風(fēng)機變頻節(jié)能方法分析

1、2012.06117風(fēng)機變頻節(jié)能方法分析劉小艷（中國水利水電第七工程局有限公司第五分公司，四川彭山620860）摘要：隨著風(fēng)機在現(xiàn)代社會中各行各業(yè)的應(yīng)用，節(jié)能問題日益成為備受關(guān)注的重要問題。風(fēng)機在運作的過程中會耗費大量的能量，從而產(chǎn)生較大的生產(chǎn)成本影響，文章就風(fēng)機變頻節(jié)能的方法及相關(guān)問題進行分析討論。關(guān)鍵詞：風(fēng)機；變頻；節(jié)能方法；風(fēng)機變頻調(diào)速器中圖分類號：TM921文獻標識碼：A文章編號：10092374（2012）17011702風(fēng)機

2、是一種依靠輸入機械能來提高氣體壓力并排送氣體的從動流體機械。氣體壓縮與氣體輸送機械是將旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能及動能，并將氣體輸送出去的機械。我國所述的風(fēng)機是對氣體壓縮與氣體輸送機械的簡稱，風(fēng)機可以按照多種分類方式分為許多種不同的類型，鼓風(fēng)機、通風(fēng)機、風(fēng)力發(fā)電機等都是常說的風(fēng)機。由流體力學(xué)原理可知，風(fēng)機的風(fēng)量和電機的轉(zhuǎn)速功率有很大的關(guān)聯(lián)：風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)機的轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)機的風(fēng)壓和風(fēng)機的轉(zhuǎn)速平方成正比，而風(fēng)機的軸功率等于風(fēng)量和風(fēng)壓之間

3、的乘積，所以風(fēng)機的軸功率與風(fēng)機的轉(zhuǎn)速三次方也成正比。隨著近些年來變頻技術(shù)不斷的完善、發(fā)展及進步。風(fēng)機的變頻調(diào)速性能越來越發(fā)達，在很大程度上節(jié)約了能源，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于多種領(lǐng)域。風(fēng)機變頻節(jié)能方法所獲得的節(jié)能效益為各行各業(yè)的企業(yè)帶來了不少的經(jīng)濟效益，極大的推動了社會工業(yè)生產(chǎn)的自動化發(fā)展進程。1風(fēng)機的變頻節(jié)能原理目前情況下的風(fēng)機設(shè)備大多數(shù)是采用異步電動機進行直接驅(qū)動的方式來實現(xiàn)風(fēng)機的節(jié)能的，此種方式存在著一定的缺陷和問題，例如電氣保護的特性

4、較差、所啟動的電流過大、產(chǎn)生機械沖擊等。在電機的負載過大的情況下，會在一定程度上影響、減少設(shè)備的使用壽命，還會導(dǎo)致出現(xiàn)一些機械故障，經(jīng)常發(fā)生出現(xiàn)電機發(fā)燙被燒毀等不良故障。風(fēng)機變頻調(diào)速器是現(xiàn)代社會上的一種新型的節(jié)能產(chǎn)品，在管路性能的曲線不變的情況下，變速調(diào)節(jié)用變速來改變風(fēng)機的性能曲線，進而改變其工作點。風(fēng)機變頻調(diào)速器具有容易操作、控制精度較高、性能較高、不用進行維護等等多個優(yōu)點。在其他條件沒有發(fā)生改變的情況下，對異步電動機定進行改變，子端

5、輸入電源頻率進而改變電動機的轉(zhuǎn)速是風(fēng)機變頻調(diào)速技術(shù)基本的工作原理。電機轉(zhuǎn)速和工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60（fs）p，公式中，n用來表示轉(zhuǎn)速，f用來表示輸入頻率，s用來表示電機轉(zhuǎn)差率，p用來表示電機磁極對數(shù)。出口擋板的控制，在開度減小的情況下，風(fēng)阻會有所增加，不適合對風(fēng)量進行大范圍的調(diào)節(jié)。入口擋板的控制，相比出口擋板控制風(fēng)量的范圍相對較廣，減小開度情況下的軸功率大體上與風(fēng)量成比例下降，但是還是比不上變頻調(diào)速的節(jié)能效果。通常情況下

6、認為，運行風(fēng)量不是風(fēng)機設(shè)計額定的風(fēng)量的時候，如果采用節(jié)流控制進行調(diào)節(jié)是通過減小風(fēng)門開度來改變管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)特性的曲線變陡，造成運行點的流量下降而提高壓力；采用調(diào)速控制的方式，全開擋板，其管網(wǎng)阻力是恒定的，如果要保證風(fēng)量是相同的就需要降低風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，降低其壓力。2風(fēng)機變頻節(jié)能的問題在各行各業(yè)的企業(yè)進行生產(chǎn)的過程中，應(yīng)用風(fēng)機的情況較為普遍，傳統(tǒng)的節(jié)流方式主要是應(yīng)用導(dǎo)流器來進行的，導(dǎo)致風(fēng)機沒有較高的運行效率，從而造成很大程度的能源浪費情況，

