科ke技ji的de不bu斷duan進jin步bu，經jing濟ji發fa展zhan越yue來lai越yue迅xun速su基ji礎chu設she施shi不bu斷duan加jia速su，建jian材cai行xing業ye也ye得de到dao空kong前qian的de發fa展zhan。但dan是shi突tu出chu的de矛mao盾dun顯xian現xian出chu來lai，能neng源yuan的de供gong應ying尤you其qi是shi電dian力li的de供gong應ying與yu不bu斷duan發fa展zhan的de建jian材cai行xing業ye日ri益yi擴kuo大da的de生sheng產chan規gui模mo形xing成cheng一yi個ge矛mao盾dun。電dian子zi科ke技ji的de不bu斷duan進jin步bu，變bian頻pin器qi日ri漸jian成cheng熟shu和he越yue來lai越yue廣guang泛fan應ying用yong對dui這zhe個ge問wen題ti找zhao到dao了le一yi個ge出chu路lu。談tan到dao節jie能neng就jiu不bu能neng與yu電dian機ji拖tuo動dong負fu載zai分fen開kai，下xia麵mian是shi負fu載zai類lei型xing與yu電dian能neng消xiao耗hao的de關guan係xi
一、負載與電能消耗關係
負載類型與節能關係
生產機械是各式各樣，種類繁多的，但負載類型主要有三類，它們與節能的關係見表1。
表1中的P（KW）、M（n•m）、n（r/min），也可從公式 P=M•n/9550中求得。
表1 負載類型與節能關係
二、幾種典型負載與節能的分析
1、各種風機、泵類負載，因P ∝n3，故應用變頻器後，節電效果顯著，見表2。表2為風機泵類應用變頻器後，在不同流量Q*，轉速n*，軸功率P*（額定值的相對值百分數）以某頻率值時的節電率。
表2 風機、泵類負載應用變頻器後的節電率
表2數值是按公式P*=n*×0.0001，N=1-P 計算而得的，實際應用中可能稍有誤差。例轉速n* 為90時，相應頻率值為45Hz，則P*=903×0.0001=73%，所以N=1-73=27%，一般風機，泵類節電率按工況條件的不同，可達30%或以上。
2、空壓機、擠出機、攪拌機等因P∝n，所以節率N=n*%，一般控製在≤20%。
3、破碎機、粉碎機、衝壓床、落料機、剪切機等負載，具有周期波動性，節電率與波動性大小有關，可見表3。而且采用閉環控製時，相對節電率可大些。
表3 負載波動性與節電率的關係
圖1 功率波動示意圖
4、階梯負載且處於滿載與空載交替工作方式見圖4：
圖2 階梯負載工作方式示意圖
這類負載例如有貯氣罐的空壓機，定容積水箱，水池，水塔等工作時間T1滿負荷PH，一定壓力（流量容積）自動卸荷，電動機空載P0，時間為T2。我們采用降速降流量並適當延長工作時間T1′，縮短空載時間T2′的方法來實現節電。經實際經驗可有15-20%的節電率。而且T2〈T1 ，一般T2=（1/3~1/4）T1
5、高位水箱，水池，水塔等間歇負載，在不工作時間≥工作時間的條件下，如采用降速降流量來延
長工作時間，縮短不工作時間的運行方式，約有20~30%的節電率。
6、人為的負荷轉移來實現節電方法。
電動機處於滿負荷或超負荷，而且壓力，流量亦無富餘度，使用變頻器後沒辦法實現節電。但備用
泵較多，那就可采用人為的負荷轉移來實現節電。
三、水泥廠變頻器應用
1、變頻器在立窯羅茨風機上的應用
我國的大多數2KT/D以下水泥廠在立窯上配備有160~220KW羅茨風機（產量較大的生產線立窯上配套使用的風機功率更大），chuantongdefengliangkongzhifangfashiyikaofangfengfajinxingtiaojie。youyuluocifengjidefengliangjiaoweihengding，erduanshaoshigenjuyaoneiqingkuangxuyaosuishitiaojiefengliang，dangyaoneixuyaojianshaofengliangshi，shitongguofangfengfafangzouduoyudefengliang，zaochengyanzhongdenengyuanlangfei。shuiniliyaoduanshaoshuliaosuohaodediannengzhong，luocigufengjidediannengxiaohaozhan60%左右，隨著電價的調整（整體上是上升趨勢），電(dian)費(fei)在(zai)水(shui)泥(ni)生(sheng)產(chan)中(zhong)所(suo)占(zhan)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)的(de)比(bi)重(zhong)將(jiang)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。