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比較有發展前途的調速方式。

我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，其效率比較高，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，而目前性能比較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，比較終選擇了江蘇力普電子科技生產的WIN-9P系列風機專用型變頻器和WIN-9GV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

2.1變頻調速節能原理

從流體力學的原理得知，使用感應電機驅動的風機，軸功率P與風量Q，風壓H的關系為: 當電動機的轉速由n1變化到n2時, Q、 H、 P與轉速的關系如下:

(1)：

(2)：

(3)： =       

可見風量Q和電機的轉速n是成正比關系的，而所需的軸功率P與轉速的立方成正比關系。所以當需要80％的額定風量時，通過調節電機的轉速至額定轉速的80％，即調節頻率到40赫茲即可，這時所需功率將僅為原來的51.2％。

如下圖所示，從風機的運行曲線圖來分析采用變頻調速后的節能效果。

圖3－1 風機的運行曲線

當所需風量從Q1減小到Q2時，如果采用調節風門的辦法，管網阻力將會增加，管網特性曲線上移，系統的運行工況點從A點變到新的運行工況點B點運行，所需軸功率P2與面積H2×Q2成正比；如果采用調速控制方式，風機轉速由n1下降到n2，其管網特性并不發生改變，但風機的特性曲線將下移，因此其運行工況點由A點移至C點。此時所需軸功率P3與面積HB×Q2成正比。從理論上分析，所節約的軸功率Delt(P)與（H2-HB）×（C-B）的面積成正比。

考慮減速后效率下降和調速裝置的附加損耗，通過實踐的統計，風機類通過調速控制可節能達20％～50％。

2.2變頻改造節能分析

改造前工頻運行功率計算公式 ,其中：