一、概述：
目前在我國各行各業(yè)的各類(lèi)機械與電氣設備中與風(fēng)機水泵配套的電機約占全國電機裝機量的60%，耗用電能約占全國發(fā)電總量的三分之一。并且大多數風(fēng)機、水泵在使用過(guò)程中都存在大馬拉小車(chē)的現象。因生產(chǎn)、工藝等方面的變化，需要經(jīng)常調節氣體和液體的流量、壓力、溫度等；目前，許多單位仍然采用落后的調節檔風(fēng)板或閥門(mén)開(kāi)啟度的方式來(lái)調節氣體或液體的流量、壓力、溫度等。這實(shí)際上是通過(guò)人為增加阻力的方式，并以浪費電能和金錢(qián)為代價(jià)來(lái)滿(mǎn)足工藝和工況對氣體、液體流量調節的要求。這種落后的調節方式，不僅浪費了寶貴的能源，而且調節精度差，很難滿(mǎn)足現代化工業(yè)生產(chǎn)及服務(wù)等方面的要求，負面效應十分嚴重。
變頻調速器的出現為交流調速方式帶來(lái)了一場(chǎng)革命。隨著(zhù)近十幾年變頻技術(shù)的不斷完善、發(fā)展。變頻調速性能日趨完美，已被不同學(xué)科、不同行業(yè)的工程技術(shù)人員廣泛應用于不同領(lǐng)域的交流調速。為企業(yè)帶來(lái)了可觀(guān)的經(jīng)濟效益，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。
變頻調速用于交流異步電機調速，其性能遠遠超過(guò)以往任何交、直流調速方式。而且結構簡(jiǎn)單，調速范圍寬、調速精度高、安裝調試使用方便、保護功能完善、運行穩定可靠、節能效果顯著(zhù)，已經(jīng)成為交流電機調速的最新潮流。
二、變頻調速節能原理：
風(fēng)機是傳送氣體的機械設備，從流體力學(xué)原理得知，風(fēng)機風(fēng)量與電機轉速功率相關(guān)：風(fēng)機的風(fēng)量（流量）與風(fēng)機（電機）的轉速成正比，風(fēng)機的風(fēng)壓與風(fēng)機（電機）的轉速的平方成正比，風(fēng)機的軸功率等于風(fēng)量與風(fēng)壓的乘積，故風(fēng)機的軸功率與風(fēng)機（電機）的轉速的二次方成正比（即風(fēng)機的軸功率與供電頻率的二次方成正比）：
眾所周知，在供風(fēng)系統中，對于風(fēng)機，其風(fēng)壓（H）、風(fēng)量（Q）、轉速（n）和軸功率（P）之間存在如下關(guān)系：
Q＝K1×n
H＝K2×n2
P＝K3×H×Q＝K1×K2×K3×n3＝K×n3
結論:改變風(fēng)機的轉速就可改變風(fēng)機的功率
根據電學(xué)原理交流電機轉速如下：
n=60f(1-s)/p
式中：n-電機轉速， f-電源頻率，p-電機的極對數， s-轉差率。
由公式可見(jiàn)，電機調速有多種，如調壓調速，變極調速，串級調速和變頻調速等。其中變頻調速方式的調速范圍寬，電機效率高、適用面廣，節能效果好。結論:改變風(fēng)機的運行頻率就可改變風(fēng)機的轉速。
電機轉速與節能率的關(guān)系表 ：
頻率f（Hz）
轉速N%
風(fēng)量Q%
風(fēng)壓H%
軸功率P%
節電率
50
100%
100%
100%
100%
0.00%
45
90%
90%
81%
72.9%
27.10%
40
80%
80%
64%
51.2%
48.80%
35
70%
70%
49%
34.3%
65.70%
30
60%
60%
36%
21.6%
78.40%
根據上述原理可知改變風(fēng)機的轉速就可改變風(fēng)機的功率。
將供電頻率由50 Hz降為40Hz，則P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50 ，理論上節電率達48.2%。
三、水泥廠(chǎng)的的生產(chǎn)情況：
風(fēng)機是水泥生產(chǎn)過(guò)程中的重要設備,也是消耗電量最大的設備之一。不過(guò)，電量消耗的絕對數字本身并不重要。重要的是，該消耗量的相當部份并沒(méi)有用于生產(chǎn)需要，而是白白的浪費掉了！在行業(yè)竟爭日益激烈的市場(chǎng)條件下，企業(yè)為了贏(yíng)得市場(chǎng)，必須采取各種挫施不斷提高企業(yè)在市場(chǎng)竟爭中的竟爭能力。如果說(shuō)開(kāi)源節流是從管理的角度提高企業(yè)的竟爭能力的方法，則提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品單耗就是提高企業(yè)竟爭能力的重要保障。
水泥生產(chǎn)的主要設備是窯爐，窯爐有分立式（立窯）和臥式（回轉式）。就綜合指標而言，立窯遠不能與回轉窯相比，然而，立窯在現在中小水泥廠(chǎng)中仍占有很大的比例，且不可能馬上全部退出生產(chǎn)應用。對一臺3-10年內不能退出生產(chǎn)的立窯進(jìn)行技術(shù)改造即具有極其重要的意義。
立窯的生產(chǎn)過(guò)程:燃料和水泥原料分別從立窯的頂端送入窯體中，在窯的中部混合燃燒，燃燒所需的空氣由鼓風(fēng)機從窯的底部送入。燃燒過(guò)后產(chǎn)生的熟料由窯的底部出口送出。
在上述生產(chǎn)過(guò)程中，傳統的送風(fēng)系統由羅茨鼓風(fēng)機、送風(fēng)管道和放風(fēng)閥門(mén)組成。由于生產(chǎn)過(guò)程中風(fēng)的需求量取決于燃料質(zhì)量、原材料質(zhì)量。另外，整過(guò)生產(chǎn)過(guò)程中不同的時(shí)間段對風(fēng)的需求量也有很大的不同。因此，在整過(guò)生產(chǎn)過(guò)程中，送入窯爐的通風(fēng)量需要經(jīng)常調整。在傳統的送風(fēng)系統中，風(fēng)機時(shí)刻處于額定轉速運轉，即送風(fēng)量是固定的。風(fēng)量的調整是靠放風(fēng)閥的開(kāi)度進(jìn)行的�；蚴钦f(shuō)，每當窯爐對風(fēng)的需求量減少時(shí)（此時(shí)進(jìn)行放風(fēng)），便是能量浪費產(chǎn)生的時(shí)刻。因為風(fēng)是由風(fēng)機產(chǎn)生的，放掉的風(fēng)就是放掉電能，白白地放掉電能是一種極大的浪費。窯爐需要的風(fēng)量越小，放掉的就越大，能量浪費就越嚴重。據某一水泥生產(chǎn)現場(chǎng)統計，窯爐20%的時(shí)間需要滿(mǎn)風(fēng)量，40%時(shí)間處于80%的滿(mǎn)風(fēng)量，另40%時(shí)間風(fēng)量的需求量約為65%的滿(mǎn)風(fēng)量。在這種情況下，不需要的那20%和35%的風(fēng)量就白白地浪費掉了，前者的能量浪費約為48%，而后者的能量浪費竟高達65%。
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