因(yin)此(ci)降(jiang)低(di)鼓(gu)風(feng)機(ji)的(de)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)成(cheng)為(wei)提(ti)高(gao)企(qi)業(ye)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)的(de)重(zhong)要(yao)環(huan)節(jie)。工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)風(feng)量(liang)隨(sui)窯(yao)內(nei)條(tiao)件(jian)進(jin)行(xing)調(tiao)節(jie)，調(tiao)節(jie)風(feng)機(ji)的(de)鼓(gu)風(feng)量(liang)，對(dui)羅(luo)茨(ci)風(feng)機(ji)可(ke)由(you)變(bian)頻(pin)器(qi)改(gai)變(bian)風(feng)機(ji)的(de)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)頻(pin)率(lv)來(lai)進(jin)行(xing)無(wu)級(ji)調(tiao)速(su)來(lai)調(tiao)節(jie)風(feng)量(liang)，給(gei)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)與(yu)節(jie)能(neng)留(liu)下(xia)較(jiao)大(da)的(de)空(kong)間(jian)。實(shi)踐(jian)中(zhong)也(ye)證(zheng)明(ming)確(que)實(shi)如(ru)此(ci)：重慶地維水泥有限公司在1號窯132KW羅茨風機上安裝艾默生變頻器後，節電率高達62%，噸熟料電耗由安裝變頻器前的15.22度下降為安裝後5.55度；河南焦作水泥廠在1KT/D水泥熟料旋窯生產線流態化係統55KW羅茨風機上安裝變頻器後，節電率高達73.2%，耗電量由原來的606度下降到安裝以後的162度，日節電444度。
重慶地維水泥有限公司在風機應用變頻器前後的電耗的對比表：
設備名稱 功率 平均電流 功率消耗 節能效果 經濟分析
KW 使用前 使用後 使用前 使用後 萬度/年 萬元/年
一室風機 45 59.25 39.33 35 17 14.3 6.1
二室風機 75 69.75 30 41 18 18 7.7
三室風機 75 84.63 45 50 27 18.2 7.7
三室風機 75 84.13 52 48 25 18.2 7.7
吹煤風機 132 136.38 54.67 81 32 38.8 16.7
蓖冷風機 30 21.43 8 13 5 6.3 2.7
窯頭排風機 90 121.6 50 72 29 34 14.6 2、 心風機，水泵類設備上的應用
目mu前qian，一yi些xie水shui泥ni廠chang是shi采cai用yong高gao壓ya離li心xin式shi風feng機ji進jin行xing供gong風feng，該gai種zhong水shui泥ni窯yao的de風feng量liang調tiao節jie是shi通tong過guo風feng門men開kai度du對dui風feng量liang進jin行xing調tiao節jie。對dui離li心xin式shi風feng機ji，水shui泵beng的de變bian頻pin改gai造zao同tong樣yang有you巨ju大da的de節jie能neng潛qian力li。離li心xin式shi風feng機ji泵beng類lei設she備bei流liu量liang與yu轉zhuan速su成cheng正zheng比bi。因yin此ci在zai調tiao節jie風feng量liang或huo流liu量liang時shi，如ru降jiang低di20%流量或風量，功耗將下降50%，但是轉速與壓力成平方關係，當轉速下降20%時壓力將下降64%，因此要注意工藝要求不能像羅茨風機那樣，不用考慮轉速與風壓的關係。
3、 空壓機上的節能應用
