我公司結(jié)合本單位的實(shí)際情況，根據(jù)集團(tuán)公司的要求專(zhuān)門(mén)成立了節(jié)能辦公室，使整體能耗下降12%，在風(fēng)機(jī)、水泵上的應(yīng)用效果猶其明顯。

一、節(jié)電原理 調(diào)速節(jié)電

1.1改造項(xiàng)目介紹

礦石破碎除塵離心風(fēng)機(jī)，取水離心水泵，浮選機(jī)組（特性與水泵相似）。

1.2運(yùn)行工況分析(以風(fēng)機(jī)為例說(shuō)明)

在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于采用進(jìn)風(fēng)門(mén)擋板調(diào)節(jié)，大部分的能量都被消耗在擋板上了，且擋板的開(kāi)度越小則耗能就更多。在一般情況下 ，采用擋板調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)其實(shí)際消耗功率與風(fēng)量大致成正比，與風(fēng)門(mén)的開(kāi)度也大致成正比，從上述工況中的風(fēng)門(mén)開(kāi)度及電流參數(shù)也可以看出這一點(diǎn)。

對(duì)運(yùn)行情況進(jìn)行分析，可以得出以下兩點(diǎn)：

（1）風(fēng)機(jī)實(shí)際風(fēng)量約為額定風(fēng)量的一部分，風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)離額定點(diǎn)運(yùn)行，其實(shí)際運(yùn)行效率很低。

（2）由于擋板的存在，擋板前后存在壓差，消耗了很大一部分能量。 所以可以從以上兩個(gè)方面改善其運(yùn)行工況，減小損耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

1.3改造建議

擋板這種調(diào)節(jié)方式雖然簡(jiǎn)單易行，已成習(xí)慣，但它是以增加管網(wǎng)損耗，耗費(fèi)大量能源為代價(jià)的。對(duì)于大功率電機(jī)，耗能則更大。當(dāng)采用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時(shí)，其效率比較高，因?yàn)轱L(fēng)量隨轉(zhuǎn)速的一次方下降，而其軸功率則按轉(zhuǎn)速的三次方規(guī)律下降，而目前性能比較佳的調(diào)速方式則是國(guó)際上公認(rèn)的交流變頻調(diào)速技術(shù)。對(duì)于變頻器的選擇，我們做了詳細(xì)的市場(chǎng)調(diào)查，經(jīng)過(guò)公司領(lǐng)導(dǎo)的慎重考慮，比較終選擇了江蘇力普電子科技生產(chǎn)的WIN-9P系列風(fēng)機(jī)專(zhuān)用型變頻器和WIN-9GV高性能電流矢量型變頻器，進(jìn)行破碎除塵風(fēng)機(jī)，湖邊水泵和浮選機(jī)的改造。

二、變頻改造的節(jié)能分析

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(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)，軸功率P與風(fēng)量Q，風(fēng)壓H的關(guān)系為: 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由n1變化到n2時(shí), Q、 H、 P與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下:

(1)：

(2)：

(3)： =       

可見(jiàn)風(fēng)量Q和電機(jī)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(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速的80％，即調(diào)節(jié)頻率到40赫茲即可，這時(shí)所需功率將僅為原來(lái)的51.2％。

如下圖所示，從風(fēng)機(jī)的運(yùn)行曲線圖來(lái)分析采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果。

圖3－1 風(fēng)機(jī)的運(yùn)行曲線

當(dāng)所需風(fēng)量從Q1減小到Q2時(shí)，如果采用調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的辦法，管網(wǎng)阻力將會(huì)增加，管網(wǎng)特性曲線上移，系統(tǒng)的運(yùn)行工況點(diǎn)從A點(diǎn)變到新的運(yùn)行工況點(diǎn)B點(diǎn)運(yùn)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(jī)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(jī)的特性曲線將下移，因此其運(yùn)行工況點(diǎn)由A點(diǎn)移至C點(diǎn)。此時(shí)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)速裝置的附加損耗，通過(guò)實(shí)踐的統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)類(lèi)通過(guò)調(diào)速控制可節(jié)能達(dá)20％～50％。

2.2變頻改造節(jié)能分析

改造前工頻運(yùn)行功率計(jì)算公式 ,其中：

——電機(jī)電壓，kV；

——電機(jī)電流，A；

——單一負(fù)荷下工頻運(yùn)行功率， ；

——單一負(fù)荷下運(yùn)行功率因數(shù)，小于額定功率因數(shù)。

,其中：

——全年平均運(yùn)行時(shí)間， ；

——單一負(fù)荷下的運(yùn)行功率， ；

——這種負(fù)荷下的全年運(yùn)行時(shí)間比例；

——改造前總耗電量， 。

改造后變頻運(yùn)行預(yù)計(jì)功率計(jì)算公式：

利用公式： 計(jì)算出 的比。其中：

——工頻運(yùn)行功率，KW；

——額定軸功率，KW；

——運(yùn)行工況與額定工況下的效率、壓力比，小功率電機(jī)取1，大功率電機(jī)取0.9根據(jù)改造風(fēng)量不變的原則，有 ，其中 為改造后的風(fēng)量。所以 。再根據(jù) ，即 計(jì)算出 。其中 是變頻改造后預(yù)計(jì)運(yùn)行功率，η為變頻裝置的效率。