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1. 風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載變頻調(diào)速的節(jié)能意義
風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載多是根據(jù)滿負(fù)荷工作需用量來選型，實(shí)際應(yīng)用中大部分時(shí)間并非工作于滿負(fù)荷狀態(tài)，由于交流電機(jī)調(diào)速很困難。常用回流閥或開/停機(jī)時(shí)間，來調(diào)節(jié)流量，同時(shí)大電機(jī)在工頻狀態(tài)下頻繁開/停比較困難，電力沖擊較大，勢(shì)必造成電能損耗和開/停機(jī)時(shí)的電流沖擊。采用變頻器直接控制泵類負(fù)載是一種最科學(xué)的控制方法，當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的80%運(yùn)行時(shí)，理論上其消耗的功率為額定功率的（80%）3，即51.2%，去除機(jī)械損耗電機(jī)銅、鐵損等影響。節(jié)能效率也接近40%，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制，節(jié)能效率將進(jìn)一步提高。由于變頻器可實(shí)現(xiàn)大的電動(dòng)機(jī)的軟停、軟起，避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊，減少電動(dòng)機(jī)故障率，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)也降低了對(duì)電網(wǎng)的容量要求和無功損耗。為達(dá)到節(jié)能目的推廣使用變頻器已成為各地節(jié)能工作部門以及各單位節(jié)能工作的重點(diǎn)。
2. 閥門特性及變頻調(diào)速節(jié)能原理
閥門的開啟角度與管網(wǎng)壓力，流量的關(guān)系示意圖如圖
當(dāng)電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速n0運(yùn)行，閥門角度以a0（全開），a，a1變化時(shí)管道壓力與流量只能是沿A，B，C，點(diǎn)變化。即若想減小管道流量到Q1，則必須減小閥門開度到a1，這使得閥前壓力由原來的P0提高到Pq，實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制后，閥后壓力由原來的P0降到Ph。閥前閥后存在一個(gè)較大的壓差
△P=Pq-Ph。
如果讓閥門全開（開度為a0），采用變頻調(diào)速，使水泵轉(zhuǎn)速至n1，且流量等于Q1，壓力等于Ph，那么在工藝上則與閥門調(diào)節(jié)一樣，達(dá)到用水控制的要求。而在電機(jī)的功耗上則大不一樣。水泵的軸功率與流量和揚(yáng)程或壓力的成績(jī)成正比。在流量為Q1，用閥門節(jié)流時(shí)，令電動(dòng)機(jī)的功率為Nf=KPhQ1。用變頻調(diào)速比閥門節(jié)流節(jié)省的電能為：
Nj-Nf=K（Pq-Ph）Q1=Q1△P。
由圖可見，流量越低，閥門前后壓力差越大，也就是說用變頻調(diào)速在流量小，轉(zhuǎn)速低時(shí)，節(jié)能效果更好。
3. 節(jié)能效果計(jì)算
① 現(xiàn)有除鹽水泵一臺(tái)，配用45kW電機(jī)。供水量在90%—30%之間變化，設(shè)電機(jī)全速供水量為Qn，空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)，每天總供水量為80%Qn，則全速Pp =（45－45×0.1）kW = 40.5kW
A、 節(jié)約的功率：
變頻時(shí)，每天只需功率： P m 2 =（4.5+(80%)³×40.5）kW = 25.236kW
節(jié)約的功率： Pj =（40.5－25.236）kW = 15.264kW
B、如果電費(fèi)按0.443元/kWh計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)：
15.264kW×24h×365×0.443元/kWh = 59234元 = 5.92萬元
② 現(xiàn)有凝結(jié)水泵一臺(tái)，配用37kW電機(jī)。供水量在90%—30%之間變化，設(shè)電機(jī)全速供水量為Qn，空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)，每天總供水量為80%Qn，則全速Pp = (37－37×0.1)kW = 33.3kW
A、節(jié)約的功率：
變頻時(shí)，每天只需功率： P m 2 =（3.7+(80%)³×33.3）kW = 20.75kW
節(jié)約的功率： Pj =（33.3－20.75）kW = 12.55kW
B、如果電費(fèi)按0.443元/kW小時(shí)計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)：
12.55kW×24h×365×0.443元/kWh = 48702元 = 4.87萬元
③ 現(xiàn)有工業(yè)水泵一臺(tái)，配用30kW電機(jī)。供水量在90%—30%之間變化，設(shè)電機(jī)全速供水量為Qn，空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)，每天總供水量為80%Qn，則全速Pp = (30－30×0.1)kW = 27kW