空氣壓縮機恒壓供氣使用變頻器與壓力構成閉環控製係統，使壓力波動降到1.5%，jiangdizaoyin，jianshaozhendong，baozhengshebeidechangqiwendingyunxing，congerjianshaoshebeiweihu，yanchangshebeishiyongshouming。yongbianpinqiyiqianyalibodongbijiaoda，bingqieyaoqiukongyajibunengdaiyaqidong。xianzaibianpinqidapoyuanlaibuyunxudaiyaqidongdeguiding，bianpinqikeyizairenheyalixiasuiyiqidong，qidongdianliudadajiangdi。tongguobianpinqifangmiandeshili，duoshuyasuojidejiedianzai20%左右。但是壓縮機的電機功率都較大，從幾十個千瓦到幾千個千瓦，變頻器的應用使控製的品質大幅提高，同時經濟效益也十分明顯。
供水泵使用變頻器後，是通過安裝在管網出口處的壓力傳感器，PID調tiao節jie器qi與yu變bian頻pin器qi構gou成cheng閉bi環huan自zi動dong控kong製zhi回hui路lu，使shi整zheng個ge係xi統tong自zi動dong控kong製zhi流liu量liang保bao持chi壓ya力li恒heng定ding，，使shi供gong水shui泵beng在zai最zui佳jia節jie能neng狀zhuang態tai下xia運yun行xing，這zhe與yu傳chuan統tong帶dai有you儲chu氣qi罐guan的de供gong水shui設she備bei相xiang比bi較jiao，節jie省sheng建jian築zhu麵mian積ji，節jie電dian效xiao果guo理li想xiang，同tong時shi還hai有you節jie水shui降jiang噪zao，提ti高gao可ke靠kao性xing，無wu二er次ci汙wu染ran等deng優you點dian。
4、 卸料機上的應用
立窯卸料機上一般采用18.5―30KW滑差調速電機，轉速通常控製在300-1000RPM（工藝上要求），采用變頻器調速是取代原來的滑差調速，經過幾家的應用結果證明平均節能在４０％左右，因為滑差調速是一種耗能的低效率的調速方法。滑差電機軸的輸出功率P0=KM0N1
(P0表示輸出功率，M0表示負載轉矩，K為常數)
滑差頭損耗功率P=P0-P1=KM0(N0-N1)
由此可見滑差電機的轉速越低，能源效率越低，而卸料機的轉速一般在400RPM左右運行，因此應用變頻器調速的方法取得４０％以上的節能效果是必然的。
5、在預加水成球係統中的應用
muqian，yujiashuichengqiugongyijishuzailiyaozhongyijingfeichangpubian。tazaitigaochengqiuzhiliang，gaishanduanshaocaozuotiaojian，tigaoliyaoshuliaochanlianghezhiliangqudebijiaomingxiandexiaoguo。liyongjizhongkongzhishixianshuanghuilutiaojie，nenggoushixianshuiliaobilizidonggenzongtiaojie。shiyujiashuixitongzhenzhengqidaojiashichengqiuzuoyong，tigaochengqiuzhiliang，weiliyaoshengchanchuyouzhigaochandeshuliaochuangzaoletiaojian。
6、在選粉機上的應用
重慶地維水泥有限公司的現在用變頻器進行驅動，設備節能效果明顯，大大降低維護量。該設備原來使用JZT392-4型75KWhuachadianjituodong，shebeijiandan，jiagebijiaodilian。danshidianjibentizaoyingao，zhendongda，nenghaogao，wugongsunhaodazhouchengdeguzhangyegao，huachakongzhiyianzhuangzaifenchenfeiyangdedianjipangbian，duocichuxianwufatiaosu，turanshisudengguzhang，xianchangweihuliangda，yingxiangzhenggexitongdeanquanyunxing。xitongyizhiyunxingzai594RPM，但是電氣方麵參數卻相差很大，原來輸入電壓385V，輸入電流72A，功率因數0.82，輸入功率為40KW。現在參數為輸入電壓387V，輸入電流18A。功率因數為0.92，輸入功率為11KW（變頻器加裝直流電抗器）。
