提供，采用风门调节来控制系统风量，主要是针对翻斗机来料和返矿经皮带机输送至料场，再将料从料场经堆取料机提取，经混料机混匀后供给烧结的过程中产生的扬尘进行处理。期间主要扬尘来自于各皮带转换时，卸料产生。系统将扬尘经除尘点进行收集后，进行集中除尘处理。系统除尘管道共包含各类阀门39个，以下为阀门相关情况：
二、本项目实施的必要性 原料场除尘风机采用调节阀的方式调节系统参数，这种调节方式是最原始的调节方法，仅仅是改变通道的流通阻力，其开合度大小不与流量成比例，从而驱动源的输出功率并没有改变，浪费了大量电能，而且调节阀调节人工操作控制精度差、无法实现自动化控制，容易误操作，且设备使用效率不高，不能充分满足工艺要求。经我司技术人员根据风机工况进行多次检测，如采用适配风机加变频调速，年节能量在42万Kwh。 原料场除尘系统覆盖范围广，除尘点多且位置分散，除尘管道比较长且弯道多，导致风阻、风损增大，进而降低了除尘风量和风压，导致除尘效果差，达不到环保要求。 由于大功率电机的起停和非线性负载的使用，供电线路中电压、电流谐波含量大；电力污染较严重；电压、电流波形失真；设备及短网损耗大、输送效率降低。电力系统低劣的电力品质，易造成输电线路及电机等设备温升增高，噪音增大，损耗增加，设备故障率上升，严重时可引起开关保护跳闸和其它停车事故，增加企业生产成本，造成设备维修成本升高、生产不稳定等危害。 因此企业有必要采取有效措施减少能源的浪费，提高除尘系统能源利用率，提升系统除尘效果。
洁净室空调机组变频节能实例(修改版)
洁净室空调机组变频节能改造实例 胡士光李孝胜马艳香 (北京奥星恒迅包装科技有限公司,北京怀柔) 摘要：本文详细介绍了某医药包材企业北京制造中心洁净室空调机组变频节能改造实例。包括空调机组变频节能改造理论计算，方案设计的数据计算分析；改造完成后空调系统的再调试，运行数据实测；改造总体节能效果。本改造工程在保证洁净房间换气次数基本不变的前提下，实现了空调机组变频节能，并对洁净空调系统设计，施工提出一些合理化建议。 关键词：洁净室；空调机组；变频节能；投资回报。 An Energy Saving Example of HV AC System in Clean Room Hu Shiguang Li Xiaosheng Ma yanxiang (BJMC of Austar Beijing Huairou) Abstract：This article introduces an energy saving technology improvement for HVAC system in a Beijing pharmaceutical packaging manufacturing center. Including energy saving technology calculation, design analysis; HVAC recommissioning; measured operation data; the total energy saving. This program realizes the energy saving in keeping ACR unchanged. At the end, some suggestions have been given for design and construction. Key words：The Clean Room, HVAC; Energy Saving by VSD，Return on investment. 一般情况下空调机组在设计时机组的总风量都要比实际应用偏大一些，风机工频运行时，往往都采用关小阀门的开度来调节风量，根据风机特性曲线，运行工况点向后移动，输出流量减少，扬程增大，从而造成了风管阻力增大，大量的能源浪费在阻力损耗上。由流体传输设备风机的工作原理可知，风机的流量与其转速成正比；风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）。根据上述原理可知：改变风机的转速就可改变风机的功率。 例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=453/503=0.729，即P45=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。由以上内容可以看出，用变频器进行流量控制时，可节约大量电能。 用阀门、自动阀调节不仅增大了系统节流损失，而且由于对空调的调节是阶段性的，造成整个空调系统工作在波动状态；工频转换为变频后，使系统工作状态稳定，并延长机组的使用寿命。 1 奥星北京制造中心洁净厂房空调机组现状 北京奥星恒迅包装科技有限公司北京制造中心是国内医药包装材料生产领先企业，主要生产输液用膜，接口盖等，制造中心工厂位于北京雁栖经济开发区，共有1#，2#两座厂房，为ISO7级和ISO8级洁净厂房，分别由8套空调系统提供洁净空气，设计换气次数为20次/小时。空调机组由DDC进行简单控制温度和湿度。全部空调机组未配置变频
23冷却塔风机变频改造方案
