关于工业节能减排工程中变频技术的应用探讨

王豫

摘要：虽然近年来我国工业领域始终保持着较高的发展速度，但是我们应在良好形势下，发现其中的问题，能耗问题始终是困扰我国工业发展的一项重要因素。如何能够实现节能减排是我们当前工作中的重点和难点。

关键词：节能减排 变频技术 原理 应用

前言

随着我国工业领域的高速发展，能耗总量也在不断上涨，但是我国的节能减排工作却并未落到实处，为了适应社会的发展我们必须大规模推广、利用节能减排技术，特别是要加大变频技术的应用，使石油、化工、钢铁、煤炭、建筑以及纺织等行业的能耗逐步下降，实现我国可持续发展的最终目标。

一、变频技术的基本原理

根据负载转速的变化，进行变频调速运行，并通过改变电流频率的方式实现调节电压的目标，最终保证电机运行工况的合理性。如果能够在不同转速下，均保证电机的运行效率，这样不仅能够改善启动性能，还能够降低能耗，保证负载设备以及电机免受瞬时启动的影响，提高负载设备和电机的工作精度，延长使用寿命。通过多年的实际使用，变频技术在泵类以及风机等领域的应用，已经实现了非常显著的节能效果，普遍节电在50%左右。

我国在电机选型的设计工作中，电机功率选型大多留有一定的裕量，但是在生产过程中，绝大多数的设备都不是满载或者存在运行峰谷时间，如果运行方式为交流电机恒速转动，不仅使用效率极低，还会造成非常严重的能源浪费。变频技术主要通过改变到交流电机的输入电源功率，从而实现调整交流电机转速，提高效率的目的。下图为变频装置的原理图：

二、变频技术在工业节能工程中的应用

由于变频技术能够改善生产工艺流程、节约能源、改善运行环境、提高产品质量，因此现阶段变频技术的应用频率非常高，已经成为了一种重要的节能减排措施。因此说，使用了变频技术的变频器以高功率因素、高效率、起制动性能优良量、优异的调速性能受到了用户的广泛好评，已经在各个领域中发挥了重要的作用。

1.软启动功能

电机硬启动会直接启动电流，但是启动电流大多为电机额定电流的3-5倍，突然增加的电流不仅会增加电机的设计、生产难度，还会导致输配电设施、电网系统容量受到严重冲击，此外，还会对阀门以及挡板等设备产生极大的损害。通过变频技术的应用就可以改变交流电机供电的幅值与频率，从而实现电机运动磁场周期的改变，最终实现平稳控制电机转速的最终目标。通过变频技术的应用电机启动电流就会从零开始逐步增加，最高也不会超过额定电流，这样不仅延长了设备的使用寿命，还能够减轻对供电容量的要求以及对电网的冲击。

2.优化电机运行

在一些企业的中央空调、风机等系统中，传统的供水方式是采用高位水箱、气压罐以及水塔来实现的，因此出水口的水压就会受到储水量、水箱高度等的影响，时刻在发生变化，我们很难做到24小时恒压。此外泵类、风机等设备的传统调速方法是依靠调节阀门、出入口的开度来进行风量、给水量的调节，因此在输入功率过大时，会有很多的能量消耗在阀门、挡板的截流过程中，造成极大的浪费。这个情况举个具体例子就像是要生产1t型钢，却使用了10t的原材料，造成了大量人力和物力的浪费。例如：现阶段人们已经将PLC、单片机、PID调节器以及变频器等组合成了一个控制系统，继而实现节水泵输出流量的调节，减少无谓的能耗。人们只需要设定泵站总管的出水压力，并对实际值与设定值进行比较，差值在经过处理运算后，系统就会自动发出指令，控制水泵电机的转速以及投运台数，继而实现控制给水总管压力的目的。与通过调解法来控制水压方式相比，这种方法大幅度降低了管道阻力，减少了截流损失的效能，并且不需要人工进行操作，节能降耗的同时降低了劳动强度。

此外，在风机、中央空调系统中，变频技术也得到了广泛的应用，由于中央空调的裕量在20%左右，因此其不仅能耗高，而且也存在较大的节能潜力。由于变频器能够对中央空调的各个设备进行有效的调速节能控制，因此可以避免过大压力以及过大流量的产生，能够保证系统长时间的安全、平稳运行，可以实现节电50%的目标。

在我国的长江隧道建设过程中，为了保证长达8.9km内径13.7m的隧道内通风良好，因此需要使用变频技术，采用了德力西变频器，可以根据风量的大小自动对电机转速进行调节，不仅实现了风量的精准调节，还优化了电气设施的使用，节电效果达到了40%。并且由于該变频器具有保护功能，因也大幅度延长了系统的使用寿命。

三、结论

综上所述，随着我国能源紧缺现状的不断加剧，我们必须在各个领域加大节能减排工作的实施力度，特别是我国工业领域一直是能源大户，因此说节能减排工作势在必行。变频技术的应用已经在很多行业中起到了良好的节电效果（例如：石化、钢铁、建筑等），因此我们要加大推广力度，使其更好地为我国的可持续发展服务。在应用变频技术的过程中，我们也不能盲目使用，要有针对性的开展使用。我国的变频技术起步比较晚，虽然借鉴了西方发达国家的先进技术，在一定程度上实现了赶超，但是我们仍旧需要加大技术研发力度，促进我国的变频技术不断向前发展。