能源是重要的物質基礎，能源的供需矛盾（dùn）已成為製約我國社（shè）會主義經濟建設（shè）的（de）主要因素之一。在能源問題上國務院提出“節約與開發並重”的方針，就是依靠技術進步，把節（jiē）約能源以解決能源問題（tí）作為我國重（chóng）要的技術經濟政策。
據（jù）不完全統計，全國風機、水泵、壓縮機就（jiù）有1500萬台電動機，用電量占全國總發電量的（de）40～50%，這些（xiē）電動機大多在低（dī）的電（diàn）能利用（yòng）率下運行，隻要將這（zhè）些電動機電能利用（yòng）率提高10～15%，全年可節電300億kW以上。
根據火電設計規程SDJ-79規定，燃煤鍋爐（lú）的送、引（yǐn）風機的風量裕度分別為5%和5%～10%，風壓裕度分別為10%和10%～15%。設計（jì）過程中很難計算管網的（de）阻力、並考慮到長期運行過程中發生的各種問題，通常總（zǒng）是把係統的大風量和風壓裕度作為選型的依據（jù），但風機的型號和係列是有限的，往（wǎng）往選取（qǔ）不到合適的（de）風機型號（hào）時就往上靠（kào），裕度大於20～30%比較常見。因此這（zhè）些風機運行（háng）時，隻有靠（kào）調節風門或風（fēng）道（dào）擋（dǎng）板的開（kāi）度（dù）來滿足生產（chǎn）工藝對（duì）風量（liàng）的要求。風（fēng）機和水泵的（de）機械（xiè）特性均為平方轉矩特性（xìng），水泵運行時，靠閥門的開度調節流量（liàng）來滿足供水要（yào）求（qiú），工況與風機（jī）相似，靠調節風門、風（fēng）道檔板或閥門的開（kāi）度（dù）來調節風機風量，水泵流量的方法、稱為節流調節，在節流調節過程中，風機或水泵固有（yǒu）特性不變、僅僅靠關小風門、擋板或閥門的開度（dù），人為地增加管路的阻力，由（yóu）此增大（dà）管路係統的損失，不利於（yú）風機，水泵的節能運行。
采用調速控製裝置，通過改變風機水泵轉速，從而改變風（fēng）機風量，水泵流量以適應生產工藝的需要，這種調節方（fāng）式稱為風機水泵的調速控製。風（fēng）機、水泵以調（diào）速控製方式運行能（néng）耗省，綜合效益高。交流電機的調速方式有多種、變頻調速是的佳調速方（fāng）案，它可以實現，風機（jī）水泵的（de）無級調速，並可方便地組成閉環控製（zhì）係統、實（shí）現恒壓（yā）或恒流量控製。
一、風機水泵變頻調速的節電原理：
如圖示（shì）為離心風機（jī）水泵的風壓、（水壓）H-風量（流量）Q曲線特性圖：
n1-代表風機水泵 在額定轉速運行時的特性（xìng）；
n2-代表風機（jī）水泵降速運行在n2轉（zhuǎn）速時的特性；
R1-代表風機水泵管路阻力小時的阻力特性；
R2-代表風（fēng）機水泵（bèng）管路阻力增大到某（mǒu）一數組時的阻力特性（xìng）。
風機水泵在管路特（tè）性曲（qǔ）R1工（gōng）作時，工況點為A，其流量壓力（lì）分別為（wéi）Q1、H1，此時風機水泵所需的功率正比於H1與Q1的乘積（jī），即正比於AH1OQ1的麵積。由於工藝要求需減小風量（liàng）（流量）到Q2，實（shí）際上（shàng）通過增加（jiā）管網管阻，使風機水泵的工作點移到R2上的B點，風壓（水（shuǐ）壓）增大（dà）到H2，這時風機水泵所需的功率正比H2Q2的麵積，即近比廣BH2OQ2的（de）麵積。顯然風機水泵所需的（de）功率增大了。這種調節方式控（kòng）製（zhì）雖然簡單、但（dàn）功率消耗（hào）大（dà），不利於節能，是以高運行成本換取簡單控製方式。
若采用變頻調速，風機水泵轉速由n1下降到n2，這時工作點由A點移（yí）到C點，流量仍是（shì）Q2，壓力（lì）由H1降到H3，這時變頻調速後風機（水泵）所需的功率正比（bǐ）於H3與Q2的乘積，即正比於CH3OQ2的麵積，由圖可見功率的減少是明顯的。
二、風機水源節能的計（jì）算：
風機水泵流量（liàng）變化（huà）量，如前所（suǒ）述，采用變頻調速是節電之有效的措（cuò）施。根據GB12497對電（diàn）機經（jīng）濟濟運行管理（lǐ）的（de）規定有如下的計算公式。
