变频调速的节能意义风机水泵类负载多是根据满负荷工作需用量来选型，实际应用中大部分时间并非工作于满负荷状态，由于交流电机调速很困难。

常用挡风板、回流阀或开/停机时间，来调节风量或流量，同时大电机在工频状态下频繁开/停比较困难，电力冲击较大，势必造成电能损耗和开/停机时的电流冲击。

采用变频器直接控制风机、泵类负载是一种最科学的控制方法，当电机在额定转速的80%运行时，理论上其消耗的功率为额定功率的（80%）3，即51.2%，去除机械损耗电机铜、铁损等影响。

节能效率也接近40%，同时也可以实现闭环恒压控制，节能效率将进一步提高。

由于变频器可实现大的电动机的软停、软起，避免了启动时的电压冲击，减少电动机故障率，延长使用寿命，同时也降低了对电网的容量要求和无功损耗。

为达到节能目的推广使用变频器已成为各地节能工作部门以及各单位节能工作的重点。

二、阀门特性及变频调速节能原理力，流量的关系示意图如图当电机以额定转速n0运行，阀门角度以a0（全开），a，a1变化时管道压力与流量只能是沿A，B，C，点变化。

即若想减小管道流量到Q1，则必须减小阀门开度到a1，这使得阀前压力由原来的P0提高到Pq，实现调速控制后，阀后压力由原来的P0降到P h。

阀前阀后存在一个较大的压差△P=P q-P h。

如果让阀门全开（开度为a0），采用变频调速，使风机转速至n1，且流量等于Q1，压力等于Ph，那么在工艺上则与阀门调节一样，达到燃烧控制的要求。

而在电机的功耗上则大不一样。

风机水泵的轴功率与流量和扬程或压力的成绩成正比。

在流量为Q1，用阀门节流时，令电动机的功率为N f=KP h Q1。

用变频调速比阀门节流节省的电能为：N j-N f=K（P q-P h）Q1=Q1△P。

由图可见，流量越低，阀门前后以来差越大，也就是说用变频调速在流量小，转速低时，节能效果更好。

目前绝大多数锅炉燃烧控制系统中的风量调节都是通过调节风门挡板实现的，这种风量调节方式不但使风机的效率降低，也使很多能量白白消耗在挡板上。

为了节约电能，提高锅炉燃烧控制水平，增加经济效益，采用变频调速系统取代低效高能耗的风门挡板，已成为各锅炉使用单位节能改造的重点。

三、节能效果计算一、锅炉现有鼓风机一台，配用160kw电机，。

风量在80%—30%之间变化，，设电机全速供水量为Qn空载损耗为0.1(Y0≈cosnt)每天总供风量为60%Qn则全速Pp=(160－160×0.1)kw=144kw1、变频时：每天只需功率P m 2=(16+(60%)３×144)kw=47kw节约的功率：Pj=(144－47)kw=97kw2、如果电费按0.7元/kw小时计算，每年节约的电费：97kw×24h×365×0.7元/kwh=594804元=59万元二、锅炉现有引风机一台，配用185kw电机，。

风量在90%—70%之间变化，，设电机全速供水量为Qn空载损耗为0.1(Y0≈cosnt)每天总供风量为80%Qn则全速Pp=(185－185×0.1)kw=166.5kw1、变频时：每天只需功率P m 2=(18.5+(80%)３×166.5)kw=103.748kw节约的功率：Pj=(166.5－103.748)kw=63kw2、如果电费按0.7元/kw小时计算、每年节约的电费：63kw×24h×365×0.7元/kwh=386316元=38万元三、每年总节约的电费：59＋38=97万元由以上估算情况可知，半年内轻易可收回投资工业锅炉燃烧过程的变频调速系统工业锅炉根据采用的燃料不同，通常分为燃煤、燃油和燃气三种。