7、而且風(fēng)機在不斷的進行維護、維修方面所花費的費用也在一定程度上提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。企業(yè)通常使用的風(fēng)機、2012.06118鼓風(fēng)機大多是離心式風(fēng)機，離心式風(fēng)機對風(fēng)量的控制主要是依靠風(fēng)機入口的風(fēng)門擋板來進行調(diào)節(jié)的，不僅會浪費掉大量的能源，還會出現(xiàn)風(fēng)機運行時的振動較大、噪音較高、設(shè)備爐膛內(nèi)的負壓不夠穩(wěn)定，容易出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象等多種不良狀況。在企業(yè)的實際生產(chǎn)過程中所用的汽量較小，一般情況下是采用接觸器來進行對鍋爐鼓風(fēng)、引風(fēng)的控制，頻繁的啟停造成浪費

8、許多能源及運行情況不穩(wěn)定等較為突出的問題。3風(fēng)機變頻節(jié)能3.1風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)風(fēng)機在進行變頻調(diào)速的過程中，管網(wǎng)的阻力不發(fā)生改變，風(fēng)機在情況相似的條件下運行，風(fēng)機的效率不會發(fā)生多少改變，甚至是保持不變。風(fēng)機在高效區(qū)保持運行的情況下，而且流量在下降的同一時間，風(fēng)壓也在不斷的下降，在滿足工作運行情況需求下，風(fēng)機的節(jié)能效果是最好的，因而人們認為的最經(jīng)濟、最有效的節(jié)能方式是風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)。風(fēng)機類負載對過載能力方面的要求不高，且對轉(zhuǎn)速的要求也不是很高

9、，在選用時采用一般的普通功能型的常用變頻器就行。一般情況下的風(fēng)機變頻調(diào)速最好不要低于額定轉(zhuǎn)速的50%，最好將其控制在70%～100%之間。風(fēng)機的變頻調(diào)速可以根據(jù)實際情況下的通風(fēng)管道的道路特性曲線對其最小轉(zhuǎn)速進行確定。3.2風(fēng)機節(jié)能的方法風(fēng)機變頻節(jié)能有減少運行時間、采用高效率機器及設(shè)備、減少空氣動力等等多種的節(jié)電方法。風(fēng)機變頻節(jié)能有電磁調(diào)速電動機調(diào)速、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速、變極調(diào)速、液力耦合離合器調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速以及調(diào)壓變頻調(diào)速等等多種調(diào)速方

10、式。對風(fēng)機進行調(diào)速控制是屬于減少空氣動力的節(jié)能方法，主要是利用軸功率和轉(zhuǎn)速的三次方成正比的原理，與常用的以調(diào)節(jié)風(fēng)門開度來控制風(fēng)量的方法有著較為明顯的節(jié)電能效。3.3節(jié)能的計算以一臺30kW的鼓風(fēng)機為例：鼓風(fēng)機是二十四小時連續(xù)不斷地運行，在運行過程中，每天十小時的運行是在90%負荷，其頻率按照46Hz來進行計算，擋板調(diào)節(jié)時候的電動機的功耗按照98%來進行計算；鼓風(fēng)機十四小時的運行是在50%的負荷，其頻率要按照20Hz來進行計算，擋板調(diào)節(jié)時

11、候的電動機功耗要按照70%來進行計算。如果鼓風(fēng)機全年的運行時間是三百天，那么一年所節(jié)約的電能總量是98254kWh，如果按照每度電0.6元來計算，采用變頻調(diào)速的節(jié)能方法每年能夠節(jié)約的總電費為58952元。由此可見，風(fēng)機變頻節(jié)能的方法可以在很大程度上節(jié)約能源，為企業(yè)的生產(chǎn)活動節(jié)約大量的生產(chǎn)成本。3.4風(fēng)機變頻節(jié)能的效果采用風(fēng)機變頻節(jié)能的方法可以達到很好的效果，例如：風(fēng)機變頻節(jié)能的方法產(chǎn)生的噪音和振動得到很大程度的減??；風(fēng)機運行的安全穩(wěn)定性

12、得到提高；節(jié)約大量的能源，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本等。為了保證企業(yè)生產(chǎn)活動的安全、穩(wěn)定、可靠進行，風(fēng)機、水泵等多種生產(chǎn)機械在進行設(shè)計配用動力進行驅(qū)動的情況下，都要保留一定的裕量，例如引風(fēng)機、軸流風(fēng)機、排風(fēng)機、鼓風(fēng)機、離心泵、排水泵等。風(fēng)機、水泵等多種負載大多數(shù)是根據(jù)滿負荷工作的需要用量來進行選擇的，在實際工作情況的應(yīng)用中，大部分的時間并不都是工作于滿負荷的狀態(tài)情況下。4結(jié)語目前情況下，風(fēng)機在我國的各行各業(yè)中得到了相當廣泛的應(yīng)用，風(fēng)機的變頻節(jié)能

13、是一種現(xiàn)代的較為成熟的可以在一定程度上提高能源利用率的節(jié)能技術(shù)。相信隨著經(jīng)濟及科技的快速發(fā)展進步，風(fēng)機變頻節(jié)能方法也會得到更大的進步，不斷研究出更好、更有效的節(jié)能方式，以便更加有效地利用風(fēng)機為現(xiàn)代各行業(yè)工作。參考文獻[1]王衛(wèi)宏，閻春林，楊忠民，等風(fēng)機高壓變頻改造的節(jié)能預(yù)算方法與實踐[J]中國電力，2006，39（9）[2]杜欣慧，王孝風(fēng)機變頻節(jié)能及節(jié)能預(yù)算方法的研究[J]山西焦煤科技，2008，（1）[3]汪書蘋，盛明珺，胡丹風(fēng)機泵類