前言

能源短缺和環境污染是人類當前共同面臨的世紀性難題。我國人口眾多，能源資源相對匱乏,節約能源猶顯重要。

電力資源是資源戰略問題中的重中之重，是國民經濟和社會發展的重要基礎。通過技術進步，逐步提高電力利用效率，節省有限的自然資源，保護環境，實現可持續發展。

“十一五”規劃建設目標是實現單位GDP能耗下降20%，主要途徑有三個，包括結構節能、推進技術節能及管理節能。據資料顯示我國高、低壓電動機總容量在35000MW以上，大部分為風機泵類負載，它們大多工作在高能耗、低效率狀態。覆蓋電力、石油、化工、冶金、制造、環保、市政等行業，其耗電量占全國總用電量的40%左右。而水泵和風機的一個特點是負載轉矩與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。如可根據所需的流量調節轉速，就可獲得很好的節電效果，一般可節電20%～50%。

目前我國大型異步電動機應用變頻調速剛剛起步，但國外已經廣泛使用，而且隨著電力電子器件的發展，高壓變頻裝置的型式多種多樣。通過他們長期的運行實踐可以發現：應用高壓大功率變頻調速系統的經濟效益良好、其可靠性也可以得到保證。變頻調速以其優異的調速、起動和制動性能、高效率、高功率因數、良好的節電效果及廣泛的適用范圍等優點被國內外公認為是最有發展前途的調速方式。

某公司結合本單位的實際情況，根據集團公司的要求專門成立了節能辦公室，使整體能耗下降12%，在風機、水泵上的應用效果猶其明顯。

一、節電原理 調速節電

1.1改造項目介紹

礦石破碎除塵離心風機，取水離心水泵，浮選機組(特性與水泵相似)。

1.2運行工況分析(以風機為例說明)

在實際運行時，由于采用進風門擋板調節，大部分的能量都被消耗在擋板上了，且擋板的開度越小則耗能就更多。在一般情況下，采用擋板調節的風機其實際消耗功率與風量大致成正比，與風門的開度也大致成正比，從上述工況中的風門開度及電流參數也可以看出這一點。

對運行情況進行分析，可以得出以下兩點：

(1)風機實際風量約為額定風量的一部分，風機遠離額定點運行，其實際運行效率很低。

(2)由于擋板的存在，擋板前后存在壓差，消耗了很大一部分能量。

所以可以從以上兩個方面改善其運行工況，減小損耗，達到節能的目的。

1.3改造建議

擋板這種調節方式雖然簡單易行，已成習慣，但它是以增加管網損耗，耗費大量能源為代價的。對于大功率電機，耗能則更大。當采用變轉速調節時，其效率最高，因為風量隨轉速的一次方下降，而其軸功率則按轉速的三次方規律下降，而目前性能最佳的調速方式則是國際上公認的交流變頻調速技術。對于變頻器的選擇，我們做了詳細的市場調查，經過公司領導的慎重考慮，最終選擇了長城高科有限公司的YCB系列風機專用型變頻器和高性能電流矢量型變頻器，進行破碎除塵風機，湖邊水泵和浮選機的改造。

二、變頻改造的節能分析

三、變頻調速其他附加好處

(1)網側功率因數提高：原電機直接由工頻驅動時，滿載時功率因數為0.85左右，實際運行功率因數遠低于0.8。采用變頻調速系統后，電源側的功率因數可提高到0.9以上，無需無功補償裝置就能大大的減少無功功率，滿足電網要求，可進一步節約上游設備的運行費用。

(2)設備運行與維護費用下降：采用變頻調節后，由于通過調節電機轉速實現節能，在負荷率較低時，電機、風機轉速也降低，主設備及相應輔助設備如軸承等磨損較前減輕，維護周期可加長，設備運行壽命延長;并且變頻改造后風門開度可達100%，運行中不承受壓力，可顯著減少風門的維護量。變頻器運行中，只需定期對變頻器除塵，不用停機，保證了生產的連續性。隨著生產的需要，調節風機的轉速，進而調節風機風量，既滿足生產工藝的要求，工作強度又大大降低。采用變頻技術調速后，減少了機械磨損，維護工作量降低，檢修費用下降。

(3)用變頻調速裝置后，可對電機實現軟啟動，啟動時電流不超過電機額定電流的1.2倍，對電網無任何沖擊，電機使用壽命延長。在整個運行范圍內，電機可保證運行平穩，損耗減小，溫升正常。風機啟動時的噪音和啟動電流非常小，無任何異常振動和噪音。

(4)與原來舊系統相比較，變頻器具有過流、短路、過壓、欠壓、缺相、溫升等多項保護功能，更完善地保護了電機。

(5)操作簡單，運行方便。可通過計算機遠程給定風量或壓力等參數，實現智能調節。

(6)適應電網電壓波動能力強，電壓工作范圍寬，電網電壓在-15%～+10%之間波動時，系統均可正常運行。

四、結 論

通過對礦石破碎除塵離心風機(節能28%)，湖邊離心水泵(節能26%)，浮選機組進行改造(節能26%)，取得了良好的經濟效益。通過此次改造，也驗證了用長城高科有限公司的變頻器改造具有優異的性價比，為公司以后使用大功率高、低壓電機進行驅動的設備進行技術改造提供了一個較為經濟可靠的選擇。