这三种锅炉的燃烧过程控制系统基本相同，只是燃料量的调节手段有所区别.在各种民用、工业锅炉热工自动控制过程中，锅炉燃烧过程的自动控制是一项重要的控制内容。

传统的控制方式中，鼓、引风机的风量一般采用风门挡板控制，炉排电机及给粉机采用滑差调速，其弊端是调节不及时，操作复杂，不能确保锅炉的最佳运行状态，浪费能源。

对工业锅炉燃烧过程实现变频器调速主要是通过变频器调节送风机的送风量、引风机的引风量和燃料进给.燃煤蒸汽锅炉燃烧过程控制一、方案一由于蒸汽锅炉的过程控制系统包括汽包水位控制系统和燃烧过程控制系统，两系统在锅炉运行过程中互相耦合，所以控制起来非常困难。

我们以燃烧过程控制系统为例来介绍变频器的用，暂不考虑系统间的耦合。

如图1是蒸汽锅炉燃烧控制过程系统原理图。

在图中，FT表示流量变送器，PT表示压力变送器。

FT1、和变频器1组成鼓风机控制回路。

对于燃烧锅炉来讲，由于煤的燃烧需要一定的空气量，所以要保持锅炉的最佳燃烧过程，就必须使给煤量和送风量保持一定比例，这主要通过变频器1调节鼓风机转速实现。

PT2和变频器2组成引风机控制回路。

通常燃煤锅炉的运行都要求炉膛负压保持在-20～-40Pa的范围内。

如果炉膛负压太小，炉膛容易向外喷火，既影响环境卫生，又可能危及设备与操作人员的安全。

负压太大，炉膛漏风量增大，增加了引风机的电耗和烟气带走的热量损失。

炉膛负压的控制主要通过变频器2来完成。

PT、PT3、FT3、变频器3组成给煤量控制回路。

锅炉运行时，蒸汽压力和蒸汽生产量直接反映了锅炉燃烧发热量，如果煤的进给量改变，在保持最佳燃烧工况的情况下，蒸汽的生产量也会相应改变。

所以通过变频器3调节给煤机的转速，就可以调节煤的进给量，从而达到控制蒸汽生产量的目的。

变频器图1燃煤锅炉变频控制系统原理图根据图1可得锅炉燃烧控制系统框图，如图2所示。

图2 锅炉燃烧控制系统框图系统工作原理：当负载蒸汽量变化时，主调节器接受蒸汽压力信号P，输入给煤量调节器，及时调节给煤量，以适应负载的变化。

同时，给煤量调节器将负载变化的信号输入给送风量调节器，以保持适当的煤风比例。

由于送风量调节器与引风负压调节器之间有动态补偿信号，此时引风负压调节器也同时动作，这样就保证了燃烧控制系统的协调动作，以保证正确的煤风比例和适当的炉膛负压。

送风量调节器接受风量反馈信号，及时反映送风量的变化，作为静态时对炉膛负压的校正作用。

二、方案二本装置采用变频调速技术和计算机应用技术，通过对锅炉的水温、炉膛负压、烟气含氧量等锅炉热负荷变化参数的检测，由UDC装置调节鼓引机；用UDC装置调节引风机转速来改变鼓、引风机风量，在链条炉排上用UDC装置调节炉排电机转速，改变给煤量，以适应热负荷的变化，保持锅炉燃烧过程的正常经济运行，达到稳定控制、方便操作、节约能源的目的。

工作原理当负荷变化时，蒸汽压力（热水锅炉的水温）相应地变化，经变送器检测至微机中进行计算、判断、分析，经 PID处理后通过变频器来控制引风机的转速，改变引风量；由于引风量的变化炉膛负压产生变化，经变送器检测至微机中运算、判断、处理后输出给变频器，通过变频器来控制鼓风机转速，以维持炉膛压力不变，使鼓风量与引风量相适应。