A、節(jié)約的功率：
變頻時(shí)，每天只需功率： P m 2 =（3+(80%)³×27）kW = 16.824kW
節(jié)約的功率： Pj =（27－16.824）kW = 10.176kW
B、如果電費(fèi)按0.443元/kW小時(shí)計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)：
10.176kW×24h×365×0.443元/kWh = 39490元 =3.95萬元
④ 現(xiàn)有回水泵一臺(tái)，配用15kW電機(jī)。供水量在90%—30%之間變化，設(shè)電機(jī)全速供水量為Qn，空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)，每天總供水量為80%Qn，則全速Pp = (15－15×0.1)kW = 13.5kW
A、節(jié)約的功率：
變頻時(shí)，每天只需功率： P m 2 =（1.5+(80%)³×27）kW = 8.412kW
節(jié)約的功率： Pj =（13.5－8.412）kW = 5.088kW
B、如果電費(fèi)按0.443元/kW小時(shí)計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)：
5.088kW×24h×365×0.443元/kWh = 19745元 =1.97萬元
⑤ 現(xiàn)有二次風(fēng)機(jī)一臺(tái)，配用160kW電機(jī)。供風(fēng)量在90%—30%之間變化，設(shè)電機(jī)全速供風(fēng)量為Qn，空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)，每天總供風(fēng)量為80%Qn，則全速Pp = (160－160×0.1)kW = 144kW
A、節(jié)約的功率：
變頻時(shí)，每天只需功率： P m 2 =（16+(80%)³×144）kW = 89.728kW
節(jié)約的功率： Pj =（144－89.728）kW = 54.272kW
B、如果電費(fèi)按0.443元/kW小時(shí)計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)：
54.272kW×24h×365×0.443元/kWh = 210612元 =21.06萬元
⑥ 現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)一臺(tái)，配用315kW電機(jī)。供風(fēng)量在90%—30%之間變化，設(shè)電機(jī)全速供風(fēng)量為Qn，空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)，每天總供風(fēng)量為80%Qn，則全速Pp = (315－315×0.1)kW = 283.5kW
A、節(jié)約的功率：
變頻時(shí)，每天需功率：P m 2 =（31.5+(80%)³×283.5）kW = 176.652kW
節(jié)約的功率：Pj =（283.5－176.652）kW = 106.848kW
B、如果電費(fèi)按0.443元/kW小時(shí)計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)：
106.848kW×24h×365×0.443元/kWh = 414643元 = 41.46萬元
⑦ 現(xiàn)有給水泵一臺(tái)，配用355kW電機(jī)。供水量在90%—30%之間變化，設(shè)電機(jī)全速供水量為Qn，空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)，每天總供水量為80%Qn，則全速Pp =（355－355×0.1）kW = 319.5kW
A、節(jié)約的功率：
變頻時(shí)，每天只需功率： P m 2 =（35.5+(80%)³×319.5）kW = 199.084kW
節(jié)約的功率： Pj =（319.5－199.084）kW = 120.416kW
B、如果電費(fèi)按0.443元/kW小時(shí)計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)：
120.416kW×24h×365×0.443元/kWh = 467296元 =46.73萬元
⑧ 現(xiàn)有一次風(fēng)機(jī)一臺(tái)，配用400kW電機(jī)。供水量在90%—30%之間變化，設(shè)電機(jī)全速供風(fēng)量為Qn，空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)，每天總供風(fēng)量為80%Qn，則全速Pp = (400－400×0.1)kW = 360kW
A、節(jié)約的功率：
變頻時(shí)，每天只需功率： P m 2 =（40+(80%)³×360）kW = 224.32kW
節(jié)約的功率： Pj =（360－224.32）kW = 135.68kW
B、如果電費(fèi)按0.443元/kW小時(shí)計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)：
135.68kW×24h×365×0.443元/kWh = 526531元 = 52.65萬元
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