采用檔板調節流量對應電動機輸入（rù）功率P1V與流（liú）量Q的關係為：
P1V≈[0.45+0.55(Q/QN)2]P1e （1）
式中：P1e——額（é）定流量時電動機輸入功率（kW）。
QN——額定流量
三、應用實例：
某水泥廠機立窯離（lí）心風機245KW，電機4、實際用風量為0.6～0.7，準備改造為變頻器驅動，估（gū）算節（jiē）電率和投資回收（shōu）期。
取Q/QN=0.65，由（2）式
由（1）式P1V=〔0.45+0.55(0.65)2〕245
=0.6428×245=157(KW)
采取風門調（diào）節風量（liàng）時風機所需的軸功率為157kW，變頻器調速器調風量（liàng）時相對調節風門調風量的節電率為0.6。
年節電量，每年按300天計算。
24×306×157×60%=678240KWh≈67.8（萬kWh）
年節電費（電價0.40元/kWh）
0.4×678240=27萬元
投資回收期:
投資回收期=設備投（tóu）資總額(元)÷年節電（diàn）費(元)
=18÷27=0.67（年（nián））=8（個月）
由（yóu）此可判定，該水泥廠機立窯離心風機采用變頻器驅動後，年節電量67.8萬kWh，年節電費27萬（wàn）元，投資回（huí）收期8個月，技術經濟效益可觀。
該水泥廠訂購（gòu）了一台變頻調速櫃、內裝森蘭BT40S250kW變（biàn）頻器一台，另有空開、熔斷（duàn）器、電表、指（zhǐ）示燈等，價值18萬元。投入運行後，變頻器頻率（lǜ）調到35Hz左右滿足機窯立風量要求，這時電動機電流210A左右，變頻器輸（shū）電壓、298V，實際輸出功率為
P=√3 IVCOφ4=3×210×298×0.9≈97.5kW
與理（lǐ）論計算值157×0.6=94.2kW基本（běn）吻合。
通過以上（shàng）分析（xī）可（kě）以看（kàn）出，風機水泵采用變頻器調速（sù）後，節電（diàn）效果是明顯的，此外，機（jī）械的轉速降低後，機械的磨損減少，使用（yòng）壽命延長了，間接經濟（jì）效益（yì）也很可觀。
據（jù）不完全統計，全國風機、水泵、壓縮機就（jiù）有1500萬台電動機，用電量占全國總發電量的（de）40～50%，這些（xiē）電動機大多在低（dī）的電（diàn）能利用（yòng）率下運行，隻要將這（zhè）些電動機電能利用（yòng）率提高10～15%，全年可節電300億kW以上。
根據火電設計規程SDJ-79規定，燃煤鍋爐（lú）的送、引（yǐn）風機的風量裕度分別為5%和5%～10%，風壓裕度分別為10%和10%～15%。設計（jì）過程中很難計算管網的（de）阻力、並考慮到長期運行過程中發生的各種問題，通常總（zǒng）是把係統的大風量和風壓裕度作為選型的依據（jù），但風機的型號和係列是有限的，往（wǎng）往選取（qǔ）不到合適的（de）風機型號（hào）時就往上靠（kào），裕度大於20～30%比較常見。因此這（zhè）些風機運行（háng）時，隻有靠（kào）調節風門或風（fēng）道（dào）擋（dǎng）板的開（kāi）度（dù）來滿足生產（chǎn）工藝對（duì）風量（liàng）的要求。風（fēng）機和水泵的（de）機械（xiè）特性均為平方轉矩特性（xìng），水泵運行時，靠閥門的開度調節流量（liàng）來滿足供水要（yào）求（qiú），工況與風機（jī）相似，靠調節風門、風（fēng）道檔板或閥門的開（kāi）度（dù）來調節風機風量，水泵流量的方法、稱為節流調節，在節流調節過程中，風機或水泵固有（yǒu）特性不變、僅僅靠關小風門、擋板或閥門的開度（dù），人為地增加管路的阻力，由（yóu）此增大（dà）管路係統的損失，不利於（yú）風機，水泵的節能運行。
采用調速控製裝置，通過改變風機水泵轉速，從而改變風（fēng）機風量，水泵流量以適應生產工藝的需要，這種調節方（fāng）式稱為風機水泵的調速控製。風（fēng）機、水泵以調（diào）速控製方式運行能（néng）耗省，綜合效益高。交流電機的調速方式有多種、變頻調速是的佳調速方（fāng）案，它可以實現，風機（jī）水泵的（de）無級調速，並可方便地組成閉環控製（zhì）係統、實（shí）現恒壓（yā）或恒流量控製。
