深川电气风机水泵节能改造方案

一、概述

近几年我国经济持续高速发展，能源问题越来越成为行业发展的掣肘，并且随着能源价格的快速上涨，国内市场的激烈竞争，节能成为许多行业发展面临的主要问题，特别是一些能耗比较大的行业如石油、化工、制药、冶金、制造、环保、市政等行业，据资料显示我国高、低压电动机总容量在3500MW以上，大部分为风机泵类负载，他们大多改造在高耗能、低效率状态。

一般风机、水泵系统大多数是靠阀门来调节出水流量或压力，挡板这种调节方式是以增加管网损耗，耗费大量能量源为代价的，因此，不可避免的造成电能的浪费，而且由于设计时，系统是按最大的负载来设计的，在实际运行当中，绝大部分时间系统是不可能运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以就存在较大的节能潜力。

采用变频器控制装置，通过改变风机转速，从而改变风机风量适应生产工艺的需要，而且运行能耗最省，综合效益最高。所以变频器调速是高效的最佳调速方案，它可以实现风机的无级调速，并且可以方便地组成闭环控制系统、实现恒压或恒流量的控制。

二、变频改造的技能分析（以风机为例）

2.1 变频调速节能原理

从流体力学的原理得知，使用感应电机驱动的风机，轴功率P与风量Q，风压H的关系为：

P∝Q×H当电动机的转速由n1变化到n2时，Q、H、P与转速的关系如下：

(可见风量Q和电机的转速n是成正比关系的，而所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。所以当需要80%的额定风量时，通过调节电机的转速至额定转速的80%，即调节频率到40.00Hz即可，这时所需功率将仅为原来的51.2%。

如图（1）所示，从风机的运行曲线图来分析采用变频器调速后的节能效果。

当所需风量从Q1到Q2时，如果采用调节风门的办法，管网阻力将会增加，管网特性曲线上移，系统的运行供况点从A点变到新的运行工况点B点运行，所需轴功率P2与面积H2×Q2成正比，如果采用调速控制方式，风机转速由n1下降到n2,其管网特性并不发生改变，但风机的特性曲线将下移，因此其运行工况点由A点移至C点，此时所需轴功率P3与面积HB×Q2成正比，从理论上分析，所节约的轴功率delt(P)与（H2-HB）×(C-B)的面积成正比。

考虑减速后效率下降和调速装置的附件损耗，通过实践的统计，风机类通过调速控制可节能达20%-50%。

2.2 变频改造节能分析

改造前工频运行功率计算公式P1=U×I×1.732×cosΦ，期中：

U------电机电压，KV；

I-------电机电流，A；

P1-----单一负荷下工频运行功率，KW;

cosΦ-----单一负荷下运行功率因数，小于额定功率因数。

C1=T×Σ（P1×δ）,期中：

T-------全年平均运行时间，h；

P1------单一负荷下的运行功率，KW;

δ------这种负荷下的全年运行时间比例；

C1-----改造前总耗电量，kw.h。

改造后变频运行预计功率计算公式：

计算出P2是变频改造后预计运行功率，η为变频装置的效率。

C2=T×Σ（P2×δ），期中：