冷却塔风机变频改造方案 一、变频器的工作原理和节能分析 1.1 风机的特性 风机是传送气体的机械设备，是把电动机的轴功率转变为流体的一种机械。风机电机输出的轴功率为: 图1中风机的压力与风量的关系曲线及扭矩与电机速度的关系曲线，充分说明了调节阀调节风量法与变频器控制的调节风量法的本质区别与节能效果。 (1) 电动机恒速运转，由调节阀控制风量
图1 风机的运行曲线 如图1所示，调节阀门的开启度，R会变化。关紧阀门，管道阻力就增大。 管道阻力由R1变到R2，风机的工作点由A点移到B点。 在风量从Q1减少到Q4的同时，风压却从H1上升到H5，此时电机轴的功率从P1变化到P2。 (2) 变频器调节电机的速度来控制风量 当风量由Q1变化到Q4时，便出现图上虚线所示的特性。达到Q4、H4所需的电机轴功率为P3，显然P2大于P3，其差值P2-P3就是电机调速控制所节约的功率。 二、冷却塔系统变频改造过程 2.1 冷冻机组冷却循环水系统介绍: 冷冻机组的冷却循环水系统如图2所示。冷冻机组的冷却循环水系统主要由冷冻机组、冷却水泵、冷却塔组成。冷却水经冷却水泵加压后，送入冷冻机组的冷凝器，届时，由冷却水吸收制冷剂蒸气的热量，使制冷剂冷却、冷凝。冷却水带走制冷剂热
量后，被送入冷却塔，经布水器，通过冷却塔风机降温，降温后的冷却水通过出水管，流入冷却水泵，经加压后再送入冷冻机组的冷凝器。 图2 冷冻机组冷却循环水系统图 2.2 冷却塔变频节能改造原理 图3 冷却塔变频改造示意图 三、变频器选择
由于风机负载为平方转矩类负载，因此变频器应选择V/F控制型通用变频器，日锋变频器为优化电压空间矢量型变频器，使用寿命高于同类产品，接近于零的故障率，性能价格比非常好，为变频器市场上最优越产品之一。 四、总结 冷却塔风机加装变频后具有以下优点: ·操作方便，安装简单; ·能进行无级调速，调速范围宽，精度高，适应性强。 ·节能效果非常明显; ·由于采用了变频控制，随着转速的下降，风压、风量也随之下降，使得冷却水的散失也下降，节约了水量。 ·由于用水量下降，水的硬度指标上升减慢，使得水处理的用药量减少; ·由于转速下降，减少了减速箱的磨损，延长了减速箱的寿命; 总之，冷却塔变频器控制系统的使用，使得厂房调温系统可靠性提高，安全性好，具有明显的节电效果。 冷却塔是冷冻机组的冷却水最主要的热交换设备之一，它主要靠冷却塔风机对冷却水降温，风机过去是靠交流接触器直接启动控制，风机的转速是恒定的，不能调速，因此，风机的风量也是恒定的，不能调节。为了使冷冻机组进口冷却水温度保持在某个温度段之间，我们在冷却水泵的出口，即冷冻机组的冷却水进口管道上安装一个温度传感器，采集冷却水温度，通过给出一路模拟信号给变频器，经变频器自身的PID进行调节如图3所示，变频器给出适当的电压和频率给冷却塔电机调节冷却塔风机转速
风机变频调速节能改造的分析及计算
风机变频调速节能改造的分析及计算 张恒谢国政张黎海 （昆明电器科学研究所，云南昆明 650221） 摘要：以变频调速改造来达到调节工业工程所需风量成为目前实现电机节能的一种主要途径。当我们进行变频节能改造时，投入和收益是必须认真考虑的，收益就涉及到节能量的计算。在变频器未投运之前，计算节能量是比较困难的。本文通过分析变频节能的原理，介绍了针对阀门及液力耦合器调节流量系统的变频改造的节能估算的一些思考及方法。 关键词：风机变频节能原理调速节能阀门液力耦合器节能估算 一、 引言 在工业生产、发电、居民供暖（热电厂）和产品加工制造业中，风机水泵类设备应用范围广泛。其电能消耗和诸如阀门、挡板、液力耦合器等相关设备的节流损失以及维护、维修费用约占到生产成本的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，以及能源的危机，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。变频调速因其调速效率高，力能指标（功率因数）高，调速范围宽，调速精度高等优势，又可以实现软起动，减少电网的电流冲击及设备的机械冲击，延长设备使用寿命，对于大部分采用笼型异步电动机拖动的风机水泵，变频调速不失为目前最理想的调速节能方案。 由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变,也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变，因此要想精确地计算系统的节能量是困难的，这在一定程度上影响了变频调速节能改造的实施。
二、 变频器节能的调速实质和原理 节约能源最根本的方法就是要提高能源的利用率，所谓的“节能”，不仅仅是节省能耗，还包括不浪费能源，用一句最简单的话说就是：“需要多少，就提供多少!” 变频器本身不是发电机。在变频器应用到风机等平方转矩负载的工业场合中，其节能原因不是由变频器本身带来的，而是通过变频器的调速特性来减小风机输出流量以适应工况中实际所需流量。 叶片式风机水泵的负载特性属于平方转矩型，即负载的转矩与转速的二次方成正比。风机水泵在满足三个相似条件：几何相似、运动相似和动力相似的情况下遵循相似定律；对于同一台风机（或水泵），当输送的流体密度ρ不变仅转速改变时，其性能参数的变化遵循比例定律：流量 (Q)与转速(n)的一次方成正比；扬程（压力）H 与转速的二次方成正比；轴功率 (P)则与转速的三次方成正比。即： ''n n Q Q = ; 2''(n n H H = 2''(n n p p = ; 3''(n n P P = 当风机、水泵的转速变化时，其本身性能曲线的变化可由比例定律作出，如图1所示。因管路阻力曲线不随转速变化而变化，故当流量由Q1变至Q2时，运行工况点将由A 点变至C 点。 图1风机流量、压力特性
