变频技术在节能领域的应用

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1、变频技术在节能领域的应用一、什么是变频技术？电气传动一般分为调速与不调速两大类，调速又分为交流调速和直流调速两种方式。目前60%的中国发电量用于驱动各类电动机。不调速电动机直接由电网供电，频率为50赫兹。变频技术，通俗来讲就是改变转动设备（内部自带电机或者驱动电机）的励磁频率来调节设备的转速。比如风机、泵、搅拌机、压缩机以及大量由电机驱动的传送带、提升机、卷扬机等设备。具体变频机理不赘述。二、变频技术为什么会节能？还有什么其它好处？因为设备启动、过载需求以及安全等原因，往往设备选型都会过大，一般而言，目前所有领域的

2、设备都是大马拉小车状态，区别就在于这个马与车匹配性差异大小。因此平时运行都在额定功率之下运行，则导致不必要的能源消耗。应用变频调速，可以大大提高电机转速的控制精度，使电机在最节能的转速下运行。以风机水泵为例，根据流体力学原理，轴功率与转速的三次方成正比。当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。因此，精确调速的节电效果非常可观。与此类似，许多变动负载电机一般按最大需求来生产电动机的容量，故设计裕量偏大。而在实际运行中，轻载运行的时间所占比例却非常高。所以使用变频器就等于落实了节能措施，可大大提高轻载

3、运行时的工作效率。因此，变动负载的节能潜力巨大。以生活给水泵举例，对于普通家庭而言晚上需水量大于白天。而为了满足晚上的需水量，则泵的选型以晚上的需求为基准，则白天过载运行，而在变频技术没有出现之前，一般采取泵出口强行阀门关小（堵水）的办法解决，而泵依旧按部就班工频运行，则导致了不必要的能源消耗。而通过变频技术的应用，则可以通过调整转速改变供水量，降低能源消耗。变频技术还可以使设备软启动、软停车，也就是缓慢启动与停车，降低设备损耗，提高设备寿命。当然启动情况下，也降低了启动电流，有一定的节能潜力。三、变频技术应用在什

4、么领域？变频技术应用的本质在于调节转速，调节转速的目的在于调节量（物流，包括气体、液体和固体）。只要存在输送的量变化的领域，则存在变频技术应用的空间。后续将举例进行说明：（1）变频调速节能在石油化工行业的应用①九江石化公司，投入资金5000万元，改造项目：风机、水泵变频调速，平均回收期2年。如：液氨输送泵。通过控制电动机转速控制氨流量，使泵出口阀处于全开状态，扬程与管网特性曲线相吻合，电动机降速运行，电动机运行电流明显降低，并实现软启动。如：炼油装置的鼓风机。原鼓风机通过调节风门挡板实现风量调节，通过风机变频改造，

5、调节风机转速而改变风量，降低能耗。如：化肥装置的渣油进料泵。原有控制方式通过调节泵出口阀调节流量，节流量已接近泵流量50%，电力严重浪费，变频之后节能70%。（2）变频调速节能电力行业的应用①汕头万丰热电厂。改造项目：供水泵变频调速。原有水泵功率过高（原因是锅炉蒸汽量改变，导致水泵不匹配），一般出口阀门开度在60%，变频改造之后，开度90%，该项目节能率22.85%。备注：水泵一般调节方式有三种：节流调节、回流调节、变频调节。②金牛股份蒸汽锅炉。改造项目：鼓风机、引风机、给水泵变频控制。鼓风机、引风机采用传统工频控

6、制方式，鼓引风机是根据满负荷工作量来选型的，实际应用中大部分时间并非工作于满负荷状态，运行过程中，必须根据用汽情况不断调整锅炉负荷及燃烧室的运行，以保证锅炉汽压的稳定。改造前通过开大或关小鼓风机或引风机调节风门满足。水泵调节方式与此大致相同。总体节能率27%。③袁店二矿。改造项目：锅炉鼓风机、引风机。通过调节电动机转速和风量，精确调节锅炉送风量及引风量，节能30-40%。备注：控制策略（方便理解，供参考）1）鼓风机：在锅炉运行时,必须不断供给炉膛中燃料燃烧所需的空气，那样燃料才能得到充分燃烧。控制回路是根据实际的炉

7、膛温度数值进行调节的。其目的是为了保持合适的炉膛温度，在温度发生变化时，感应装置通过变送器，将测出的炉膛温度信号转换成电信号，经过PID控制算法后输出给变频器，变频器再通过输出不同电压及频率控制鼓风机电动机转速，控制鼓风机风量的大小。2）引风机：连续不断地将炉膛内燃烧产生的烟气通过烟道、烟囱排出，如果风量过大，排烟温度过高，会造成浪费；如果风量过小会影响锅炉的效率。通过感应装置采集炉膛负压信号，经过变送器反馈至变频器，通过变频器内置的PID参数调整，调整引风机电动机转速，以任意调节引风量大小。（3）中央空调领域的应

8、用空调系统中环境温度逐时变化，简单而言，早上、中文、晚上室外温度不一样，室内空气调节需要的冷热量是不同的，因此如果将冷热风量进行变风量控制，可以大大节能。同理，在冷却水侧，环境温度不同，所以在冷热需求一定情况下，冷却水的水量也是需要逐时变化的，存在一定的节能空间。因此，根据理论与实践验证，如果按照冷却水进出口温差对冷却水泵进行变频，冷却塔风机采用启停控制。研