變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能改造中的應(yīng)用

胡然 阮治杰 孟獻(xiàn)金（中國(guó)石化股份有限公司西南油氣分公司采氣一廠，四川 德陽(yáng)618000）

在工業(yè)生產(chǎn)中，電能是重要的能源，其中電動(dòng)機(jī)用電量所占比例比較大，風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)備占用電總量的三分之一。在現(xiàn)階段，在風(fēng)機(jī)和水泵使用中，一些單位采用調(diào)節(jié)擋風(fēng)板或閥門開(kāi)啟的方式來(lái)調(diào)節(jié)氣體流量和壓力，這種方式相對(duì)來(lái)說(shuō)容易造成電能的浪費(fèi)，不能很好的促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展。隨著科技的不斷發(fā)展，變頻技術(shù)不斷在完善，在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，可以更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

1 變頻技術(shù)

在工業(yè)發(fā)展中，變頻技術(shù)是一種電子技術(shù)，有著廣泛應(yīng)用。在工業(yè)發(fā)展中，通過(guò)變頻技術(shù)的應(yīng)用，可以更加精準(zhǔn)的對(duì)速度進(jìn)行控制，更加方便的控制機(jī)械傳動(dòng)的升和降，達(dá)到節(jié)能效果。

另外在工業(yè)發(fā)展中，變頻技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用在工作環(huán)境惡劣，高負(fù)荷和長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行工作中，能夠更好的促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展。

2 變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能原理研究

2.1 通過(guò)對(duì)電源頻率的改變，來(lái)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制

在風(fēng)機(jī)和水泵的運(yùn)行中，流量控制方式為，通過(guò)調(diào)節(jié)管路中閥門開(kāi)關(guān)，來(lái)對(duì)流量進(jìn)行控制。

圖1 水泵（風(fēng)機(jī)）的H-Q 關(guān)系曲線

如上圖所示，曲線R2為水泵在定轉(zhuǎn)速下滿負(fù)荷時(shí)，閥門全部打開(kāi)運(yùn)行的阻力特性圖。曲線R1 為部分負(fù)荷的時(shí)候，閥門部分開(kāi)啟時(shí)阻力特性曲線圖。

在水泵和風(fēng)機(jī)的使用中，在應(yīng)用閥門進(jìn)行控制的時(shí)候，流量從Q2 減少到Q1，阻力從R2 移動(dòng)到R1，風(fēng)壓從HA 移動(dòng)到HB。

如圖2所示，在水泵和風(fēng)機(jī)的使用中，流量Q1時(shí)，閥門的控制功率為PB，而通過(guò)變頻調(diào)速控制的時(shí)候，功率為PC。所節(jié)省的功率為ΔP=PB-PC。

P-Q 關(guān)系曲線圖（2）

在水泵和風(fēng)機(jī)的使用中，采用閥門所消耗功率面積為OH?BBQ1，采用調(diào)速控制的時(shí)候，所消耗的功率面積為OHCCQ1，說(shuō)明通過(guò)采用變頻調(diào)速控制，可以更好的節(jié)約能量，達(dá)到降低能源消耗目的。

2.2 變頻節(jié)能

根據(jù)相關(guān)流體力學(xué)公式可以知，P=Q×H，其中流量Q 和轉(zhuǎn)速N一次方成正比，壓力H和轉(zhuǎn)速N平方成正比。在水泵和風(fēng)機(jī)的使用中，在水泵和風(fēng)機(jī)的效率一定情況下，在流量下降的時(shí)候，轉(zhuǎn)速N可成比例的進(jìn)行下降，達(dá)到降低能源消耗的目的。

2.3 通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)

在水泵和風(fēng)機(jī)的使用中，如果電機(jī)采用直接啟動(dòng)，啟動(dòng)電流等于5倍額定電流，會(huì)對(duì)供電電網(wǎng)造成一定沖擊，同時(shí)也所產(chǎn)生的震動(dòng)也會(huì)對(duì)擋板和閥門造成比較大影響，降低電氣設(shè)備的使用壽命。通過(guò)變頻技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)電流，不會(huì)超過(guò)額定電流，會(huì)在很大程度上降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊，達(dá)到節(jié)約電能消耗的目的，延長(zhǎng)電氣設(shè)備的使用壽命。

3 變頻調(diào)速與風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能

3.1 風(fēng)機(jī)、水泵調(diào)節(jié)流量的方法

在水泵和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行中，對(duì)于水泵和風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)流量主要包括以下三種。一是通過(guò)交流電動(dòng)機(jī)變頻進(jìn)行調(diào)速控制。二是通過(guò)應(yīng)用液立耦合器對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。三是通過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械方法來(lái)對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵進(jìn)行調(diào)節(jié)。在對(duì)水泵和風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速中，裝機(jī)容量越大，絕對(duì)節(jié)電量也就越大，所以在水泵和風(fēng)機(jī)的使用中，可以通過(guò)高壓變頻進(jìn)行調(diào)速，從而達(dá)到節(jié)約電能效果。

3.2 變頻調(diào)速在風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能中的應(yīng)用

在水泵和風(fēng)機(jī)的使用中，如果降低轉(zhuǎn)速，所消耗的功率也會(huì)有所下降。如果把轉(zhuǎn)速降為百分之五十，軸機(jī)械功率能夠降低百分之十一。經(jīng)過(guò)相關(guān)研究，在水泵和風(fēng)機(jī)的使用中，調(diào)速方案效率相差比較大，在轉(zhuǎn)速降低到百分之五十的時(shí)候，變頻調(diào)速器功率比較高，可以達(dá)到近似不變的效果，所以在水泵和風(fēng)機(jī)的使用中，通過(guò)變頻調(diào)速可以達(dá)到節(jié)能效果。

3.3 風(fēng)機(jī)、水泵通過(guò)變頻調(diào)速節(jié)能的效益

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)電動(dòng)機(jī)總裝機(jī)容量越來(lái)越高，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行消耗量大概占總發(fā)電量的百分之六十左右，所以對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能控制具有重要意義。在對(duì)電機(jī)進(jìn)行節(jié)能控制中，主要可以通過(guò)兩個(gè)途徑對(duì)電機(jī)進(jìn)行節(jié)能。一是在電機(jī)運(yùn)行中，通過(guò)提高對(duì)精度控制力度，達(dá)到節(jié)約效果。二是可以通過(guò)加強(qiáng)創(chuàng)新，提高電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率，達(dá)到節(jié)能效果。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，風(fēng)機(jī)和水泵消耗電量占全部發(fā)電的總量的百分之三十左右，所以通過(guò)變頻調(diào)速的應(yīng)用，可以更好的進(jìn)行節(jié)能。

4 結(jié)語(yǔ)

在水泵和風(fēng)機(jī)的使用中，通過(guò)變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用，可以達(dá)到節(jié)能運(yùn)行效果。通過(guò)變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用，可以取得顯著的節(jié)電效果，可以很好的提升設(shè)備效率，減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，更好的促進(jìn)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展。