风机变频节能改造案例
风机变频节能改造案例 一、森兰变频恒压供风系统节能原理 1、恒压供风变频调速系统原理 说明：图中风机是输出环节，转速由变频器控制，实现变风量恒压控制。变频器接受PID调节器的信号对风机进行速度控制，控制器综合给定信号与反馈信号后，经PID调节，向变频器输出运转频率指令。压力传感器监测风口压力，并将其转换为控制其可接受的模拟信号，进行调节。 2、系统工作原理 变频调速恒压供风控制终极通过调节风机转速实现的,风机是供风的执行单元。通过调速能实现风压恒定是由风机特性决定的，风机特性见下图所示。图中，横坐标为风机风量Q，纵坐标为压力P。EA 为恒压线，n1、n2……nn是不同转速下的风量—压力特性。可见，在转速n1下，假如控制阀门的开度使风量从QA减少到QB，压力将沿n1曲线到达B点，很显然减少风量的同时进步了压力。假如转速由n1到n2，风量将QA减少到QC，而压力不变，由此可见，在一定范围，可以保持风压恒定的条件下，可以通过改变转速来调节风量，并且不改变风压。这种特性表明，调节风机转速，改变出风压力，改变风量，使压力稳定在恒压线上，就可以完成恒压供风。 二、250KW风机变频节能改造方案及功能 1、贵厂风机运行目前现状 现有风机一台，配套电机为250KW一台，工作电压380V，电流
460A，现采用阀门调节，控制供风风量、压力。这种调节方式既不方便，又浪费大量的电能，很轻易造成阀门及风机的损坏。 我公司经过多年对化工、轮胎行业的水泵、风机等设备的节能改造，积累了丰富的经验，具有雄厚的技术实力。 2、改造方案 现采用一台280KW森兰变频器控制一台250KW风机。 3、系统功能 A.风压任意设定，风压稳定且无波动 B.软启动软停机，对电网无冲击，无需电力增容 C.延长风机机械寿命 D.缺相，欠压，过流，过载，过热及堵转保护 E.节约电能，投资回收快 三、供风风机运用变频节能分析 1、现行实际运行功率(I实=350A) P运=√3UICOSω=√3×380×350×0.85=196kw W=196×320×24=1505280kwh 注：按一年320天运行计算 2、转速自动控制节能 A理论基础 因风机属于典型的平方转矩负载类型， 所以其功率(轴功率)，转矩(压力)，转速(风量)满足以下关系(相似定理)：
风机变频调速器
风机型变频调速器选型 产品特点： ■针对风机节能控制设计 ■内置PID和先进的节能软件 ■高效节能，节电效果20%～60%(根据实际工况而定) ■简便管理、安全保护、实现自动化控制 ■延长风机设备寿命、保护电网稳定、保减磨损，降低故障率 ■实现软起，制动功能 更多描述: 应用行业: □罗茨风机□矿山风机□离心风机□工业风机□环境工程 阿启蒙GP400系列高性能矢量变频器采用先进的DSP控制系统，通过高精度的控制算法完成优化的无速度传感器矢量控制，有效抑制低频震荡；丰富的端子使应用更加灵活，内置输入电抗器性能更稳定，完备的电磁兼容设计适用于对使用环境要求更加苛刻的场合。此系列产品广泛应用纺织化纤、塑胶、建材、有色金属等对速度控制精度、转矩响应速度、低频输出有很高要求的场合。在风机领域已经大面积使用。 产品主要特点： ?高性能的电流矢量控制、V/f控制、转矩控制 ?丰富的外围接口 ?可扩展控制键盘 ?G/P合一 ?内置输入直流电抗器（18.5kW及以上机型） ?16段多段速控制、PID控制、摆频控制 ?提供RS485串行通讯接口，采用标准Modbus协议 ?产品符合EMC（EN61000-6-4、EN61800-3）标准规范 阿启蒙在变频领域在国内处于领导地位。 二、变频节能原理： 1. 风机运行曲线
采用变频器对风机进行控制，属于减少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较，具有明显的节电效果。 由图可以说明其节电原理： 图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H-Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。曲线（4）为变频运行特性（风门全开）假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到 n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q-H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。 2.风机在不同频率下的节能率 从流体力学原理得知，风机风量与电机转速功率相关：风机的风量与风机（电机）的转速成正比，风机的风压与风机（电机）的转速的平方成正比，风机的轴功率等于风量与风压的乘积，故风机的轴功率与风机（电机）的转速的二次方成正比（即风机的轴功率与供电频率的二次方成正比）：
