风机和泵类设备采用变频调速控制系统的重要性如下。
①为应用所需,采用节流和旁路控制的风机和泵类设备,一般其设计的流量裕量在60%~90%,扬程余量在70%~90%,采用变频调速控制系统后的节能效果越明显。
②由流体力学可知,流量Q与转速,z成正比,压头H与转速n的平方成正比,轴功率P与转速n的立方成正比。当水泵效率一定时,如果需调节的流量下降,转速n成比例下降,轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如:一台水泵电机功率为55kW,当转速下降到原转速的4/5时,其耗电量为28.16kW,省电48.8%;当转速下降到原转速的1/2时,其耗电量为6. 875kW,省电87. 5%。
③功率因数补偿节能。无功功率不仅增加线路损耗和设备的发热,而且降低功率因数导致电网有功功率的降低,使设备的使用效率降低,造成能量浪费。有功功率可表示为
P=Scosφ
式中,P是有功功率,cosφ是功率因数。功率因数cosφ越大,有功功率P越大。普通泵类设备电机的功率因数约为0. 6~0.7,采用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,cosφ≈1,从而降低无功损耗,增加电网有功功率。
④一般电机采用直接启动或星三角启动,启动电流约为4~7倍额定电流,它对机电设备和供电电网造成严重冲击,而且还会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和振动对节流挡板和阀门的冲击极大,降低设备、管路的使用寿命。采用变频调速控制系统,利用变频器的软启动功能可使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,大大减轻启动过程对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命,也节省了设备的维护费用。
⑤变频调速器具有不与工艺介质接触、无腐蚀、无冲蚀等优点,对具有腐蚀性、黏度大的流体输送,可大大降低节流或旁路阀门的成本。
⑥压缩机一般设计在正常转速运转。当所需流量较小时可以采用变频调速控制,但是,一旦转速过低会使压缩机进入喘振区。因此,对离心压缩机一般不采用变频调速控制系统,而采用防喘振控制系统,防止因流量过低造成设备损坏。