风机的调速节能技术
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用

变频技术在风机、泵类负载节能中的应用摘要:本文通过变频调速在风机、水泵类设备上的应用,阐述了风机、水泵变频调速的节能原理。
介绍了风机、水泵负载对变频器的性能要求。
关键词:变频器;风机、水泵;节能;0.前言我国的电动机用电量占全国发电量的60%~70%,风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。
造成这种状况的主要原因是:风机、水泵等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量,其输出功率大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。
由于风机、水泵类大多为平方转矩负载,轴功率与转速成立方关系,所以当风机、水泵转速下降时,消耗的功率也大大下降,因此节能潜力非常大,最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量、风量,应用变频器节电率为20%~50%,而且通常在设计中,用户水泵电机设计的容量比实际需要高出很多,存在“大马拉小车”的现象,效率低下,造成电能的大量浪费。
因此推广交流变频调速装置效益显著。
1.变频调速节能原理1.1变频节能由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)×H(压力),流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比,如果风机、水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
例如:一台水泵电机功率为55KW,当转速下降到原转速的4/5时,其耗电量为28.16KW,省电48.8%,当转速下降到原转速的1/2时,其耗电量为6.875KW,省电87.5%。
2.2 功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重,由公式P=S×COSФ,Q=S×SINФ,其中S-视在功率,P-有功功率,Q-无功功率,COSФ-功率因数,可知COSФ越大,有功功率P越大,普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,COSФ≈1,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。
变频调速技术在水泵和风机应用中的节能分析

阀、截止阀等节流设备进行流量 、压力 、水位等信 号的控制 。这样 ,不仅造成大量的能源浪费 ,管
路、阀门等密封性能的破坏 ;还加速 了泵腔、阀体 的磨损和汽蚀 ,严重时损坏设备、影响生产、危及
21年第3 00 期
速 一压力关 系 曲线如 图 1 示 。 所
河 北 煤 炭
电机 节省 的功耗 为 A、 p。 O、 、
电机 磁极 对 数) ;通 过改 变 电动 机工 作 电源 频 率达
到改 变 电机转 速的 目的。变频 器就是 基 于上述 原理
1 综 述
通常 风机设 备主要 用于 锅炉燃 烧系统 、烘 干系 统 、冷却 系统 、通风 系统等 场合 ,根据生 产需要 对 炉 膛压力 、风速 、风 量 、温 度等 指标进行 控制 和调 节 ,以适 应工艺 要求 和运行 工况 。而最 常用 的控制 手段 则是 调节风 门、挡板开 度 的大小来 调整受 控对
河 北 煤 炭
21年第3 00 期
变 调 技 在 泵风 应 中节分 频 速 术 水 和机 用的 能 析
祁 雪来 ,乔矿 生
( 中能源 井矿集团公司 ,河北 石家庄 冀 000 5 10)
摘 要 :主要介 绍 了风机 、泵 类设备利用 变频调速 技术节 能 降耗 的分 析及 应用情况 。
|e’ 。 b | l | U