一次风机变频改造及节能分析
一次风机变频改造及节能分析 摘要：介绍了某电厂一次风机的变频改造方案，给出了一套可靠的控制策略。比较了一次风机变频控制和工频控制的节能效果，阐述了变频控制技术在电厂节能降耗的效果，对降低厂用电率，提高机组运行效率有很大的意义。 关键词：一次风机;变频改造;控制策略;节能 Abstract: A certain power plant is introduced of the primary air fan frequency converter design, and design a reliable control strategy for the primary air energy-saving effect of adopting transducer fore-and-aft is compared, which has practical meaning on reducing power plant curl consumption and increasing unit running efficiency. Key words: induced draft fan; frequency converter reconstruction; control strategy; energy-saving 1引言 在火力发电厂中，一次风机是最主要的耗电设备之一，这些设备都是长期连续运行并常常处于变负荷运行状态，其节能潜力巨大。发电厂辅机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低。随着电力行业改革的不断深化，厂网分家、竞价上网等政策的逐步实施，降低厂用电率，降低发电成本，已成为发电厂努力追求的经济目标。在目前电力短缺的情况下，厉行节能，已经被推到了能源战略的首位。 2设备概述 华电集团某电厂一期工程采用2×330MW国产亚临界、燃煤空冷抽汽凝汽式供热机组，锅炉、汽轮机均采用上海电气集团公司设备。其中锅炉型号SG-1170/，为亚临界参数汽包炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。每台锅炉配四台钢球磨煤机，一次风机为静叶可调轴流风机。 3 一次风机变频改造方案 % 主要设计原则 目前，交流调速取代其它调速及计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流调速技术是节能、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速、启动和制动性能、高效率、高功率因素和节电效果、广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。
群光广场中央空调冷冻、冷却水泵及风机节能改造方案
深圳市海利科科技开发有限公司SHENZHEN HAILIKE SCIENCE AND TECHNOLOGY EXPLOIFATION CO.,LTD. 群光（百货）广场集中空调/冷冻系统节能 及集中监控改造方案 科技创新以人为本
群光（百货）广场集中空调/冷库系统节能 及集中监控改造方案及预算 首先感谢您在百忙之中阅读我公司的节能改造方案，也感谢您给予我公司这样一次宝贵的机会，希望您能提出宝贵的建议及批评。以下是我公司对此次节能方案的概叙：根据贵公司的招标文件要求，我公司有针对性的做出了节能及集中监控改造方案，使该系统具备以下特点： ·系统配置精良，自动化程度高，便于整个系统的集中管理； ·回路、系统、特殊单元的监控功能；能快速查阅故障、数据更改等监控工作。 ·高速画面数据，OS传送及高速总线连接； ·具备保密功能； ·基于WINDOWS的全中文操作系统，并完全支持从发现故障位置，分析原因到复位为止时的整个过程； ·优化了的视窗32版本综合开序环境，具备画面转换器、文件处理、求助视窗、调试、过程管理器等等功能； 同时，我公司承诺改造后的最低节电率为20%，但依据现场的实际情况来推算改造后节电率在30%以上，以下针对各部分进行综叙： 一、监控中心工作站监控管理系统 采用韩国LS K120系列产品，内置32BIT的RISC高速图芯形片，为同类人机界面中速度最快的一种。可用标准的WINDOWS工具进行配置，使用软键、功能键或触摸控制，简化了
操作，也保证了操作的安全性；并可轻松地连接其他控制系统。即使在光线很差的情况下也有很高的对比显示和极佳的可读性，并支持中文字符集，使用户操作方便。 中央空调节能自动控制系统监控装置改造方案报价（一套）单位:元 二、冷却水泵节能自动控制系统改造方案及预算 集中空调系统冷却水泵共有七台：5台132K W、2台30K W，以及冻库系统冷却水泵共有二台：2台18.5K W。改造分别采用一台变频器拖动七台水泵和一台变频器拖动二台水泵的循环控制方式，采用温差做为控制的标准信号。 节能改造分别采用一台132K W和一台18.5KW的变频器及相应的空气开关、智能控制器、接触器、热继电器、P L C及传感器组成的控制系统，系统改造后能达到节能降耗及无人值守自动控制的目的。 该控制系统由变频回路和工频回路两部分组成： 变频回路：由一台变频器，空气开关，3个交流接触器和自动运行控制回路及信号报警回路组成变频循环运行回路。工频回路：空气开关、交
