變頻器在風機中的應用及其經濟效益
一、概述
通常工業鍋爐上的鼓風、引風機，給水泵都是電機以定速運轉，再通過改變風機入口的檔板開度來調節風量；通過改變水泵出口管路上的調節閥開度來調節給水量。而風機和水泵的最大特點是負載轉矩與轉速的平方成正比，而軸功率與轉速的立方成正比，因此如將電機的定速運轉改為根據需要的流量來調節電機的轉速就可節約大量的電能。
在中央空調、煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業中都用到風機。在沒有調速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調節。一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。
二、變頻器調速的特點及節能分析
怎樣能根據工況而直接控制風量的大小而滿足工況的要求呢？變頻器的出現很好的解決了這個問題。變頻器是無級調速的，用變頻器改造風機，具有以下特點：
1.起動停止平衡，無級調速，調速范圍大。
2.工作可靠，能長期穩定運行。
3.操作簡便，維護量小。
4.輸出特性可滿足風機性能要求。
5.節能效果顯著。
根據離心泵的特性，風機的流量變化與轉速成正比，壓力變化與轉速成正比，而功率變化與轉速變化立方成正比。因此，當風機轉速降低時，風量減少。電機功率成立方比下降。
三、改造方案
從以上運行情況分析：要提高電動機的工作效率、節約電能，可在風機電動機上裝上調速裝置。根據工作的情況調節調速器裝置的速度可以滿足工作狀況的要求。另外，用變頻器對風機進行改造不必對原系統進行大改動。因此，變頻器在風機改造方面得到廣泛的應用，在變頻改造的過程中，當我們需要時，讓電動機高速運行以達到我們的要求。當不在工作時，使電動機低速運轉節約電能。同時，可根據我們的需要而調節變頻器，以滿足我們的工作要求。
其中，鼓風機、引風機、爐排機變頻器受燃燒控制系統的控制，給水泵變頻器受汽包水位的控制。控制器的輸出信號將控制相關的變頻器輸出頻率，以達到穩定工況及提高鍋爐熱效率和節能之目的。對于給水泵變頻器加減速時間的設定，應在保證供水的前提下，盡量設定長一點，這樣對工藝管道有利，因為這可以克服水泵加速過快的“水錘效應”和減速過快時的“空化現象”。
通過對變頻器在工業鍋爐上的應用進行總結，具有以下優點：
1、節電降耗效果顯著，操作簡便，調節平衡，尤其與微機控制相聯更體現了優越性，深受司爐工的歡迎。
2、平滑啟動及轉機轉速下降，機械磨損減小，故障率下降，減少了停機、停爐對生產的影響。
3、檔板和調節閥的機械磨損、卡死等故障不復存在了。
四、改造效果
1、90KW為例
改造前實測數據
U=380VI=160AcosΦ=0.887
P=1.732UIcosΦ
=1.732×380×120×0.887
=93.4KW
改造前每年耗電量（全年運行330天計）
93.4KW×24×330=739728度
2、改造后實測數據
U=380I=100cosΦ=1
P=1.732×380×75×1=65.4KW
改造后每年耗電量（全年運行330天計）
65.4KW×24×330=517968度
3、每年節省的電量：
739728－517968=221760度
節電率：221760÷739728=30%
每年節約電費（按0.6元/度計）：
221760×0.6=133056元
五、總結
對風機改造表明：
1.采用交輪流變頻器對風機進行節能改造具有結構簡單、改造方便、節能效果明顯、投資回收期短的特點。
2.使用變頻器后，風機可軟起軟停、減少設備機械沖擊、延長設備使用壽命、降低設備的維修費用。
3.變頻調速技術先進、成熟，提高了設備的技術含量。
通常工業鍋爐上的鼓風、引風機，給水泵都是電機以定速運轉，再通過改變風機入口的檔板開度來調節風量；通過改變水泵出口管路上的調節閥開度來調節給水量。而風機和水泵的最大特點是負載轉矩與轉速的平方成正比，而軸功率與轉速的立方成正比，因此如將電機的定速運轉改為根據需要的流量來調節電機的轉速就可節約大量的電能。
在中央空調、煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業中都用到風機。在沒有調速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調節。一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。
二、變頻器調速的特點及節能分析
怎樣能根據工況而直接控制風量的大小而滿足工況的要求呢？變頻器的出現很好的解決了這個問題。變頻器是無級調速的，用變頻器改造風機，具有以下特點：
1.起動停止平衡，無級調速，調速范圍大。
2.工作可靠，能長期穩定運行。
3.操作簡便，維護量小。
4.輸出特性可滿足風機性能要求。
5.節能效果顯著。
根據離心泵的特性，風機的流量變化與轉速成正比，壓力變化與轉速成正比，而功率變化與轉速變化立方成正比。因此，當風機轉速降低時，風量減少。電機功率成立方比下降。
三、改造方案
從以上運行情況分析：要提高電動機的工作效率、節約電能，可在風機電動機上裝上調速裝置。根據工作的情況調節調速器裝置的速度可以滿足工作狀況的要求。另外，用變頻器對風機進行改造不必對原系統進行大改動。因此，變頻器在風機改造方面得到廣泛的應用，在變頻改造的過程中，當我們需要時，讓電動機高速運行以達到我們的要求。當不在工作時，使電動機低速運轉節約電能。同時，可根據我們的需要而調節變頻器，以滿足我們的工作要求。
其中，鼓風機、引風機、爐排機變頻器受燃燒控制系統的控制，給水泵變頻器受汽包水位的控制。控制器的輸出信號將控制相關的變頻器輸出頻率，以達到穩定工況及提高鍋爐熱效率和節能之目的。對于給水泵變頻器加減速時間的設定，應在保證供水的前提下，盡量設定長一點，這樣對工藝管道有利，因為這可以克服水泵加速過快的“水錘效應”和減速過快時的“空化現象”。
通過對變頻器在工業鍋爐上的應用進行總結，具有以下優點：
1、節電降耗效果顯著，操作簡便，調節平衡，尤其與微機控制相聯更體現了優越性，深受司爐工的歡迎。
2、平滑啟動及轉機轉速下降，機械磨損減小，故障率下降，減少了停機、停爐對生產的影響。
3、檔板和調節閥的機械磨損、卡死等故障不復存在了。
四、改造效果
1、90KW為例
改造前實測數據
U=380VI=160AcosΦ=0.887
P=1.732UIcosΦ
=1.732×380×120×0.887
=93.4KW
改造前每年耗電量（全年運行330天計）
93.4KW×24×330=739728度
2、改造后實測數據
U=380I=100cosΦ=1
P=1.732×380×75×1=65.4KW
改造后每年耗電量（全年運行330天計）
65.4KW×24×330=517968度
3、每年節省的電量：
739728－517968=221760度
節電率：221760÷739728=30%
每年節約電費（按0.6元/度計）：
221760×0.6=133056元
五、總結
對風機改造表明：
1.采用交輪流變頻器對風機進行節能改造具有結構簡單、改造方便、節能效果明顯、投資回收期短的特點。
2.使用變頻器后，風機可軟起軟停、減少設備機械沖擊、延長設備使用壽命、降低設備的維修費用。
3.變頻調速技術先進、成熟，提高了設備的技術含量。
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