得 出 。其 中 , 尸 p、 H 、 、
统压力 升高到 鼠 ,这将对管路和阀门的密封性 能形 成 威 胁 和破 坏 ;而转 速 调节 时 ,系 统压 力 只 将 随泵 转 速 刀的降低 到 鼠 ,因 此 ,不 会 对 系 统 产 生不 良影响 。与此相 类似 的 ,如 果 采用变 频调 速技 术改变 泵类 、风机类设 备转 速来 控 制现 场压力 、温 度 、水位等其它过程控制参量 ,同样可以依据系统 控制特 性绘制 出关 系 曲线得 出上 述 的 比较 结果 。亦
风机水泵压缩机变频调速节能技术讲座(六) 第二讲 水泵变频调速节能技术(1)

() 率 :水 泵 的输 出功 率 ( 效 功率 )u 4效 有 P 与输 入功 率 ( 轴
功 率 )之 比 ,称 为 水 泵 的效 率 或 全效 率 ,以n 表 示 : P
T ORL NVERT HE W D OF I ERS 1 3 3
— — ~——]
, : 7
霸 器勇 年 _ 瞬略 6
风机 水 泵 压 缩机 变频调 速 节能 技 术讲 座 ( 六)
第 二 讲 : 变频 调 速 节能 技 术 () 水泵 1
国家 电力公 司热 工研 究院 自动化 所
徐 甫荣
( 上期) 接
l 概 论
风 机 与 水 泵 是 用 于 输 送 流 体 ( 体 和 液 体 ) 机 械 设 气
式 中 :Q — 水 泵流 量 ( /) — m : s H— — 水 泵 扬程 ( P g ; i = H) n, 厂_ 7 传 动 装 置效 率 :
泵 ,往 复 泵 可 分 为 活塞 泵 、 柱 塞 泵和 隔膜 泵 ,而 回转 泵 又 可 分 为 齿 轮 泵 、螺 杆 泵 、滑 片泵 和 液 环 泵 。
: —
p nO g
—
一
簇 梳 状 曲线 不 同 ,其 出 口压 力 ( 程 ) 着 流量 的增 加而 扬 随
P
1 0 P 00
单 调 下 降 ,零 流量 时 的扬 程 称 为 关 死 点扬 程 。水 泵 的 静扬 程 ( s 一 般 都不 为零 ,图22 Ht ) —所示 为静 扬程 占到 关死 点 扬程
式 中 :Z2 p 、 2 z1 P 、 分 别 为 泵 的 出 口截 面 、2 v 与 、 1 V1
2 进 口截 面 1 和 的位 置 高 度 、 压 力 和速 度值 。泵 的 扬 程 即 为 泵 所 产 生 的总 水 头 ,其 值 等 于 泵 的 出 口总 水 头 和 进 口总水 头 的代 数 差 。
变频调速技术在矿用对旋轴流式通风机的节能应用与分析

2 变 频调 速节 能原理 21 异 步 电源自动 机 的 变频 调 速 性 能 .
() 3 根据不 同的风压 、 风量要 求 , 对旋 轴流式 通风机 可采用 前置叶轮 、 置叶轮同时运转 ; 置叶轮运转 , 后 前 后置叶轮停止 ; 后 置叶轮运转 , 置叶轮停止 。这 3 前 种运行方 式 ( 试验 中后两种 但 运行方 式效率偏低 , 噪声也效高 , 一般 不宜采用 ) 大大拓 宽了实
1 对旋 轴流 式通 风机 的发 展和 主要 研究 成果
矿用对旋轴流式通风机属叶轮机械 。所谓“ 对旋 ” 的概念 , 是 指 两个 叶轮以互为相反的旋转方 向旋 转。它是依据一元相似 理 论 和 相 关 流 体 力 学 原 理 为 基 础 进 行 设 计 和 研 发 的 。对 旋 轴 流 式 叶 轮 机 械 的 研 究 与 应 用 经 历 了几 十 年 的 发 展 过 程 ,取 得 了 丰 硕 成 果。早在 2 0世纪 3 0年代 ,对旋轴 流式通风机 已被人们所 熟 知 。设 置 在 O E A( 国 国 家 航 空 研 究 局 ) 大 型 风 洞 , 用 2 N R 法 的 利 台 5 0 500马力 的水轮机作为 动力所进行 的风洞试验 ,得 到了转 速 在 10rd n 2 0rdm n的综 合 特 性 曲线 。 同 时 , 继 获 得 0 / ~4 /i a mi a 相
