風機節(jié)能改造方案

風機的用電現(xiàn)狀
　　能源是國家重要的物質(zhì)，能源的供需矛盾已成為制約我國社會主義經(jīng)濟建設的主要因素之一。在能源問題上國務院提出“節(jié)約與開發(fā)并重”的方針，就是依靠技術進步，把節(jié)約能源以解決能源問題作為我國重要的技術經(jīng)濟政策。
　　據(jù)不完全統(tǒng)計，全國風機、水泵、壓縮機就有1500萬臺電動機，用電量占全國總發(fā)電量的40～50%，這些電動機大多在低的電能利用率下運行，只要將這些電動機電能利用率提高10～15%，全年可節(jié)電300億KW以上。
　　根據(jù)火電設計規(guī)程SDJ-79規(guī)定，燃煤鍋爐的送、引風機的風量裕度分別為5%和5%～10%，風壓裕度分別為10%和10%～15%。設計過程中很難計算管網(wǎng)的阻力、并考慮到長期運行過程中發(fā)生的各種問題，通常總是把系統(tǒng)的最大風量和風壓裕度作為選型的依據(jù)，但風機的型號和系列是有限的，往往選取不到合適的風機型號時就往上靠，裕度大于20～30%比較常見。因此這些風機運行時，只有靠調(diào)節(jié)風門或風道擋板的開度來滿足生產(chǎn)工藝對風量的要求。風機機械特性為平方轉矩特性，風機運行時，靠調(diào)節(jié)風門或者風道檔板的開度來調(diào)節(jié)風機風量的方法，稱為節(jié)流調(diào)節(jié)。在節(jié)流調(diào)節(jié)過程中，風機固有特性不變，僅僅靠關小風門或擋板的開度，人為地增加管路的阻力，由此增大管路系統(tǒng)的損失，不利于風機的節(jié)能運行。
　　采用調(diào)速控制裝置，通過改變風機的轉速，從而改變風機風量以適應生產(chǎn)工藝的需要，這種調(diào)節(jié)方式稱為風機的調(diào)速控制。風機以調(diào)速控制方式運行能耗最省，綜合效益最高。交流電機的調(diào)速方式有多種、變頻調(diào)速是高效的最佳調(diào)速方案，它可以實現(xiàn)風機的無級調(diào)速，并可方便地組成閉環(huán)控制系統(tǒng)、實現(xiàn)恒壓或恒流量的控制。

風機節(jié)電原理
　　如圖示為風機風壓H-風量Q曲線特性圖:

　　n1-代表風機在額定轉速運行時的特性；
　　n2-代表風機降速運行在n2轉速時的特性；
　　R1-代表風機管路阻力最小時的阻力特性；
　　R2-代表風機管路阻力增大到某一數(shù)組時的阻力特性。
　　風機在管路特性曲線R1工作時，工況點為A，其流量壓力分別為Q1、H1，此時風機所需的功率正比于H1與Q1的乘積，即正比于AH1OQ1的面積。由于工藝要求需減小風量到Q2，實際上通過增加管網(wǎng)管阻，使風機的工作點移到R2上的B點，風壓增大到H2，這時風機所需的功率正比H2Q2的面積，即正比于BH2OQ2的面積。顯然風機所需的功率增大了。這種調(diào)節(jié)方式控制雖然簡單、但功率消耗大，不利于節(jié)能，是以高運行成本換取簡單控制方式。
　　若采用變頻調(diào)速，風機轉速由n1下降到n2，這時工作點由A點移到C點，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時變頻調(diào)速后風機所需的功率正比于H3與Q2的乘積，即正比于CH3OQ2的面積，由圖可見功率的減少是明顯的。

變頻改造方案
　　根據(jù)風機配置特作如下變頻改造方案：
　　1）風機上裝設變頻系統(tǒng)（如圖一）；
　　2）設置遠程控制和就地控制兩種方式；
　　3）保留原工頻系統(tǒng)及其聯(lián)動方式，且和變頻器系統(tǒng)互為備用。

變頻節(jié)能系統(tǒng)特點
1、采用SOB變頻器，調(diào)速范圍寬，變頻器調(diào)速范圍能適應各種調(diào)速設備的要求，頻率范圍0.00-600.00Hz可調(diào)；
2、控制精度高，變頻器的數(shù)字設定分辨率為±0.01%,模擬設定分辨率為±0.1%；
3、動態(tài)特性好，變頻器采用自關斷器件IGBT速度快，且采用SPWM控制模式，負載電壓和頻率受控變頻器的CPU，故調(diào)節(jié)速度快，系統(tǒng)的動態(tài)性能好；
4、控制功能強，能滿足各種不同的控制系統(tǒng)，通過端子可與各種頻率設定信號連接，如：0~10V，4~20mA。可通過端子控制正反轉等多種操作；
5、通過合理調(diào)整轉矩提升，轉矩限定功能，電流限幅功能參數(shù)，可滿足大起動轉矩，運行中負載突化也不會引起跳閘等事故；
6、SOB0變頻器可與上位計算機或者可編程控制器（PLC）通信，實現(xiàn)遠程設定或修改變頻器參數(shù)，監(jiān)控變頻器的運行狀態(tài)等信息，從而組成工業(yè)以太網(wǎng)，實現(xiàn)集中控制；
7、保護功能齊全，變頻器有25種保護功能，對過壓、欠壓、過流、過載、過熱均能通過計算機高速計算并給予保護，且能對發(fā)生故障的原因給予紀錄；
8、變頻器內(nèi)部有電機防噪裝置，在線調(diào)節(jié)載波頻率，實時改變電機的運行噪聲。

總結
　　在風機、水泵、壓縮機等應用領域，引入變頻調(diào)速控制技術，能達到很好的節(jié)能效果，同時，也降低了電機啟動時對電網(wǎng)的沖擊，提高了設備的功率因數(shù)，延長了機械系統(tǒng)的使用壽命，提升了系統(tǒng)的可靠性，另外，因為變頻器強大的保護功能，對設備起到了很好的保護作用，有效降低了設備的維護成本。近幾年，隨著變頻調(diào)速技術的不斷推廣與應用，從實踐結果來看，得到了良好經(jīng)濟效應與社會效應，并且，也得到用戶的廣泛認同。