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（三菱電機自動化(上海)有限公司北京分公司） 楊 杰楊杰（1969 —）
男， 北京，本科，自動化儀表專業，現任三菱電機自動化(上海)有限公司北京分公司驅動部經理，主要負責三菱電機的FA產品的市場推廣、銷售、代理商管理等工作。
1 應用調速方案的技術分析
1.1 鍋爐現狀
目前35噸鍋爐長期運行在額定負荷76％左右，實際蒸汽量為27噸，燃氣量和風量（鼓風、引風）調節是通過調節擋板的開度來實現的，此種風量調節方式使風機的效率降低，有相當部分電能轉為機械能消耗在擋板的阻力上，浪費大量電能，回收這部分電能損耗會收到很大的節能效果。
1.2 鍋爐風機負荷運行分析
通過對現場的檢測，風門擋板的開度為：一次鼓風機為58%，二次鼓風機為38%，引風機44%，風機效率：鼓風機約50~100%，引風機約65~100%，實施變頻調速運行，風機效率可提高到90%，降低風機功耗。
2 節能效果的估算
（ 35T鍋爐 200kW一次鼓風機一臺，75kW二次鼓風機一臺,250kW引風機一臺，全年運行）
從流體力學原理知道，風機風量與轉速及電機功率的關系：
當改變風機轉速時，流量與轉速成正比：Q1/Q2= n1/n2
風機的壓頭與轉速的平方成正比：H1/H2=（n1/n2）2
風機的電機軸功率與轉速立方成正比：P1/P2=（n1/n2）3
當風量減少，風機轉速下降時，其電動機輸入功率迅速下降，例如風量下降到80%，轉速也下降到80%，其軸功率則下降到額定功率的51%；若風量下降到60%時，軸功率將下降到額定功率的22%，當然還需考慮由于轉速下降引起壓力下降及效率下降等的影響。即使如此，節電潛力還是很大的。
（1）一次鼓風機系統
采用風門調節：電機功率P=200kW，額定電流I＝361 A，工作電壓V＝385v，工作電流I工＝280A，設備年運行時間T=8760 h（12個月）
電機消耗的功率為：
P電機＝
VI工 cosφη＝×385×280×0.85×0.9＝142.8（kW）
年耗電量：
E變閥＝P電機×T＝142.8×8760＝1,250,928.0（kWh）
采用變頻調節時，根據目前所測工況：
鼓風機閥門開度57.81%，考慮壓力下降的影響，取風量Q ＝75％
電機消耗功率：P變頻＝PQ3＝200×0.753＝84.4（kW）
年耗電量：
E變頻＝P變頻×T＝84.4×8760＝739,125.0（kWh）
因此可得年節電量為：
E1節省＝E變閥－E變頻＝1,250,928.0－739,125.0＝511,803.0（kWh）
（2）二次鼓風機系統
采用風門調節：電機功率P=75kW，額定電流I＝139 A，工作電壓V＝385v，工作電流I工＝74A，設備年運行時間T=8760 h（12個月）
電機消耗的功率為：
P電機＝
VI工cosφη＝×385×74×0.85×0.9＝37.7（kW）
年耗電量：
E變閥＝P電機×T＝37.7×8760＝329,961.0（kWh）
采用變頻調節時，根據目前所測工況：鼓風機閥門開度37.98%，考慮壓力下降的影響，取風量Q ＝55％
電機消耗功率：P變頻＝PQ3＝75×0.553＝12.5（kW）
年耗電量：
E變頻＝P變頻×T＝12.5×8760＝109,308.4（kWh）
因此可得年節電量為：
E2節省＝E變閥－E變頻＝329,961.0－109,308.4＝220,652.6（kWh）
（3）引風機系統
采用風門調節：電機功率P=250kW，額定電流I＝461 A，工作電壓V＝385v，工作電流I工＝280A，設備年運行時間T=8760 h（12個月）
電機消耗的功率為：
P電機＝
VI工 cosφη＝×385×280×0.85×0.9＝142.8（kW）
年耗電量：
E變閥＝P電機×T＝142.8×8760＝1,250,928.0（kWh）
采用變頻調節時，根據目前所測工況：引風機閥門開度44.29%，考慮壓力下降的影響，取風量Q ＝65％