中央空调系统变频节能改造案例分析
中央空调系统变频节能改造案例分析 一、前言 中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。 随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，达到节能目的提供了可靠的技术条件。 二、1、原系统简介 某酒店的中央空调系统的主要设备和控制方式：100冷吨冷气主机2台，型号为三洋溴化锂蒸汽机组，平时一备一用,高峰时两台并联运行；冷却水泵2台,扬程28米,配用功率4 5 KW,冷水泵有3台，由于经过几次调整，型号较乱,一台为扬程32米，配用功率37KW, 一台为扬程32米，配用功率55KW, 一台为扬程50米，配用功率45KW。冷却塔6台，风扇电机5.5KW，并联运行。 2、原系统的运行 某酒店是一间三星级酒店。因酒店是一个比较特殊的场所，对客人的舒适度要求比较高，且酒店大部分空间自然通风效果不好，所以对夏季冷气质量的要求较高。 由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，且留有10%-20%左右的设计余量。其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节。这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的极大浪费。
风机的变频调速节能改造的节能空间估算
风机的变频调速节能改造的分析及计算 摘要：以变频调速改造来达到调节工业工程所需风量成为目前实现电机节能的一种主要途径。当我们进行变频节能改造时，投入和收益是必须认真考虑的，收益就涉及到节能量的计算。在变频器未投运之前，计算节能量是比较困难的。本文通过分析变频节能的原理及分析，介绍了针对阀门及液力耦合器调节调节流量系统的变频改造的节能估算的一些思考及方法。 关键词：风机变频节能原理调速节能阀门液力耦合器节能估算一、引言 在工业生产、发电、居民供暖（热电厂）、和产品加工制造业中，风机水泵类设备应用范围广泛;其电能消耗和诸如阀门、挡板、液力耦合器等相关设备的节流损失以及维护、维修费用约占到生产成本的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，以及能源的危机，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。变频调速因其调速效率高，力能指标（功率因数）高，调速范围宽，调速精度高等优势，又可以实现软起动，减少电网的电流冲击及设备的机械冲击，延长设备使用寿命，对于大部分采用笼型异步电动机拖动的风机水泵，变频调速不失为目前最理想的调速节能方案。 由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变,也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变，因此要想精确地计算系统的节能是困难的，在一定程度上影响了变频调速节能改造的实施。本文通过分析变频节能的原理及分析，介绍了针对阀门及液力耦合器调节调节流量系统的变频改造的节能估算的一些思考及方法。 二、变频器节能的调速实质和原理 节约能源最根本的方法就是要提高能源的利用率，所谓的“节能”，不仅仅是节省能耗，还包括不浪费能源，用一句最简单的话说就是：“需要多少，就提
风机变频节能改造技术方案
低压风机变频节能改造 技 术 方 案 （初稿） 编制：高龙 审核： 日期： 2012 年 12 月 25 日
目录 第一章公司简介 (2) 第二章行业背景分析 (3) 第三章系统方案 (4) 一、现场工况分析 (4) 二、设备选型 (5) 三、方案论述 (7) 第四章节能直接效益分析 (8) 第五章使用变频器的间接效益 (12) 第六章 GD200系列变频器简介 (13) 第七章质量保证及服务承诺 (14)
第一章公司简介 深圳市英威腾电气股份有限公司，立足电气传动、工业控制领域，为全球用户提供专业化产品和服务，2010年在深交所A股上市，股票代码：002334。现设有国内办事处30多个，海外办事处2个，拥有海内外经销合作伙伴上百家，用户遍布全球50多个国家和地区。 目前英威腾主要产品有高、中、低压通用及各行业专用变频器、交流伺服系统、制动单元、能量回馈单元等。产品在市政、建材、塑胶、油田、机械、化工、冶金、纺织、印刷、机床、矿山等行业广泛应用。 英威腾是国家级高新技术企业，拥有深圳市唯一的“变频器工程技术研究开发中心”。 英威腾变频器产品包括低压CHA/CHV/CHE/CHF/GD各行业专用系列、中压660V/1140V系列、高压CHH （3KV/6KV/10KV）系列等，功率范围涵盖0.4～8000kW，满足不同行业不同场合的各种变频控制应用需求。 成熟矢量控制技术、各行业专用变频控制技术的掌握以及国际领先四象限控制技术的突破使英威腾的发展持续领先，成为中国变频器行业的领导者。高性能交流伺服系统的开发与成功应用标志着英威腾向运动控制领域的拓展与延伸。 英威腾大楼研发部门 测试部门生产车间
