變頻調速技術在風機、水泵節能改造中的應用

胡然 阮治杰 孟獻金（中國石化股份有限公司西南油氣分公司采氣一廠，四川 德陽618000）

在工業生產中，電能是重要的能源，其中電動機用電量所占比例比較大，風機和水泵設備占用電總量的三分之一。在現階段，在風機和水泵使用中，一些單位采用調節擋風板或閥門開啟的方式來調節氣體流量和壓力，這種方式相對來說容易造成電能的浪費，不能很好的促進工業的發展。隨著科技的不斷發展，變頻技術不斷在完善，在各個行業的應用越來越廣泛，可以更好的實現節能效果。

1 變頻技術

在工業發展中，變頻技術是一種電子技術，有著廣泛應用。在工業發展中，通過變頻技術的應用，可以更加精準的對速度進行控制，更加方便的控制機械傳動的升和降，達到節能效果。

另外在工業發展中，變頻技術經常應用在工作環境惡劣，高負荷和長時間的運行工作中，能夠更好的促進工業的發展。

2 變頻調速技術節能原理研究

2.1 通過對電源頻率的改變，來對電機轉速進行控制

在風機和水泵的運行中，流量控制方式為，通過調節管路中閥門開關，來對流量進行控制。

圖1 水泵（風機）的H-Q 關系曲線

如上圖所示，曲線R2為水泵在定轉速下滿負荷時，閥門全部打開運行的阻力特性圖。曲線R1 為部分負荷的時候，閥門部分開啟時阻力特性曲線圖。

在水泵和風機的使用中，在應用閥門進行控制的時候，流量從Q2 減少到Q1，阻力從R2 移動到R1，風壓從HA 移動到HB。

如圖2所示，在水泵和風機的使用中，流量Q1時，閥門的控制功率為PB，而通過變頻調速控制的時候，功率為PC。所節省的功率為ΔP=PB-PC。

P-Q 關系曲線圖（2）

在水泵和風機的使用中，采用閥門所消耗功率面積為OH?BBQ1，采用調速控制的時候，所消耗的功率面積為OHCCQ1，說明通過采用變頻調速控制，可以更好的節約能量，達到降低能源消耗目的。

2.2 變頻節能

根據相關流體力學公式可以知，P=Q×H，其中流量Q 和轉速N一次方成正比，壓力H和轉速N平方成正比。在水泵和風機的使用中，在水泵和風機的效率一定情況下，在流量下降的時候，轉速N可成比例的進行下降，達到降低能源消耗的目的。

2.3 通過變頻器實現軟啟動

在水泵和風機的使用中，如果電機采用直接啟動，啟動電流等于5倍額定電流，會對供電電網造成一定沖擊，同時也所產生的震動也會對擋板和閥門造成比較大影響，降低電氣設備的使用壽命。通過變頻技術的應用，可以實現軟啟動電流，不會超過額定電流，會在很大程度上降低對電網的沖擊，達到節約電能消耗的目的，延長電氣設備的使用壽命。

3 變頻調速與風機、水泵節能

3.1 風機、水泵調節流量的方法

在水泵和風機的運行中，對于水泵和風機的調節流量主要包括以下三種。一是通過交流電動機變頻進行調速控制。二是通過應用液立耦合器對風機和水泵的轉速進行調節。三是通過傳統的機械方法來對風機和水泵進行調節。在對水泵和風機進行調速中，裝機容量越大，絕對節電量也就越大，所以在水泵和風機的使用中，可以通過高壓變頻進行調速，從而達到節約電能效果。

3.2 變頻調速在風機、水泵節能中的應用

在水泵和風機的使用中，如果降低轉速，所消耗的功率也會有所下降。如果把轉速降為百分之五十，軸機械功率能夠降低百分之十一。經過相關研究，在水泵和風機的使用中，調速方案效率相差比較大，在轉速降低到百分之五十的時候，變頻調速器功率比較高，可以達到近似不變的效果，所以在水泵和風機的使用中，通過變頻調速可以達到節能效果。

3.3 風機、水泵通過變頻調速節能的效益

隨著社會的不斷發展，我國電動機總裝機容量越來越高，電動機的運行消耗量大概占總發電量的百分之六十左右，所以對電動機進行節能控制具有重要意義。在對電機進行節能控制中，主要可以通過兩個途徑對電機進行節能。一是在電機運行中，通過提高對精度控制力度，達到節約效果。二是可以通過加強創新，提高電機運轉效率，達到節能效果。在我國經濟的發展中，風機和水泵消耗電量占全部發電的總量的百分之三十左右，所以通過變頻調速的應用，可以更好的進行節能。

4 結語

在水泵和風機的使用中，通過變頻調速技術應用，可以達到節能運行效果。通過變頻調速技術應用，可以取得顯著的節電效果，可以很好的提升設備效率，減少設備維護費用，更好的促進我國工業的發展。