變頻技術(shù)在節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用

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1、變頻技術(shù)在節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用一、什么是變頻技術(shù)？電氣傳動(dòng)一般分為調(diào)速與不調(diào)速兩大類，調(diào)速又分為交流調(diào)速和直流調(diào)速兩種方式。目前60%的中國(guó)發(fā)電量用于驅(qū)動(dòng)各類電動(dòng)機(jī)。不調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接由電網(wǎng)供電，頻率為50赫茲。變頻技術(shù)，通俗來(lái)講就是改變轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備（內(nèi)部自帶電機(jī)或者驅(qū)動(dòng)電機(jī)）的勵(lì)磁頻率來(lái)調(diào)節(jié)設(shè)備的轉(zhuǎn)速。比如風(fēng)機(jī)、泵、攪拌機(jī)、壓縮機(jī)以及大量由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳送帶、提升機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等設(shè)備。具體變頻機(jī)理不贅述。二、變頻技術(shù)為什么會(huì)節(jié)能？還有什么其它好處？因?yàn)樵O(shè)備啟動(dòng)、過(guò)載需求以及安全等原因，往往設(shè)備選型都會(huì)過(guò)大，一般而言，目前所有領(lǐng)域的

2、設(shè)備都是大馬拉小車狀態(tài)，區(qū)別就在于這個(gè)馬與車匹配性差異大小。因此平時(shí)運(yùn)行都在額定功率之下運(yùn)行，則導(dǎo)致不必要的能源消耗。應(yīng)用變頻調(diào)速，可以大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制精度，使電機(jī)在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。以風(fēng)機(jī)水泵為例，根據(jù)流體力學(xué)原理，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。因此，精確調(diào)速的節(jié)電效果非常可觀。與此類似，許多變動(dòng)負(fù)載電機(jī)一般按最大需求來(lái)生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的容量，故設(shè)計(jì)裕量偏大。而在實(shí)際運(yùn)行中，輕載運(yùn)行的時(shí)間所占比例卻非常高。所以使用變頻器就等于落實(shí)了節(jié)能措施，可大大提高輕載

3、運(yùn)行時(shí)的工作效率。因此，變動(dòng)負(fù)載的節(jié)能潛力巨大。以生活給水泵舉例，對(duì)于普通家庭而言晚上需水量大于白天。而為了滿足晚上的需水量，則泵的選型以晚上的需求為基準(zhǔn)，則白天過(guò)載運(yùn)行，而在變頻技術(shù)沒(méi)有出現(xiàn)之前，一般采取泵出口強(qiáng)行閥門(mén)關(guān)?。ǘ滤┑霓k法解決，而泵依舊按部就班工頻運(yùn)行，則導(dǎo)致了不必要的能源消耗。而通過(guò)變頻技術(shù)的應(yīng)用，則可以通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速改變供水量，降低能源消耗。變頻技術(shù)還可以使設(shè)備軟啟動(dòng)、軟停車，也就是緩慢啟動(dòng)與停車，降低設(shè)備損耗，提高設(shè)備壽命。當(dāng)然啟動(dòng)情況下，也降低了啟動(dòng)電流，有一定的節(jié)能潛力。三、變頻技術(shù)應(yīng)用在什

4、么領(lǐng)域？變頻技術(shù)應(yīng)用的本質(zhì)在于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的在于調(diào)節(jié)量（物流，包括氣體、液體和固體）。只要存在輸送的量變化的領(lǐng)域，則存在變頻技術(shù)應(yīng)用的空間。后續(xù)將舉例進(jìn)行說(shuō)明：（1）變頻調(diào)速節(jié)能在石油化工行業(yè)的應(yīng)用①九江石化公司，投入資金5000萬(wàn)元，改造項(xiàng)目：風(fēng)機(jī)、水泵變頻調(diào)速，平均回收期2年。如：液氨輸送泵。通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制氨流量，使泵出口閥處于全開(kāi)狀態(tài)，揚(yáng)程與管網(wǎng)特性曲線相吻合，電動(dòng)機(jī)降速運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電流明顯降低，并實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。如：煉油裝置的鼓風(fēng)機(jī)。原鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)擋板實(shí)現(xiàn)風(fēng)量調(diào)節(jié)，通過(guò)風(fēng)機(jī)變頻改造，