電機消耗功率：P變頻＝PQ3＝250×0.653＝68.7（kW）
年耗電量：
E變頻＝P變頻×T＝68.7×8760＝601,428.8（kWh）
因此可得年節電量為：
E引節省＝E變閥－E變頻＝1,250,928.0－601,428.8＝649,499.2（kWh）
（4）鍋爐全年總節電量為：
E＝E1節省＋E2節省＋E引節省＝1,381,927.8（kWh）
（5）鍋爐全年總節電費為：
W＝E ×0.4元/kWh＝552,771.12（元RMB）
3 當鍋爐運行在額定負荷71%左右，實際蒸汽量為25噸時，節能效果的估算（半年）
（1）一次鼓風機系統
采用風門調節：電機功率P=200kW，額定電流I＝361 A，工作電壓V＝385v，工作電流I工＝260A，設備運行時間T=4380 h（6個月）
電機消耗的功率為：
P電機＝
VI工cosφη＝×385×260×0.85×0.9＝132.6（kW）
半年耗電量：
E變閥＝P電機×T＝132.6×4380＝580,788.0（kWh）
采用變頻調節時，根據目前所測工況：鼓風機閥門開度49.57%，考慮壓力下降的影響，取風量Q＝70％
電機消耗功率：P變頻＝PQ3＝200×0.73＝68.6（kW）
半年耗電量：
E變頻＝P變頻×T＝68.6×4380＝300,468.0（kWh）
因此可得半年節電量為：
E1節省＝E變閥－E變頻＝580,788.0－300,468.0＝280,320.0（kWh）
（2）二次鼓風機系統
采用風門調節：電機功率P=75kW，額定電流I＝139 A，工作電壓V＝385v，實測工作電流I工＝52A，設備運行時間T=4380 h（6個月）
電機消耗的功率為：
P電機=
VI工cosφη＝×385×52×0.85×0.9＝21.4（kW）
半年耗電量：
E變閥＝P電機×T＝21.4×4380＝93,732.0（kWh）
采用變頻調節時，根據目前所測工況：鼓風機閥門開度2%，考慮壓力下降的影響，以及避免電機在低速下運行，取風量Q ＝40％
電機消耗功率：P變頻＝PQ3＝75×0.43＝4.8（kW）
半年耗電量：
E變頻＝P變頻×T＝4.8×4380＝21,024.0（kWh）
因此可得半年節電量為：
E2節省＝E變閥－E變頻＝93,732.0－21,024.0＝72,708.0（kWh）
（3）引風機系統
采用風門調節：電機功率P=250kW，額定電流I＝461 A，工作電壓V＝385v，工作電流I工＝260A，設備運行時間T=4380 h（6個月）
電機消耗的功率為：
P電機＝
VI工cosφη＝×385×260×0.85×0.9＝132.6（kW）
半年耗電量：
E變閥＝P電機×T＝132.6×4380＝580,788.0（kWh）
采用變頻調節時，根據目前所測工況：引風機閥門開度39.6%，考慮壓力下降的影響，取風量Q ＝60％
電機消耗功率：P變頻＝PQ3＝250×0.63＝54.0（kW）
半年耗電量：
E變頻＝P變頻×T＝54.0×4380＝236,520.0（kWh）
因此可得半年節電量為：
E引節省＝E變閥－E變頻＝580,788.0－236,520.0＝344,268.0（kWh）
（4）鍋爐半年總節電量為：
E＝E1節省＋E2節省＋E引節省＝697,296.0（kWh）
（5）鍋爐半年總節電費為：
W＝E ×0.4元/kWh＝278,918.40（元RMB）
四 采用風機變頻調速的特點和技術措施
（1）對電機實現寬范圍無級調速，電機可連續平滑穩定變速。
（2）電機由于軟啟動，啟動電流小，啟動過程平穩，對電網和電器沒有沖擊，對風機不產生大的起動轉矩沖擊，可延長鼓引風機的使用壽命，減少維修費用。
（3）由于電機軸功率下降，風機轉速降低，能減輕機械振動和噪聲，改善勞動環境。
（4） 為了保證鍋爐的安全運行，設置工頻—變頻調速運行自動切換系統。
（5）風量可進行自動/手動調節。
（6）具有變頻器及外設故障診斷功能。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號