化。 () 6 在保 持前 、 两级 叶轮 工况特 性在 高效 区运 行 的前 提 后 下, 因为前置 叶轮 为后扭 型 , 后置 叶轮为预扭 型 , 后置 叶轮的风 压一风量特性相对于前置叶轮 的风压一风量特性较 陡。因此 , 前 置 叶轮安装 角度 的变 化主要影响风机 的风压特性 的变化 ;后置 叶轮 的安装角度的变化主要影 响风机风量特性 的变化 。同理 : 在
11 隧道通风风机变频控制节能技术

隧道通风风机变频控制节能技术1 前言1.1 风机变频技术概况隧道施工一般为多作业面、多工序交替作业。
施工中,由于钻孔、爆破、装碴、喷射混凝土等工序,以及内燃机械的废气排放等会产生大量的有害气体、粉尘,并导致气温升高。
施工中必须向洞内供给新鲜空气,以改善隧道施工作业环境,保障施工作业人员的身体健康和施工装备正常运转,实现安全生产。
隧道通风方案,通常按照掘进通风中最大新鲜空气需求量选择风机,然而在掘进工作面较短的情况下,掘进通风机仍以较大功率运行,造成了极大的能源浪费。
现有隧道施工用轴流式通风机,少数采用了变频控制技术,当需要对风机供风量进行调整时,必须在变频控制柜面板上对外接电源频率进行手动操作(即“本地操作”),如果通风机和控制柜安装在距离隧道口一定距离处,工序转换时需要改变风量甚至停止风机时,由于交通等方面的原因,通风机可能一直在满负荷状态下工作,变频功能得不到正确使用;另外,上述手动操作对象(频率值)为连续按键设置,而不是一键操作,不利于值班人员的快速选用。
根据石林隧道进口端通风机进洞运行的要求,通过对通风机变频器自动控制和远程控制技术的研究,使隧道通风机因采用变频技术而获得了显著的节能效果,具有良好的经济效益和广泛的应用前景。
1.2风机变频节能的基本原理通风机的输出风量由其转速决定,而通风机是由电动机驱动的,即电动机的转速决定了风机的输出风量。
因此通过改变电动机的转速就可以实现对风机输出风量的调节。
由电机理论可知, 交流异步电动机的转速与电源频率成正比,与电动机极对数成反比,由下式确定:p sf n-⨯⨯=160式中:n—异步电动机的转速;f —电动机的电源频率;s—电动机转差率;p —电动机磁极对数。
由上式可以看出,通过调节电动机交流电源频率(f),可以实现对电动机转速(n)的调节。
采用电动机变频调速技术,并采用恰当的控制方式,就可以方便地实现根据不同工况所要风量而改变风机输出风量,从而达到节约能源的目的。
风机水泵压缩机变频调速节能技术讲座(六)第二讲水泵的并联运行分析(2)

些 , 以获 得 好 的 并 联 效 果 。
一
般 的 供 水 系 统 都 采 用 多 台 泵 并联 运 行 的方 式 ,并 且
台 泵单 独 运 行 时 :Q = 3 Ls (o %) 7 0 / 1o
采用大小泵搭配使 用 ,目的是为 了灵活的根据流量决定开
泵 的 台数 ,降 低 供水 的 能耗 。供 水 高 峰 时 ,几 台大 泵 同时 运 行 ,以 保证 供水 流量 ;当供 水 负 荷 减 小 时 ,采 用大 小 泵
两 台 泵 关联 运 行 时 :Q = 0 / 19 2 16 Ls(5 %) 1 三 台 泵并 联 运 行 时 :Q = 3 0 / 16 16 Ls(8 %) 但 当 管路 性 能 曲线 方 程 为Hc 2 + 0 Q 时 ( = 0 10 2 Q的单 位 为 m。 )从 图24 查 出 : / , s —可
一
比较 两 组 数 据 可 以 看 出 :管路 性 能 曲线 越 陡 ,并 联 的
台数越多 ,流量增加的幅度就越小。因此 ,并联运行方式
适 用 于 管 路性 能 曲线 不 十 分 陡 的 场 合 ,且 并联 的 台 数 不 宜 过 多 。若 实 际 并联 管 路 性 能 曲线 很 陡 时 ,则应 采 取 措 施 ,
在 并 联运 行时 扬 程 低 的 泵 的 供水 流量 会 比单 泵 运 行 时减 小 很 多 。 当 管 网 阻力 曲线 变 化 时 ,容 易发 生 不 出 水 和 汽蚀 现
象。母管制运 行的水泵群 的母管压 力可 由下式求出 :
』7 — 1 =一
,
HI +H2 QI Q2+H3 +……+所 Qi Q3