高压流化风机变频改造实例
高压流化风机变频改造实例 摘要：本文介绍了余吾热电厂在高压流风机变频改造中的详细改造方案和改造后系统满足的要求，并介绍了改造后带来的经济效益，并为以后的其它辅机改造提供了可靠的实践经验和改造的可行性度。 关键词：变频、风机、方案、效益 abstract: this paper introduces the high pressure flow in thermal power plant more than our fan inverter and the transformation of the detailed reconstruction scheme after the system satisfies the requirements, and introduces the reform with the economic benefit, and other auxiliary transformation for later provide reliable practice experience and the transformation of the feasibility degrees. keywords: frequency conversion, blower, plan, and benefits 中图分类号： tm344.6文献标识码：a文章编号： 1、立项背景 潞安余吾热电有限公司拥有两台135mw机组，每台机组包括三台高压流化风机，电机功率为132kw，额定电流250a。正常运行时为并联运行，两台运行一台备用。发电负荷一般在70mw-110mw之间，高压流化风机实际运行电流在105a-120a左右，风压55kpa的风量调门开度也在40％-60％左右。高压流化风机采用直接控制，利用
普通中央空调水泵变频改造节能方案
普通中央空调水泵变频改造节能方案 普通中央空调水泵变频改造节能方案： 在中央空调系统中，冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有一定的设计余量。在没有使用调速的系统中，水泵一年四季在工频状态下全速运行，只好采用节流或回流的方式来调节流量，产生大量的节流或回流损失，且对水泵电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了能量的大大浪费。 由于四季的变化，阴晴雨雪及白天与黑夜时，外界温度不同，使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。也就是说，中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。据统计，67% 的工程设计热负荷值为94-165W/m2 而实际上83%的工程热负荷只有58-93 W/m2 ，满负荷运行时间每年不超过10-20 小时。 实践证明，在中央空调的循环系统（冷却泵和冷冻泵）中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量，能取得明显的节能效果。一、普通中央空调工作系统 1、工作简述 ⑴、中央空调启动后，冷冻单元工作，蒸发器吸收冷冻水中 的热量，使之温度降低；同时，冷凝器释放热量使冷却水温 度升高。 ⑵、降了温的冷冻水通过冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各个房间由
室内风机加速进行热交换，带走房间内的热量使房间内的温度降低后，又流回冷冻水端。 ⑶、而升了温的冷却水通过冷却泵压入冷却塔，由冷却塔风机加速将冷却水中的热量散发到大气中，使水温降低后，流回冷却水端。 ⑷、冷冻机组工作一段时间后，达到设定温度，由温度传感器检测出来，并通过中间继电器及接触器控制冷冻机停止工作，温度回升到一定值后又控制其运行。二、普通中央空调存在的问题 1、冷冻水，冷却水循环泵不能根据实际需求来调整循环量，电机工作效率低下，造成大量电力浪费，并加速机组磨损； 2、其控制接触器等电器动作频繁，导致使用寿命短，维修量大；而对于大容量系统，传统的控制线路复杂，可靠性差，需专人负责； 3、整个系统运行噪音大、控制性能差、耗电量大、使用寿命短;在维护管理，检修调整方面工作量大，维护费用高。三、节能原理由流体传输设备水泵、风机的工作原理可知：水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低水泵、风机的转速，水泵、风机的功率可以下降得更多。例如:将供电频率由50Hz 降为45Hz ，则 P45/P50=（45/50）3=0.729 ，即P45=0.729P50 （P 为电机轴功率）；将供电频率由50Hz 降为40Hz ，则P40/P50=（40/50）3=0.512 ，即P40=0.512P50 （P 为电机轴功
发电厂风机电动机节能改造专业技术方案分析
