风机系统节能改造研究

高娟娟　杨文广

摘 要：本文针对目前风机系统运行中存在的问题进行了深入分析，并提出了具体的解决方案。

关键词：风机；节能；解决方案

中图分类号： TM621.2 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）12-173-2

1 风机自动调节功率问题

对于风机系统来说，由于交流电动机自身没有功耗调节装置，不能像锅炉主机一样自动调节输入输出功率，当系统负荷下降以后，风机系统仍不得不以最大转速运行，造成实际耗电大量浪费的现象。如果安装WG2008系列智能节电一体柜系统，就能根据实际负荷量的大小，动态地自动或手动调节鼓风引风量和消耗功率，把系统不需要的那部分耗电节省下来。（一般节电率可达30%-70%左右）

2 电动机轻载运行时的低效率问题

由于电动机的负载特性在负载发生变化时是由无数条负载特性U/I曲线组成的。因此，单纯改变电动机的电源频率并不能最大限度达到节能的目的。

当电机负荷减小时，电流曲线的最低点会发生平移，此时如果不能及时找到电流曲线的最低工作点并输出相应的电压值，仍会有较大一部分电能被白白浪费掉（大致在7%—10%左右）

3 节电原理

风机属平方转矩负载，根据流体力学的知识可知：

①风机的流量与水泵的转速成正比；

②风机的扬程与转速的平方成正比；

③风机的轴功率与转速的立方成正比。

也就是说当风机转速下降20%时，流量也同比例下降了20%，但扬程却下降了（h-ho）/h×100%=[h（1-0.64）]/h×100%=36%，轴功率下降了48.8%，这时的轴功率即为节电率。当转速下降时扬程以转速的平方形式下降，轴功率则以转速的立方形式下降，而流量只是同比例下降（见表1）。

风机的使用率比较高，造型容量都比较大，但在实际使用过程中时大时小甚至及小，而风机仍旧按照额定的功率运行，故而造成了浪费。现通过VF2000系列变频器恒温自动控制来进行节能改造，在按实际温度需求量的情况下进行节能，这样既不影响生产又能达到更好的节能效果。

从流体力学的理论角度分析：

风机的流量与转速成一次方关系：Q11/n1∝Q2/n2

风机的功率与转速成三次方关系：P1/（n1）3∝P2/（n2）3

4 采用变频节能装置的优点、特点

4.1 矢量控制电机参数自动调节

特点：内建动态参数自动调节功能，可自动识别电机参数，确保系统的稳定性和精确性。变频器运转在无感矢量控制演算系统，提供额外的转矩补偿电压，除了补偿负载增加造成的转差，并且增加电机低速运转转矩。

优点：实现参数可以用自动调谐，低频转矩大，转速精度高。采用先进的可编程式端子，并且配合各种产业机械常用的预设功能，可让用户随心所欲地发挥本产品的许多附加功值。

4.2 谐波小

WG2008系列变频器大功率都内置有直流电抗器减小了谐波，也提高了对电源动态干扰的抵抗力。

设备在全电压启动、运行、停止的过程中，由于无法及时有效地调节设备，会使机械产生严重震动并且噪音增加等现象，这些现象都有极大的破坏性，并会增加进线变压器的负荷状况。采用WG2008系列变频智能控制系统后，可以通过延长升、降速时间来延长起动或停机的过程，即使在运行过程中，也要通过对工作频率点的选择，跳过容易引起设备共振的工作点，从而使轴承的磨损减轻，设备的工作寿命延长。

5 控制原理

由于风机系统中设备的设计和选用是根据系统在外部环境、温度条件最差，设备的各支路满负荷运行，再加上一定设计余量来确定的，但实际使用中，绝大多数时间风机系统是在非满负荷状态下运行，这样系统长时间工作于低效率状态，有时甚至出现风门关闭而风机仍不得不全速运行的现象，造成很大的能源浪费，因此，具有极大的节能潜力。

根据国际通行的“最低限度满足使用”的原则，通过直接控制结果变量，对系统进行运行工况实时跟踪，自动调节风机的运行状况，使系统始终保持在高效节能和最佳的运行状态。

6 综述

采用变频器恒温自动控制来进行节能改造，设立参数自动调节功能，可自动识别电机参数，确保系统的稳定性和精确性。变频器运转在无感矢量控制演算系统，提供额外的转矩补偿电压，除了增加电机低速运转转矩之外，并且可以补偿负载增加造成的转差。

同时变频器大功率都内置有直流电抗器减小了谐波，也提高了对电源动态干扰的抵抗力，从而使轴承的磨损也大大减轻，设备的工作寿命将大大延长。

参 考 文 献

[1] 赵贤兵，等.变频技术在风机系统的应用.

[2] 赵斌，莫桂强.频调速器在锅炉风机节能改造中的应用.