5、調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速而改變風(fēng)量，降低能耗。如：化肥裝置的渣油進(jìn)料泵。原有控制方式通過(guò)調(diào)節(jié)泵出口閥調(diào)節(jié)流量，節(jié)流量已接近泵流量50%，電力嚴(yán)重浪費(fèi)，變頻之后節(jié)能70%。（2）變頻調(diào)速節(jié)能電力行業(yè)的應(yīng)用①汕頭萬(wàn)豐熱電廠。改造項(xiàng)目：供水泵變頻調(diào)速。原有水泵功率過(guò)高（原因是鍋爐蒸汽量改變，導(dǎo)致水泵不匹配），一般出口閥門(mén)開(kāi)度在60%，變頻改造之后，開(kāi)度90%，該項(xiàng)目節(jié)能率22.85%。備注：水泵一般調(diào)節(jié)方式有三種：節(jié)流調(diào)節(jié)、回流調(diào)節(jié)、變頻調(diào)節(jié)。②金牛股份蒸汽鍋爐。改造項(xiàng)目：鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵變頻控制。鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)采用傳統(tǒng)工頻控

6、制方式，鼓引風(fēng)機(jī)是根據(jù)滿負(fù)荷工作量來(lái)選型的，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)，運(yùn)行過(guò)程中，必須根據(jù)用汽情況不斷調(diào)整鍋爐負(fù)荷及燃燒室的運(yùn)行，以保證鍋爐汽壓的穩(wěn)定。改造前通過(guò)開(kāi)大或關(guān)小鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)滿足。水泵調(diào)節(jié)方式與此大致相同?？傮w節(jié)能率27%。③袁店二礦。改造項(xiàng)目：鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)。通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和風(fēng)量，精確調(diào)節(jié)鍋爐送風(fēng)量及引風(fēng)量，節(jié)能30-40%。備注：控制策略（方便理解，供參考）1）鼓風(fēng)機(jī)：在鍋爐運(yùn)行時(shí),必須不斷供給爐膛中燃料燃燒所需的空氣，那樣燃料才能得到充分燃燒?？刂苹芈肥歉鶕?jù)實(shí)際的爐

7、膛溫度數(shù)值進(jìn)行調(diào)節(jié)的。其目的是為了保持合適的爐膛溫度，在溫度發(fā)生變化時(shí)，感應(yīng)裝置通過(guò)變送器，將測(cè)出的爐膛溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)PID控制算法后輸出給變頻器，變頻器再通過(guò)輸出不同電壓及頻率控制鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，控制鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的大小。2）引風(fēng)機(jī)：連續(xù)不斷地將爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的煙氣通過(guò)煙道、煙囪排出，如果風(fēng)量過(guò)大，排煙溫度過(guò)高，會(huì)造成浪費(fèi)；如果風(fēng)量過(guò)小會(huì)影響鍋爐的效率。通過(guò)感應(yīng)裝置采集爐膛負(fù)壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)變送器反饋至變頻器，通過(guò)變頻器內(nèi)置的PID參數(shù)調(diào)整，調(diào)整引風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以任意調(diào)節(jié)引風(fēng)量大小。（3）中央空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)

8、用空調(diào)系統(tǒng)中環(huán)境溫度逐時(shí)變化，簡(jiǎn)單而言，早上、中文、晚上室外溫度不一樣，室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)需要的冷熱量是不同的，因此如果將冷熱風(fēng)量進(jìn)行變風(fēng)量控制，可以大大節(jié)能。同理，在冷卻水側(cè)，環(huán)境溫度不同，所以在冷熱需求一定情況下，冷卻水的水量也是需要逐時(shí)變化的，存在一定的節(jié)能空間。因此，根據(jù)理論與實(shí)踐驗(yàn)證，如果按照冷卻水進(jìn)出口溫差對(duì)冷卻水泵進(jìn)行變頻，冷卻塔風(fēng)機(jī)采用啟?？刂?。研