同时为了使燃烧过程的效率最高，经检测烟气中的氧含量（O2%），通过变频器控制炉排电机的转速，以保证燃料量与空气量的合适的比例使锅炉处于最佳燃烧状态。

示意图如下。

变频器图3燃煤锅炉变频控制系统原理图根据图3可得锅炉燃烧控制系统框图，如图4所示。

图4 锅炉燃烧控制系统框图方案一和方案二可根据具体现场情况任意选择三．变频调速系统接线原理图该系统鼓风电动机为380V、160kW交流电机，引风机电动机A为380V、185KW 交流电动机，给煤机电动机为380V、3.0kW交流电动机。

根据现场工艺要求，选择芬兰Vacon 160CX4变频器驱动160KW鼓风机和185KW引风机电动机，用变频器Vacon3CX4驱动3.0kW给煤机电动机。

给煤量调节器、送风量调节器和引风量负压调节器均采用美国Honeywell公司的UDC6300回路调节器。

本系统通过压力传感器和流量传感器将锅炉的蒸汽压力、蒸汽流量、风量等转换成DC0(4)～20信号，送给回路调节器进行PID调节，然后输出DC0(4)～20mA信号送变频器，以调节电动机转速。

四、功能、特点1．采用变频器控制电机的转速，取消挡板调节，降低了设备的故障率，节电效果显著；2．采用变频器控制电机，实现了电机的软启动，延长了设备的使用寿命，避免了对电网的冲击；3．电机将在低于额定转速的状态下运行，减少了噪声对环境的影响；4．采用计算机控制技术，实现了系统的全自动控制，提高了设备的稳定性和可靠性；5．具有过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能及声光报警功能；6．自动化程度高，操作简单，且可与锅炉其它自控装置进行电气联锁，实现锅炉的自动保护及计算机控制。

变频器调速系统接线图五、技术参数1．适用电机功率范围：280KW以下；2．锅炉容量：2-220T/h；3．可变频率范围：0-60HZ；4．负压范围：-500-0Pa；5．含氧量范围：0-21%。

六、技术参数及使用环境1．适用电机功率范围：11KW~280KW；2．控制精度：±1%；3．工作电压：380V±10%；4．环境温度：-10°C~50°C；5．空气相对湿度：小于90%RH，无凝露；6．设置场所：无剧烈振动、冲击，无导电性气体或尘埃。

七、使用设备简要说明Vacon变频器是北欧芬兰瓦萨工控设备集团（Vaasa Control）的拳头产品，以其优秀可靠的性能和品质为欧美各国首选品牌。

它自带PID调节器，与其他品牌变频器相比能以更少的投资实现闭环控制（可省去很多外部设备），多一个外部设备多一个故障，而V acon变频器设计使用寿命（MTBF）为500，000小时。

Vacon变频器采用最新发展的变频技术：开环矢量控制、快速运算的ASIC电路最新开发的IGBT及三相输出电流的测量都是优越的电机控制所必备的基础，而且在各种变频器品牌中拥有最高的功率/体积比。

Vacon变频器内置的交流入端电抗器和输入输出滤波器能改善电网谐波对变频器的干扰和变频器输入输出的电流波形，使得变频器产生的高频干扰及谐波得以降低。

完全符合电磁兼容性（EMC）的要求。

Vacon变频器可选购图解式面板，此图解式面板能同时取样三种不同信息的数值并以曲线方式表示在面板上，使您对变频器的运转情况充分掌握。

Vacon完美的造型和全金属保护外壳：大大提高产品的散热功能和对恶劣环境的适应能力，同时隔断了对外的电磁波辐射。

Vacon变频控制器内置PLC模式的“五合一”精确控制宏（相当于操作软件），即标准应用、PI控制应用、现场/远程控制应用、多段速度控制应用、多用途控制应用、风机和泵控制应用等，对不同的应用宏配有标准的控制参数组，方便了您的使用和掌握。

典型示例是：泵、风机、压缩机、运输机、卷绕机、搅拌机、升降机、起重设备、电梯、压磨粉碎机械等。