風機節能—“變頻技術”（一）

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　　礦井通風是保證井工生產的基本條件，而礦井通風機則是實現安全、經濟合理通風的主要手段和設備。由于礦井生產的特殊性，決定了通風機功率大，連續運轉時間長，耗電量大。據某礦務局統計，全局11對礦井共有通風井13個，裝備主扇風機27臺，總裝機額定功率11 400 kW，全局主扇耗電量占原煤生產耗電量的28. 2 ，平均效率在50左右，最低的只有10.由上述數據可見，礦井主扇風機的電能浪費十分嚴重，究其原因很多，有礦井通風網絡特性和主扇風機特性不匹配的問題，有主扇設備型號老舊、性能落后的問題，有礦井通風阻力過大的問題，有漏風損失嚴重的問題，但主要原因還是由于風機能力過大，造成了大馬拉小車的現象，新建礦井尤為嚴重。圍繞節能改造，許多單位采取了各種各樣的辦法，但效果都不太明顯，因此，研究節能有效途徑，改造現有設備，對煤炭行業減虧增盈、提高效益意義重大。本文介紹的變頻技術，是降低煤礦電耗的有效途徑之一。

　　變頻技術節能原理在礦井風機選型時，額定風量通常都超過礦井實際所需的風量，大多數風機在運行時根據工藝要求不斷地調節風量和風壓，通常調節風量和風壓的方法有兩種：一種是控制輸出、輸入端的風門開度，一種是控制電機的轉速。目前采用擋板或閥門來調節風量的方法較為普遍，這種方法雖然投資少、控制簡單，但由于人為地增加了通風阻力，因而造成電能的大量浪費，如果設想將這種方式改變成通過調節風機轉速來改變風量，使電機的耗電量隨著負荷大小而變化，則可達到節能的目的，這也是變頻技術的核心所在。

　　1.風機參數及特性曲線電機軸功率P、風機風量Q和風壓H之間的關系如下：風機的特性曲線如圖1所示。圖中標出了以擋板開度表示的阻力曲線。
　　從流體力學原理可知，用轉速控制風機張少春秦喜文利用變頻技術實現風機節能時，風量、風壓及電機軸功率和轉速的關系可表述為：式中n――轉速。
　　上式的含義即為：風量Q與轉速n的一次方成正比，風壓H與轉速n的二次方成正比，軸功率P與轉速n的三次方成正比。
　　2.風機變頻節能原理分析設圖1中N為額定轉速時的Q _ H曲為擋板全開時阻力曲線，其焦點A即為該風機的設計工況點。
　　用擋板控制時，由于要減小風量，擋板開度變小，使擋板阻力變大，阻力曲線從T移到T 1，風壓從H上升到H 1，風量從Q減小到Q 1，運行工況點隨之從A點移到B點。
　　用調速控制時，擋板全開（開度T） ，阻力曲線T不變，風機的特性取決于轉速，如果把轉速從n降到n 1，特性曲線也從N移到1，結果運行工況從A點移到A′點，風壓從下降到H 2，風量從Q減小到Q 1，獲得了同樣的風量效果。
　　求出利用常規擋板方法時風機的軸功率為：利用變頻技術時的風機軸功率為：也就是說用擋板控制時，獲得同樣的風量Q比用變頻技術時多耗電ΔPkW，而且由板前后風壓差越大，損耗功率越大。風機變頻調速與用擋板相比在相同風量下，節電率為：2變頻技術在風機節能中的應用2. 1使用變頻技術的某礦井風機有關參數風機額定風量： 4266. 77 m主軸轉速： 480 rpm電機容量：　kW電機電壓： 380 V電機電流： 425 A電機轉速： 495 rpm礦井所需風量： 1 530 m 2. 2所用變頻裝置有關參數主電源：三相，電壓380 V基波功率因數，額定值時0. 98總功率因數，額定值時 0. 95電機聯接：電源，三相0～所需的供電電壓頻率， 0～所需的供電頻率頻率分辨率， 0. 01 Hz環境溫度， 0～40℃冷卻方式，集中式風冷相對濕度，　95不結霜標準性能：數據顯示輸出頻率、電機電流、電機轉速、輸出電壓、中間回路直流電壓、散熱器溫度、電機功率、電機轉矩、操作時間、電能計量、參數設定、報警及故障信息。