變頻調速在福建恒源自來水廠的設計應用

四．變頻改造后的效益計算

　　我們從水泵調速節能原理得知，當水泵拖動電機工頻運行時，出力為額定值，轉速及功耗為額定值，當采用變頻調速時，可以按需要升降電機轉速，改變水泵的性能曲線，使水泵的額定參數滿足工藝要求，根據水泵的相似定律，變速前后流量、揚程、功率與轉速之間關系為：
Q1/Q2=n1/n2
H1/H2=（n1/n2）2
P1/P2=（n1/n2）3
Q1 、H1、P1―水泵在n1轉速時的流量、揚程、功率；
Q2、H2、P2―水泵在n2轉速時相似工況條件下的流量、揚程、功率

　　假如轉速降低一半，即：n2/n1=1/2，則P2/P1=1/8，可見降低轉速能大大降低軸功率達到節能的目的。從上圖中可以看出：當轉速由n1降為n2時，水泵的額定工作參數Q、H、P都降低了。但從效率曲線η-Q看，Q2點的效率值與Q1點的效率值基本是一樣的。也就是說當轉速降低時，額定工作參數相應降低，但效率不會降低，有時甚至會提高。因此在滿足操作要求的前提下，水泵仍能在同樣甚至更高的效率下工作。

　　為了使測量的數據更加真實，我們在高壓變頻穩定運行之后又進行了72小時的節能測試，我方調試人員在72小時之內時時記錄數據，包括電機電流，出水量，電機溫度，母管壓力，頻率，水位深度等，以便更準確的進行節能計算。如下表所示：

　　母管壓力均在0.212-0.228MPa之間，水位深度為8.88-8.93米，頻率保持在44HZ-46H，按場年均單耗132kwh計算，三天的平均節電率為15 %，在廠方已經采取了多次節能措施的前提下，能達到這樣的節能效果，客戶十分滿意。

五． 使用變頻器的附加效果

　　使用變頻器不但可以節能降耗，它的的許多附加效果也是值得稱道的。

1、減少電機啟動時的電流沖擊

　　電機直接啟動時的最大啟動電流為額定電流的7倍；星角啟動為4.5倍；電機軟啟動器也要達到2.5倍。觀察變頻器起動的負荷曲線，可以發現它啟動時基本沒有沖擊，電流從零開始，僅是隨著轉速增加而上升，不管怎樣都不會超過額定電流。因此凝泵變頻運行解決了電機啟動時的大電流沖擊問題，消除了大啟動電流對電機、傳動系統和主機的沖擊應力，大大降低日常的維護保養費用。

2、延長設備壽命

　　使用變頻器可使電機轉速變化沿凝泵的加減速特性曲線變化，沒有應力負載作用于軸承上，延長了軸承的壽命。同時有關數據說明，機械壽命與轉速的倒數成正比，降低凝泵轉速可成倍地提高凝泵壽命，凝泵使用費用自然就降低了。

3、降低噪音

　　我廠水泵改用變頻器后，降低水泵轉速運行的同時，噪音大幅度地降低，當轉速降低50%時，噪音可減少十幾個絕對分貝。同時消除了停車和啟動時的打滑和尖嘯聲，克服了由于調門線性度不好，調節品質差，引起管道錘擊和共振，造成給水系統上水管道強烈震動的缺陷，在水泵變頻運行后，噪音、振動都大為減少，變化相當可觀。

　　總之，水泵推廣使用變頻調速器，可以大幅度降低廠用電率，減少發電成本，提高競價上網的競爭能力。