发电厂风机电动机节能改造技术方 案分析 目前，在我国电源结构中，火电装机容量占74%，发电量占80%；水电装机容量占25%，发电量占19%；核电仅占1%左右，因此火电机组及其辅机设备的节能改造是非常重要的。火电厂中的各类辅机设备中，风机水泵类设备占了绝大部分，蕴藏着巨大的节能潜力。由于火电机组调峰． 力度的加大，这些机组的负荷变化范围很大，必须实时调节风机水泵的流量。目前调节流量的方式多为节流阀调节，由于这种调节方式仅仅是改变了通道的通流阻抗，而电动机的输出功率并没有多大改变，所以浪费了大量的能源。随着电力行业的改革不断深化，厂网分家，竞价上网政策的逐步实施，降低厂用电率，降低发电成本，提高上网电价的竞争力，已成为各火电厂努力追求的经济目标，要求越来越迫切。风机水泵类负载 采用调速驱动具有非常可观的节能效果，这已是共识。
另外，交流电机的直接起动(尤其是高压电机)会产生巨大的电流冲击和转矩冲击，在很短的起动过程中，转子笼型绕组及阻尼绕组将承受很高的热应力和机械应力，致使笼条的端环断裂。直接起动时的大电流还会在定子绕组的端部产生很大的电磁力，使绕组端部振动和变形，造成定子． 绕组绝缘的机械损伤和磨损，从而导致定子绕组绝缘击穿。直接起动时的大电流还会引起铁芯振动，使铁芯松驰，引起电机发热增加。在火力发电厂中，高压大容量交流笼型异步电动机的使用非常广泛，由于直接起动而造成的电动机烧毁和转子断条事 故屡屡发生，给机组的安全经济运行造成很大的威胁。因此大容量异步电动机采用软起动方式，对于延长电动机的使用寿命，减少对电网的冲击，保证机组正常运行是非常必要的。． 由于电动机的变频软起动可提供高的起动转矩并 可做到平滑无冲击，所以采用变频器实现软起动的效果也是非常突击的。同时，采用调速驱动，还可以有效地减轻风机水泵叶轮的磨损，延长设备使用寿命，降低运行噪声。还有运行工艺对辅机设备的控制性能的改善也是十分迫切的，例如锅炉风机和给粉机的调速控制，可以大幅度地改善炉内的燃烧
变频器在风机节能降耗改造中的应用
变频器在风机节能降耗改造中的应用 发表时间：2018-06-19T16:58:25.167Z 来源：《基层建设》2018年第7期作者：卢振波 [导读] 摘要：风机类设备是企业生产重要辅助设备，耗电量大、能耗高是其特点。 中粮生化能源（肇东）有限公司黑龙江肇东 151100 摘要：风机类设备是企业生产重要辅助设备，耗电量大、能耗高是其特点。风机选型是按其满负荷计算，但在实际工作中，风机一般采用恒速控制风速、风量，如生产工艺发生变化需要控制调节风量、风速大小，常用方法是调节风门、闸门的开度等来进行控制，这就造成大量电能消耗在档板上，运行效率低，能源消耗高。变频器是可以调节交流电动机转速速度变化的控制设备，它通过改变电机工作电源频率的方法来实现。对风机而言，利用变频器调节风机风速，优化风机运行状态，达到节能降耗是其重要途径。 关键词：变频器；风机节能降耗改造；应用 引言 通常而言，在电动机中异步电动机所占比例较大，因此电动机的自动控制技术与调速技术成为整个电动机操作技术的核心，在电动机调速系统的选择方面，有效将异步电动机与变频器进行结合是电动机操作控制过程的关键。对于一般的工况企业而言，风机类电动机能够采用节能技术实现高效稳定、安全运转，不仅有利于维护机械设备，而且在很大程度上可以为工况企业节省大量的经济成本。 1变频器的作用 1.1控制电机启动电流，减少电力线路电压波动 在电机经由工频启动的过程中，4-7倍的电机额定电流便会产生。在这个过程中所产生的电流值极大地提高了电机绕组的电应力，而且在这个过程中会形成一定的热量，进而导致了电机使用寿命的缩减。变频调速的应用对于增强绕组承受力以及减少启动电流是十分有利的，就使用者而言，其最直接的好处是电机使用寿命的延长以及维护成本的减少。 电压和电流两者的乘积与电机功率成正相关关系，那么通过工频直接进行电机的启动所消耗的功率将会极大地超过启动变频所需的功率。对于某些工况来讲，已经达到了配电系统的最高极限，直接工频启动电机所产生的电压也会产生大幅度的波动，所形成的电涌便会严重地影响到相同电网上的用户。如果采用变频器进行电机启停，就不会产生类似的问题。 1.2可调的运行速度以及可控的停止方式与加速功能 变频调速可以零速启动而且依据于用户所需而实施均匀地加速，此外，也能够选择加速曲线，比如：直线加速、s型加速、以及自动加速。然而，在工频加速的过程中，对于齿轮、机械部分轴、电机都会形成巨大的冲击以及振动，这将会促使机械的损耗以及磨损加快，导致电机以及机械部件使用寿命的缩减。 在变频调速时，正如同于可控的加速，其可以控制停止的方式，并且能够选择存在差异性的停止方式，它也能够有效地降低对于电机以及机械部件的冲击，进而促使系统更具可靠性，也会提升其使用的寿命。 变频调速应用可以促使工艺过程得以优化，也能够依据于工艺过程快速地进行转变，此外速度变化也能借助于远控PLC以及别的控制器来实现。 1.3节能 在运用变频器之后，水泵以及离心风机的能耗都能够极大地得到降低。因为电机转速与最终能耗之间具有立方比的关联性，因此在变频运用之后便能得到更为快速的投资回报。 在控制变频器时，可逆运行控制的实现不需要多余的可逆控制装置，仅需进行输出电压相序的改变，便能够实现安装空间的节约以及维护成本的降低。 1.4减少机械传动部件 随着科学技术的不断发展，同步电机结合矢量控制变频器便能够输出高效转矩，便利于节约齿轮箱等机械传动部件，进而就可以促使空间的节省、成本的降低、以及稳定性的提升。 