一、風機水泵變頻調速的節電原理：
如圖示（shì）為離心風機（jī）水泵的風壓、（水壓）H-風量（流量）Q曲線特性圖：
n1-代表風機水泵 在額定轉速運行時的特性（xìng）；
n2-代表風機（jī）水泵降速運行在n2轉（zhuǎn）速時的特性；
R1-代表風機水泵管路阻力小時的阻力特性；
R2-代表風（fēng）機水泵（bèng）管路阻力增大到某（mǒu）一數組時的阻力特性（xìng）。
風機水泵在管路特（tè）性曲（qǔ）R1工（gōng）作時，工況點為A，其流量壓力（lì）分別為（wéi）Q1、H1，此時風機水泵所需的功率正比於H1與Q1的乘積（jī），即正比於AH1OQ1的麵積。由於工藝要求需減小風量（liàng）（流量）到Q2，實（shí）際上（shàng）通過增加（jiā）管網管阻，使風機水泵的工作點移到R2上的B點，風壓（水（shuǐ）壓）增大（dà）到H2，這時風機水泵所需的功率正比H2Q2的麵積，即近比廣BH2OQ2的（de）麵積。顯然風機水泵所需的（de）功率增大了。這種調節方式控（kòng）製（zhì）雖然簡單、但（dàn）功率消耗（hào）大（dà），不利於節能，是以高運行成本換取簡單控製方式。
若采用變頻調速，風機水泵轉速由n1下降到n2，這時工作點由A點移（yí）到C點，流量仍是（shì）Q2，壓力（lì）由H1降到H3，這時變頻調速後風機（水泵）所需的功率正比（bǐ）於H3與Q2的乘積，即正比於CH3OQ2的麵積，由圖可見功率的減少是明顯的。
二、風機水源節能的計（jì）算：
風機水泵流量（liàng）變化（huà）量，如前所（suǒ）述，采用變頻調速是節電之有效的措（cuò）施。根據GB12497對電（diàn）機經（jīng）濟濟運行管理（lǐ）的（de）規定有如下的計算公式。
采用檔板調節流量對應電動機輸入（rù）功率P1V與流（liú）量Q的關係為：
P1V≈[0.45+0.55(Q/QN)2]P1e （1）
式中：P1e——額（é）定流量時電動機輸入功率（kW）。
QN——額定流量
三、應用實例：
某水泥廠機立窯離（lí）心風機245KW，電機4、實際用風量為0.6～0.7，準備改造為變頻器驅動，估（gū）算節（jiē）電率和投資回收（shōu）期。
取Q/QN=0.65，由（2）式
由（1）式P1V=〔0.45+0.55(0.65)2〕245
=0.6428×245=157(KW)
采取風門調（diào）節風量（liàng）時風機所需的軸功率為157kW，變頻器調速器調風量（liàng）時相對調節風門調風量的節電率為0.6。
年節電量，每年按300天計算。
24×306×157×60%=678240KWh≈67.8（萬kWh）
年節電費（電價0.40元/kWh）
0.4×678240=27萬元
投資回收期:
投資回收期=設備投（tóu）資總額(元)÷年節電（diàn）費(元)
=18÷27=0.67（年（nián））=8（個月）
由（yóu）此可判定，該水泥廠機立窯離心風機采用變頻器驅動後，年節電量67.8萬kWh，年節電費27萬（wàn）元，投資回（huí）收期8個月，技術經濟效益可觀。
該水泥廠訂購（gòu）了一台變頻調速櫃、內裝森蘭BT40S250kW變（biàn）頻器一台，另有空開、熔斷（duàn）器、電表、指（zhǐ）示燈等，價值18萬元。投入運行後，變頻器頻率（lǜ）調到35Hz左右滿足機窯立風量要求，這時電動機電流210A左右，變頻器輸（shū）電壓、298V，實際輸出功率為
P=√3 IVCOφ4=3×210×298×0.9≈97.5kW
與理（lǐ）論計算值157×0.6=94.2kW基本（běn）吻合。
通過以上（shàng）分析（xī）可（kě）以看（kàn）出，風機水泵采用變頻器調速（sù）後，節電（diàn）效果是明顯的，此外，機（jī）械的轉速降低後，機械的磨損減少，使用（yòng）壽命延長了，間接經濟（jì）效益（yì）也很可觀。
