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  風(fēng)機是一種依靠輸入機械能來(lái)提高氣體壓力并排送氣體的從動(dòng)流體機械。氣體壓縮與氣體輸送機械是將旋轉的機械能轉換為氣體壓力能及動(dòng)能，并將氣體輸送出去的機械。我國所述的風(fēng)機是對氣體壓縮與氣體輸送機械的簡(jiǎn)稱(chēng)，風(fēng)機可以按照多種分類(lèi)方式分為許多種不同的類(lèi)型，鼓風(fēng)機、通風(fēng)機、風(fēng)力發(fā)電機等都是常說(shuō)的風(fēng)機。

  由流體力學(xué)原理可知，風(fēng)機的風(fēng)量和電機的轉速功率有很大的關(guān)聯(lián)：風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)機的轉速成正比，風(fēng)機的風(fēng)壓和風(fēng)機的轉速平方成正比，而風(fēng)機的軸功率等于風(fēng)量和風(fēng)壓之間的乘積，所以風(fēng)機的軸功率與風(fēng)機的轉速三次方也成正比。隨著(zhù)近些年來(lái)變頻技術(shù)不斷的完善、發(fā)展及進(jìn)步。風(fēng)機的變頻調速性能越來(lái)越發(fā)達，在很大程度上節約了能源，已經(jīng)被廣泛的應用于多種領(lǐng)域。風(fēng)機變頻節能方法所獲得的節能效益為各行各業(yè)的企業(yè)帶來(lái)了不少的經(jīng)濟效益，極大的推動(dòng)了社會(huì )工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程。

一、風(fēng)機的變頻節能原理

  目前情況下的風(fēng)機設備大多數是采用異步電動(dòng)機進(jìn)行直接驅動(dòng)的方式來(lái)實(shí)現風(fēng)機的節能的，此種方式存在著(zhù)一定的缺陷和問(wèn)題，例如電氣保護的特性較差、所啟動(dòng)的電流過(guò)大、產(chǎn)生機械沖擊等。在電機的負載過(guò)大的情況下，會(huì )在一定程度上影響、減少設備的使用壽命，還會(huì )導致出現一些機械故障，經(jīng)常發(fā)生出現電機發(fā)燙被燒毀等不良故障。

  風(fēng)機變頻調速器是現代社會(huì )上的一種新型的節能產(chǎn)品，在管路性能的曲線(xiàn)不變的情況下，變速調節用變速來(lái)改變風(fēng)機的性能曲線(xiàn)，進(jìn)而改變其工作點(diǎn)。風(fēng)機變頻調速器具有容易操作、控制精度較高、性能較高、不用進(jìn)行維護等等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在其他條件沒(méi)有發(fā)生改變的情況下，對異步電動(dòng)機定子端輸入電源頻率進(jìn)而改變電動(dòng)機的轉速是風(fēng)機變頻調速技術(shù)基本的工作原理。電機轉速和工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60(f-s)/p，公式中，n用來(lái)表示轉速，f用來(lái)表示輸入頻率，s用來(lái)表示電機轉差率，p用來(lái)表示電機磁極對數。出口擋板的控制，在開(kāi)度減小的情況下，風(fēng)阻會(huì )有所增加，不適合對風(fēng)量進(jìn)行大范圍的調節。入口擋板的控制，相比出口擋板控制風(fēng)量的范圍相對較廣，減小開(kāi)度情況下的軸功率大體上與風(fēng)量成比例下降，但是還是比不上變頻調速的節能效果。

  通常情況下認為，運行風(fēng)量不是風(fēng)機設計的額定風(fēng)量的時(shí)候，如果采用節流控制進(jìn)行調節是通過(guò)減小風(fēng)門(mén)開(kāi)度來(lái)改變管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)特性的曲線(xiàn)變陡，造成運行點(diǎn)的流量下降而提高壓力;采用調速控制的方式，全開(kāi)擋板，其管網(wǎng)阻力是恒定的，如果要保證風(fēng)量是相同的就需要降低風(fēng)機的轉速，降低其壓力。

二、風(fēng)機變頻節能的問(wèn)題

  在各行各業(yè)的企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，應用風(fēng)機的情況較為普遍，傳統的節流方式主要是應用導流器來(lái)進(jìn)行的，導致風(fēng)機沒(méi)有較高的運行效率，從而造成很大程度的能源浪費情況，而且風(fēng)機在不斷的進(jìn)行維護、維修方面所花費的費用也在一定程度上提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。企業(yè)通常使用的風(fēng)機、鼓風(fēng)機大多是離心式風(fēng)機，離心式風(fēng)機對風(fēng)量的控制主要是依靠風(fēng)機入口的風(fēng)門(mén)擋板來(lái)進(jìn)行調節的，不僅會(huì )浪費掉大量的能源，還會(huì )出現風(fēng)機運行時(shí)的振動(dòng)較大、噪音較高、設備爐膛內的負壓不夠穩定，容易出現發(fā)熱現象等多種不良狀況。在企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中所用的汽量較小，一般情況下是采用接觸器來(lái)進(jìn)行對鍋爐鼓風(fēng)、引風(fēng)的控制，頻繁的啟停造成許多浪費能源及運行情況不穩定等較為突出的問(wèn)題。