近些年以来，因为以上所述的优势以及变频控制理论、功率半导体器件、以及电力电子技术的快速化发展，变频器已普遍地运用在各行各业中，对于我们的生活、工业化发展、以及社会的发展做出了巨大的贡献。 2变频器在风机节能降耗改造中的应用要点 2.1转速控制与挡板控制在风机类电动机中的节能应用 电动机通常以某种固定的速度进行运转，因此传统节能改造技术主要是采用挡板控制技术对风机类电动机的风量进行典型控制。一般根据风道口中挡板的安装位置不同具体可以分为入口挡板控制与出口挡板控制两种技术类型，当使用出口挡板进行风量控制时，如果挡板关小，则风阻增加，所以不能大幅度对风机类电动机的风量进行控制调节。另外，轴功率在电动机低风区的损耗量不会大幅减少，所以从整个节能降耗的过程以及实际应用原理来看，挡板控制技术对电动机的节能效果并不明显，因此一般会采用一台风机，通过多风道送风调节进行节能控制。当入口挡板控制比出口挡板控制风量的控制范围更广时，要适当降低入口挡板的轴功率。在研究过程中采用效率为100%的变频调速装置对风机类电动机进行控制，通过研究发现，采用不同的变频控制方式对实际的调速装置进行控制，最终所取得的节能效果是不同的，而与传统的电磁滑差离合器调速控制技术相比，现代化的变频器控制调速在风机类电动机中的节能效果更加明显。 2.2变频器到工频电源的切换控制在风机类电动机中的节能应用 在节能过程中，除了采用工频电源控制到变频电源控制的转变切换之外，还需要采用变频器控制到工频电源控制之间的切换，这种切换方式需要综合考虑电动机的实际特性以及具体的切换频率等，采用同步切换与非同步切换两种技术切换方式。 所谓同步切换是指将风机类电动机的变频器加速到工业频率，然后使变频器的输出与工频电网的实际频率相位一致，当确定二者实际的运行频率一致时，再将风机类电动机无冲击地由变频器控制转化到工频电网控制。这种同步控制方式的变频控制容量较大，当电动机在运行时有工频电源冲击的情况下，电流冲击力度就会减小，所以这种切换技术特别适合于转矩冲击较小的传动控制系统中。 与同步控制切换方式相比，非同步的控制切换方式切换容量较小。由于风机类电动机的容量有机械容量与电气容量两种，如果对象控制系统能够适应不同切换模式下的转矩变化，可以采用电动机容量较小的变频器进行控制，在此过程中只需要将电动机加速到变频器容量时的转速，然后再将电动机从变频器中进行有效分离，当风机类电动机的内部残留电压在减弱之前，使其进行自由低速运转，从而使电动
风机水泵节能改造方案(创杰)
专项节电解决技术方案 ——风机、水泵 FROM: 版本号V1.0 方案编号ACT000175 日期2009年06月29日 节电=省钱降低成本提高企业竞争力
风机水泵ACT节能控制系统 一、产品简介 银定庄污水处理厂3台179kw风机和1台110kw、1台 100kw水泵，电动机均为直接启动方式、实际负荷率 50%-70%。一方面启动电流对电机、电网冲击大，增加 了设备维修成本及人力成本；另一方面，电机始终处于 恒速运行状态，从而多增加了电费开支。 ACT恒压节能系统，应用变频调速节能原理，对风机、水泵进行闭环调速控制，使电机的运行功率随系统的需求进行自动的调整。并根据需要的压力进行恒压变量控制，使压力精确匹配到负载需要，避免电机运行过程出力过度，以达到最佳的节能效果。 二、产品性能 1、具有增效节能运行模式（改变电机负载率低，效率低的状况） 置节能运算模式，按标准电机的系数预先设定，实时检测电机负载率，在不改变即时速度情况下，通过对输出电压微变进行控制，使电机实时达到最佳的效率运行状态： 2、置PID控制，实时在线功率调整，确保高效率运行（最佳匹配输出） ◆迅速适应负载变动，精确匹配功率输出，免去阀门档板的节流损失，获得极大的节能 效益 ◆先进的自动转矩补偿功能设计，可使系统性能达到最佳
3、强劲的硬件、软件（进口品质，国产价格） ◆90%的元件直接选用国外知名品牌 ◆用进口知名品牌软件，保证节能系统稳定可靠运行，控制精度高 4、独立分风道设计（适合安装场所广） ◆全封闭独立风道设计，防尘、防气、防腐蚀，适应恶劣环境 ◆极大提升节能系统在机械、石材、冶金、矿山、纺织、化工、塑胶、造纸、印染、水 泥、等恶劣环境行业长期可靠运行。 5、高度集成一体，现场安装方便 ◆可选置专用功能模块，高度集成一体。 ◆具有旁路功能，确保设备安全连续生产(可选) ◆一体化立柜式设计，用户现场安装十分方便 三、节能改造带来的益处 1)节能降耗 使风机、水泵压力上下限控制方式变为恒压控制，使系统输出与所需功率精确匹配，减少压力偏高区域的无谓高能耗损失，节电率可达30%。 2)电网增容、提高有功功率 将功率因数由0.7～0.8提高到0.96以上，大大减少了无功电流，降低了线路损耗，提高了电网质量和供电效率。对供电设备而言，相当于起到了增容的作用。 3)软起动、保护电动机设备 使用专用高效智能节电系统可实现电动机的软起动，起动平滑无冲击。这样一方面可以减小起动时对电动机和电网的冲击，既保护了电动机，延长了其使用寿命，对电网而言又可以算是增加了系统的装机容量。 另一方面，由于减轻了电动机启动和加载时的电流冲击，从而延长了机械和模具的使用