一
搭配使用 ,合理控 制流量 ,晚上或用水低谷时 ,开一 台小 泵维持供水压力 。 多台并联运行的水泵 ,一般采用关死点扬程 ( 或最大扬
变频调速节能技术在加热炉鼓风机上的应用
加 热炉 鼓 风 机 经 过 变 频 节 能 改 造 投 用 一 年 来, 变频 调速器 操作 安 全平 稳 , 具有 过 载 、 压 、 过 过 流、 欠压 、 电源 缺相 等 自动 保 护 功 能 , 现 了风 量 实 压 闭 回路 自动 调节控 制 。驱 动 电机 可 实现 软启 动
节, 设备 运 行 能 耗 长 期 居 高 不 下 。 为提 高加 热 炉
江石 化 公 司 已投 入 运 行 的变 频 调 速 器 有 4 2台 , 6
总装机 容 量达 到 10 0k 60 W。若 按 每 台设 备 平均节
电率 4 % 计 算 , 每 年 至 少 可 节 约 电 能 4 0 o 则 2 0万 k , 年仅 节约 电费 一项 就达 2 0 每 5 0多万元 , 约 节 设备 维修 费 、 材料 费 1 0多 万元 。 0
的 经 济 效 益 和 社会 效 益 。
关键 词 : 油 化 工 ;鼓风 机 ; 频 调 速 ;节 能 改 造 石 变
中国石化 股份 有 限公 司九 江石 化 公 司是 江 西 省 内唯一 的炼 油 、 化肥 、 工 配套 生 产 的 国有 特 大 化
型石 油化 工 联 合 企 业 , 中 国石 化 长 江沿 江 主要 是 炼 化企 业之 一 。该 公 司 努 力 挖 潜 增 效 、 化 生 产 优 运行 , 靠 科 技 进 步 实 现 节 能 降 耗 。为 了 降低 电 依
大功率风机水泵调速节能运行的技术经济分析(3)
中图分类号 :M 2 T 91
文献标识码 : A
文章编号:29— 7 (0 23— 1 1 0 O 1 2 1 2 0 ) 00 — 6 3
4 风 机水 泵的高效调速节能方案
由电机学 原 理可 知 ,交 流 电动机 的同步转 速 n o 与 电源频率 ^ 磁极 对数 P之 间的关 系式 为 : 、
收 稿 E期 :0 1 9—1 t 2 0 —0 0
和恒功率 型三种 特性 的双速 电机 。 由于叶片式 泵与 风
11 4 1 0 f 1
维普资讯
பைடு நூலகம்
线式电动机变极时必须同时改变定子绕组和转子绕 组的极对数 , 这就使得变极复杂多了。
用 于 风机 水 泵调 速节 能 的双速 电机一 般 不 采用 42 / / 、8 4等倍极 比的 双速 电机 ,而采 用 6 4、8 6 / /、 1/ 极 的双 速 电机 ,这与 风机 水泵 的调 速范 围一般 08 不 需要很 大有关 。另外 , 于非倍极 比的双 速电动机 对 在 极数 比较小 时 ( 8 6 1/ 、2 1 等 )由不 同 如 / 、0 8 1/ 0极 ,
a js n p e n k e i t h oe o ol sa a s . du i s da dma ea t le n -e n r e n l i t g e d a e l i y s
K y o d:Bo e;Wa r u p li culr ai l f qec d sn ed a aeajsn pe;Buh s ew rs lw r t m ;Fu o p ;V r b eunyaj t gs e ;Cs d dut gs d r l s ep d e a er ui p c i e s e
变频调速技术在风机及泵类应用中的节能分析
目 ,变频调速技术 已经成为现代 电力传动技 前 术的一个主要发展方 向。卓越 的调速性能 、显著 的
节 电效果 ,改善现有设备的运行工况 ,提高系统 的 安全可靠性和设备利用率 ,延长设备使用寿命等优 点随着应用领域 的不断扩大而得到充分的体现。
器 )易操作 、免维护 、控制精度高 ,并可以实现高 功能化等特点 ;因而采用变频器驱动的方案开始逐
门、挡板调节更为节能经济 ,设备运行工况也将得 到 明显改善 。
4 节 能计算