三、風(fēng)機變頻節能

3.1　風(fēng)機變頻節能系統

  風(fēng)機在進(jìn)行變頻調速的過(guò)程中，管網(wǎng)的阻力不發(fā)生改變，風(fēng)機在情況相似的條件下運行，風(fēng)機的效率不會(huì )發(fā)生多少改變，甚至是保持不變。風(fēng)機在高效區保持運行的情況下，而且流量在下降的同一時(shí)間，風(fēng)壓也在不斷的下降，在滿(mǎn)足工作運行情況需求下，風(fēng)機的節能效果是最好的，因而人們認為的最經(jīng)濟、最有效的節能方式是風(fēng)機變頻調節。風(fēng)機類(lèi)負載對過(guò)載能力方面的要求不高，且對轉速的要求也不是很高，在選用時(shí)采用一般的普通功能型的常用變頻器就行。一般情況下的風(fēng)機變頻調速最好不要低于額定轉速的50%，最好將其控制在70%～100%之間。風(fēng)機的變頻調速可以根據實(shí)際情況下的通風(fēng)管道的道路特性曲線(xiàn)對其最小轉速進(jìn)行確定。

3.2　風(fēng)機節能的方法

  風(fēng)機變頻節能有減少運行時(shí)間、采用高效率機器及設備、減少空氣動(dòng)力等等多種的節電方法。風(fēng)機變頻節能有電磁調速電動(dòng)機調速、轉子回路串電阻調速、變極調速、液力耦合離合器調速、調壓調速以及調壓變頻調速等等多種調速方式。對風(fēng)機進(jìn)行調速控制是屬于減少空氣動(dòng)力的節能方法，主要是利用軸功率和轉速的三次方成正比的原理，與常用的以調節風(fēng)門(mén)開(kāi)度來(lái)控制風(fēng)量的方法有著(zhù)較為明顯的節電能效。

3.3　節能的計算

  以一臺30kW的鼓風(fēng)機為例：鼓風(fēng)機是二十四小時(shí)連續不斷地運行，在運行過(guò)程中，每天十小時(shí)的運行是在90%負荷，其頻率按照46Hz來(lái)進(jìn)行計算，擋板調節時(shí)候的電動(dòng)機的功耗按照98%來(lái)進(jìn)行計算;鼓風(fēng)機十四小時(shí)的運行是在50%的負荷，其頻率要按照20Hz來(lái)進(jìn)行計算，擋板調節時(shí)候的電動(dòng)機功耗要按照70%來(lái)進(jìn)行計算。如果鼓風(fēng)機全年的運行時(shí)間是三百天，那么一年所節約的電能總量是98254kW·h，如果按照每度電0.6元來(lái)計算，采用變頻調速的節能方法每年能夠節約的總電費為58952元。由此可見(jiàn)，風(fēng)機變頻節能的方法可以在很大程度上節約能源，為企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)節約大量的生產(chǎn)成本。

3.4　風(fēng)機變頻節能的效果

  采用風(fēng)機變頻節能的方法可以達到很好的效果，例如：風(fēng)機變頻節能的方法產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)得到很大程度的減小;風(fēng)機運行的安全穩定性得到提高;節約大量的能源，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本等。

  為了保證企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的安全、穩定、可靠進(jìn)行，風(fēng)機、水泵等多種生產(chǎn)機械在進(jìn)行設計配用動(dòng)力進(jìn)行驅動(dòng)的情況下，都要保留一定的裕量，例如引風(fēng)機、軸流風(fēng)機、排風(fēng)機、鼓風(fēng)機、離心泵、排水泵等。風(fēng)機、水泵等多種負載大多數是根據滿(mǎn)負荷工作的需要用量來(lái)進(jìn)行選擇的，在實(shí)際工作情況的應用中，大部分的時(shí)間并不都是工作于滿(mǎn)負荷的狀態(tài)情況下。

四、結語(yǔ)

  目前情況下，風(fēng)機在我國的各行各業(yè)中得到了相當廣泛的應用，風(fēng)機的變頻節能是一種現代的較為成熟的可以在一定程度上提高能源利用率的節能技術(shù)。相信隨著(zhù)經(jīng)濟及科技的快速發(fā)展進(jìn)步，風(fēng)機變頻節能方法也會(huì )得到更大的進(jìn)步，不斷研究出更好、更有效的節能方式，以便更加有效地利用風(fēng)機為現代各行業(yè)服務(wù)。