四、水泥行業變頻器潛在市場分析
變頻器在水泥廠的應用不僅僅在以上幾個方麵，在回轉窯、球磨機、卸料機、圓盤給料機、雙管絞刀、群板喂料機調速皮帶稱、喂料絞刀、蓖(bi)冷(leng)機(ji)等(deng)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)交(jiao)流(liu)調(tiao)速(su)部(bu)分(fen)。隨(sui)著(zhe)國(guo)家(jia)在(zai)環(huan)保(bao)方(fang)麵(mian)製(zhi)度(du)不(bu)斷(duan)出(chu)台(tai)，對(dui)環(huan)保(bao)的(de)要(yao)求(qiu)也(ye)會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。旋(xuan)風(feng)除(chu)塵(chen)，布(bu)袋(dai)式(shi)除(chu)塵(chen)器(qi)等(deng)產(chan)品(pin)應(ying)用(yong)節(jie)能(neng)改(gai)造(zao)項(xiang)目(mu)將(jiang)更(geng)加(jia)明(ming)顯(xian)。
五、優勢分析
從以上應用情況可以看出，水泥廠使用變頻器有以下突出的優點：
1、 滿足工藝要求變頻調速的調速範圍在１０：１以上，而水泥工藝過程中調速範圍在10:1範圍內即可滿足工藝要求。
2、 變頻器的使用便於進行集中控製，提高工廠的自動化水平。艾默生公司變頻器配有RS232/RS485通訊接口，和專用通訊適配器，使設備的集中監控成為可能，大大降低人員維護費用提高設備可靠性。
3、 變頻器產品平滑的調速特性大大提高產品質量。
4、 變頻器可以實現節能，降低成本消耗，獲得可觀的經濟效益。
六、結論：
變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)首(shou)要(yao)是(shi)為(wei)滿(man)足(zu)工(gong)藝(yi)的(de)要(yao)求(qiu)，一(yi)切(qie)都(dou)是(shi)為(wei)滿(man)足(zu)工(gong)藝(yi)條(tiao)件(jian)。變(bian)頻(pin)器(qi)是(shi)通(tong)過(guo)轉(zhuan)速(su)的(de)調(tiao)節(jie)滿(man)足(zu)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)並(bing)實(shi)現(xian)節(jie)電(dian)的(de)作(zuo)用(yong)，就(jiu)單(dan)台(tai)電(dian)機(ji)來(lai)講(jiang)，變(bian)頻(pin)器(qi)並(bing)不(bu)是(shi)發(fa)電(dian)機(ji)，無(wu)法(fa)在(zai)電(dian)機(ji)容(rong)量(liang)處(chu)於(yu)飽(bao)和(he)狀(zhuang)態(tai)的(de)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)下(xia)實(shi)現(xian)節(jie)能(neng)效(xiao)果(guo)。首(shou)先(xian)要(yao)滿(man)足(zu)使(shi)用(yong)的(de)要(yao)求(qiu)，再(zai)適(shi)當(dang)的(de)改(gai)變(bian)現(xian)有(you)的(de)工(gong)況(kuang)參(can)數(shu)值(zhi)，以(yi)達(da)到(dao)較(jiao)高(gao)的(de)節(jie)電(dian)率(lv)。不(bu)能(neng)一(yi)味(wei)強(qiang)調(tiao)高(gao)的(de)節(jie)電(dian)率(lv)而(er)忽(hu)視(shi)滿(man)足(zu)使(shi)用(yong)要(yao)求(qiu)，這(zhe)是(shi)片(pian)麵(mian)不(bu)現(xian)實(shi)的(de)。要(yao)求(qiu)處(chu)理(li)好(hao)這(zhe)個(ge)矛(mao)盾(dun)，才(cai)是(shi)合(he)理(li)最(zui)佳(jia)的(de)使(shi)用(yong)和(he)節(jie)能(neng)方(fang)案(an)。
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