風機泵類負載變頻調速的節能計算

2006年11月16日 13:18:34人氣：1084來源：煙臺勾股通信技術有限公司

1. 風機水泵類負載變頻調速的節能意義
　　風機水泵類負載多是根據滿負荷工作需用量來選型，實際應用中大部分時間并非工作于滿負荷狀態，由于交流電機調速很困難。常用回流閥或開/停機時間，來調節流量，同時大電機在工頻狀態下頻繁開/停比較困難，電力沖擊較大，勢必造成電能損耗和開/停機時的電流沖擊。采用變頻器直接控制泵類負載是一種zui科學的控制方法，當電機在額定轉速的80%運行時，理論上其消耗的功率為額定功率的（80%）3，即51.2%，去除機械損耗電機銅、鐵損等影響。節能效率也接近40%，同時也可以實現閉環恒壓控制，節能效率將進一步提高。由于變頻器可實現大的電動機的軟停、軟起，避免了啟動時的電壓沖擊，減少電動機故障率，延長使用壽命，同時也降低了對電網的容量要求和無功損耗。為達到節能目的推廣使用變頻器已成為各地節能工作部門以及各單位節能工作的重點。

2. 閥門特性及變頻調速節能原理
　　閥門的開啟角度與管網壓力，流量的關系示意圖如圖

　　當電機以額定轉速n0運行，閥門角度以a0（全開），a，a1變化時管道壓力與流量只能是沿A，B，C，點變化。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，實現調速控制后，閥后壓力由原來的P0降到Ph。閥前閥后存在一個較大的壓差
　　△P=Pq-Ph。
　　如果讓閥門全開（開度為a0），采用變頻調速，使水泵轉速至n1，且流量等于Q1，壓力等于Ph，那么在工藝上則與閥門調節一樣，達到用水控制的要求。而在電機的功耗上則大不一樣。水泵的軸功率與流量和揚程或壓力的成績成正比。在流量為Q1，用閥門節流時，令電動機的功率為Nf=KPhQ1。用變頻調速比閥門節流節省的電能為：
　　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，也就是說用變頻調速在流量小，轉速低時，節能效果更好。

3. 節能效果計算
① 現有除鹽水泵一臺，配用45kW電機。供水量在90%—30%之間變化，設電機全速供水量為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、節約的功率：
變頻時，每天只需功率： P m 2 =（4.5+(80%)³×40.5）kW = 25.236kW
節約的功率： Pj =（40.5－25.236）kW = 15.264kW
B、如果電費按0.443元/kWh計算，每年節約的電費：
15.264kW×24h×365×0.443元/kWh = 59234元 = 5.92萬元
② 現有凝結水泵一臺，配用37kW電機。供水量在90%—30%之間變化，設電機全速供水量為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、節約的功率：
變頻時，每天只需功率： P m 2 =（3.7+(80%)³×33.3）kW = 20.75kW
節約的功率： Pj =（33.3－20.75）kW = 12.55kW
B、如果電費按0.443元/kW小時計算，每年節約的電費：
12.55kW×24h×365×0.443元/kWh = 48702元 = 4.87萬元
③ 現有工業水泵一臺，配用30kW電機。供水量在90%—30%之間變化，設電機全速供水量為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、節約的功率：
變頻時，每天只需功率： P m 2 =（3+(80%)³×27）kW = 16.824kW
節約的功率： Pj =（27－16.824）kW = 10.176kW
B、如果電費按0.443元/kW小時計算，每年節約的電費：
10.176kW×24h×365×0.443元/kWh = 39490元 =3.95萬元
④ 現有回水泵一臺，配用15kW電機。供水量在90%—30%之間變化，設電機全速供水量為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、節約的功率：
變頻時，每天只需功率： P m 2 =（1.5+(80%)³×27）kW = 8.412kW
節約的功率： Pj =（13.5－8.412）kW = 5.088kW
B、如果電費按0.443元/kW小時計算，每年節約的電費：
5.088kW×24h×365×0.443元/kWh = 19745元 =1.97萬元
⑤ 現有二次風機一臺，配用160kW電機。供風量在90%—30%之間變化，設電機全速供風量為Qn，空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)，每天總供風量為80%Qn，則全速Pp = (160－160×0.1)kW = 144kW
A、節約的功率：
變頻時，每天只需功率： P m 2 =（16+(80%)³×144）kW = 89.728kW
節約的功率： Pj =（144－89.728）kW = 54.272kW
B、如果電費按0.443元/kW小時計算，每年節約的電費：
54.272kW×24h×365×0.443元/kWh = 210612元 =21.06萬元
⑥ 現有引風機一臺，配用315kW電機。供風量在90%—30%之間變化，設電機全速供風量為Qn，空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)，每天總供風量為80%Qn，則全速Pp = (315－315×0.1)kW = 283.5kW
A、節約的功率：
變頻時，每天需功率：P m 2 =（31.5+(80%)³×283.5）kW = 176.652kW
節約的功率：Pj =（283.5－176.652）kW = 106.848kW
B、如果電費按0.443元/kW小時計算，每年節約的電費：
106.848kW×24h×365×0.443元/kWh = 414643元 = 41.46萬元
⑦ 現有給水泵一臺，配用355kW電機。供水量在90%—30%之間變化，設電機全速供水量為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、節約的功率：
變頻時，每天只需功率： P m 2 =（35.5+(80%)³×319.5）kW = 199.084kW
節約的功率： Pj =（319.5－199.084）kW = 120.416kW
B、如果電費按0.443元/kW小時計算，每年節約的電費：
120.416kW×24h×365×0.443元/kWh = 467296元 =46.73萬元
⑧ 現有一次風機一臺，配用400kW電機。供水量在90%—30%之間變化，設電機全速供風量為Qn，空載損耗為0.1(Y0≈cosnt)，每天總供風量為80%Qn，則全速Pp = (400－400×0.1)kW = 360kW
A、節約的功率：
變頻時，每天只需功率： P m 2 =（40+(80%)³×360）kW = 224.32kW
節約的功率： Pj =（360－224.32）kW = 135.68kW
B、如果電費按0.443元/kW小時計算，每年節約的電費：
135.68kW×24h×365×0.443元/kWh = 526531元 = 52.65萬元

關鍵詞：交流電機變頻器

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