对于 风机 、泵类 设备 采 用变 频调 速后 的节 能效 果 ,通 常 采用 以下 两种方 式 进行计 算 : ()根据 已知 风机 、泵 类在 不 同控制 方 式 下 的 1
Hale Waihona Puke 流量 一负载关系曲线和现场运行 的负荷变化情况进
关键词 :变频调速 ;技术;风机 ;泵类;节能 中图分 类号 :T 4 文献标 识码 :B D4 文章 编号 :10 07—18 (06 3— 0 1 3 03 20 )0 03 —0
An lsso n ry c n ev t n o o v rin s e d g v r i g ay i n e e g o s r ai fc n e so p e o e nn o
3 2
品。
河 北 煤 炭
26 第3 0年 期 0
电子 、微 电脑 控 制 等 技 术 于 一 身 的综 合 性 电 气 产
绘制出关系曲线得出上述的比较结果。亦即,采用
变频 调 速 技 术 改 变 电 机 转 速 的 方 法 ,要 比采 用 阀
3 节能分析
通过流体力学的基本定律可知 :风机 、泵类设 备均属平方转矩负载 ,其转速 t l , 与流量 p,压力 日 以及轴功率 P具有如下关 系:po t,Ho t ,P c/ , 2 c/ , t ;即 ,流 量与 转速 成 正 比 ,压力 与转 速 的平方 / , 3
变频调速技术在电站风机中的应用及节能分析
水利电力机械 +,-./ 01(2./#,(03 4 .5.0-/60 71+./ 8,096(./3
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电 力 设 备 与 工 程 变 频 调 速 技 术 在 电 站风 机 中 的 应 用 及 节 能 分 析
( 华北电力大学 能源与动力工程学院, 河北 保定’ )RS))T ) ( 2A<$$% $D .C=E;G >CJ 7$Q=E .C;@C==E@C; $D ($EB< 0<@C> .%=ABE@A 7$Q=E MC@H=EI@BG, U>$J@C; )RS))T , 0<@C>)
摘’ 要: 针对目前电站风机运行中存在的高能耗问题, 对变频 调速技术进 行了研究, 分析了 变频调 速技术的 节能原理 , 介绍了变频调速技术的特点, 并对其作出了评价。通过实例对电站风机采用变频调速技术与传统 调节方式做了对比 性试验, 对节能效果进行分析, 证明了应用变频调速控制技术能获得良好的运行性能并取 得显著的 节能效果, 具有广阔的应用前景。 关键词: 风机; 变频 调速; 节能 中图分类 号: -V!!T’ ’ ’ 文献标识码: ,’ ’ ’ 文章编号: S))* W *XX* (!))* ) )" W )))S W )T !"#$%&’$: -<= DE=F:=CAG A$CH=EI@$C I?==J E=;:%>B@$C B=A<C$%$;G >CJ B<= ?E@CA@?%= $D =C=E;G I>H@C; $D DE=F:=CAG A$CO H=EI@$C I?==J E=;:%>B@$C >E= IB:J@=J Y>I=J $C B<= <@;< =C=E;G W A$CI:L@C; ?E$Y%=L $D $?=E>B@$C L$J= $D JE>DB D>CI @C ?$Q=E ?%>CBI& -<= D=>B:E=I >E= @CBE$J:A=J& ,CJ @BI =H>%:>B@$C @I ?E=I=CB=J& 0$L?>E=J Q@B< BE>J@B@$C>% E=;:%>B@$C L=B<$J, DE=F:=CAG A$CH=EI@$C I?==J B=A<C$%$;G <>I $YH@$:I =C=E;G W I>H@C; =DD=AB >CJ YE@;<B >??%@A>B@$C D:B:E=& ()* +,%-# : JE>DB D>CI ; DE=F:=CAG A$CH=EI@$C I?==J E=;:%>B@$C;=C=E;G I>H@C;