新型风机水泵节能系统

一．研发背景

2006年我国工业用电高达21354亿千瓦时，工业企业是我国能源消费的大户，能源消费量占全国能源消费总量的70%左右。其中钢铁、有色、煤炭、电力、石油石化、化工、建材、纺织、造纸等九大重点耗能行业，其用电占整个工业用电的60%以上，但单位能耗平均却比国外先进水平高出40%。

随着市场经济体制的不断成熟，国内大多数企业面临全球化的市场竞争日益加剧，多数企业都面临着利润下滑的处境，对此，只能从加强市场开拓以及强化成本控制两方面着手。而在工业企业的各项成本中，电费已成为紧随物料成本、人工成本之后的第三或第四项大*大的成本，特别是在某些高耗能企业中，电费已成为*主要的成本。对大多数工业企业而言，电费已是未被企业控制的*后一项成本，许多企业由于管理、工艺、技术等各方面原因，用电利用效率普遍偏低，节能潜力巨大，因此通过技术手段来降低电费支出成本、提高利润空间已经势在必行。

生产工艺普遍落后

在我国的工业企业中，很多技术还停留在上世纪七八十年代水平，甚至还有部分企业采用苏联时期的生产技术或工艺，特别是高耗电行业，钢铁、化工、建材、机械、有色金属、纺织、石油、煤炭等行业，生产工艺普遍落后，产品产量和质量也相对很低，单位产品能耗和电耗大。

供配电系统运行效率低

1、变压器及配电线路配置不合理

工厂供配电系统中能耗*多的是电力变压器及配电线路。由于市场需求的变动和工厂生产工艺的改变，往往出现按设计配置的电力变压器容量与实际如何不相匹配的情况，例如变压器容量过大、负载率低，变压器损耗大；配电线路粗细和长短不合理、不规范，也导致线路损耗大幅度增加。

2、设备配置不合理，“大马拉小车”情况严重

国内工业企业用电设备多为满负荷设计，额定功率普遍偏大，实际运行效率低，占我国工业用电总量60%-70%的电机，通常的使用效率不到75%，“大马拉小车”与低负荷运行的情况相当普遍。在此状态下，电机消耗的电能中有相当部分是以发热、铁损、铜损、噪音与振动等形式被浪费掉。

3、用电设备陈旧老化

目前我国工矿企业中也有不少的变压器、电动机、风机、泵类、压缩机、电焊机等通用设备是属于六七十年代的产品，有的设备及供电线路非常陈旧，这些设备及供电线路在运行时效率低、耗电多、浪费非常大，存在着很大的节电潜力。

4、流体设备运行工艺不合理

风机、泵、压缩机等通用机械拖动设备为我国*主要终端耗电设备，根据统计，风机和泵类设备装机容量大1.6亿千瓦，占全国用电量的20%。而此类设备大部分设计为固定功率运行，但实际运行时所需的压力或流量并不固定，且大多数低于电机额定功率供给的压力或流量，电能浪费严重，节电潜力大。

电力品质低，电能质量差

1、瞬变电压和浪涌电流的影响

工业企业用电设备数量多、启动频繁、负荷变化大，容易对电网产生冲击，引起瞬变电压和浪涌电流情况严重，严重威胁和影响其它设备的正常运行，导致电机的温升和电表转速加快而浪费电能，系统用电效率下降。

2、谐波的影响

工业自动化使用整流器、变频器、可控硅等非线性设备，会产生大量的谐波，使系统电压和电流的波形畸变，恶化电力品质，不但增加电耗，也影响了用电安全和设备使用寿命，谐波的危害已成为电网*主要的公害。

3、供电电压不稳定

工业输变电网系统负荷大、分布广，用电高峰期和低谷期分布时段非常明显，因此在用电高峰和低谷时段电压波动很大，都会在很大程度上浪费电能，同时会恶化用电品质，不但会增加了电耗，也影响到用电设备的使用寿命和用电安全。

能源管理方式粗放

能效使用与供电系统及各种设备的运行状态管理、维护、检修密不可分，而大部分企业只从保障设备能正常运行角度对电能进行管理，没有从使用效率、生产成本和设备使用寿命等角度，对电能进行精益管理，比如能源计量、检测管理制度不健全，能源管理岗位不到位，职责不明确等。由于缺乏科学有效的电能利用及电能质量管理手段，企业一般都不知道电能主要消耗在什么地方，电能质量有没有被污染以及污染程度有多大？不清楚什么时间消耗了多少，不明白电能浪费的漏洞在哪里，更不清楚改善的机会有哪些，怎么样改善。

二．产品介绍

风机水泵节能系统是我公司在2002年根据市场需要，结合电力电子、自动控制、微电子学和电机学等技术与传统行业（耗能*大、应用*广的风机、水泵等）相嫁接的**结合。针对风机、水泵类负载特点而专业研发的一系列产品，我们采用流量、压力、温度等闭环控制系统，自身控制系统可根据工艺情况及时准确的调整电机转速，应用可使电机输出功率与负荷需求精确匹配，使机械设备处于高效益区运行。另外，在治理谐波污染、提高功率因数、降低起动电流方面采取一些辅助措施，以达到*好的节能效果。还具备完善的保护功能，达到明显的节电效果的同时可提高供电的可靠性和设备运行的稳定性，直接和间接经济效益十分显著。

三．产品优势

1）先进的DSP微处理器控制，精确调节，动态跟踪，改善功率因数。

2）完备的过流、过压、欠压、短路、接地、变频器过热等故障保护功能，性能稳定，使用安全可靠。

3）智能控制，一次设定，自动跟踪，无需人为调整。

4）电机启动电流小于额定电流，减少电流对电网的冲击。

5）具有自动旁路功能。

6）安装、设定、调试、维护简便；

7）服务多样化：可以提供个性化服务，为客户量身定做节电方案。

8）产品节电率高：节电率高达15～40%；

四．基本原理及功能

风机水泵节能系统主要是针对风机水泵的运行效率低，运行效率低一是因为系统单机选型匹配不当、参数余度过大,二是不合理的调节方式所造成的。当风机水泵实际流量小于额定流量（设计流量）时，若通过采集压力、流量、温度、时间等信号通过智能控制，利用变频调速技术，保持阀门开度不变时，通过改变电机转速来调节流量，当用户需要大流量时，电机高速运转；当用户需要小流量时，电机减速运转；当用户不需要流量时，电机停运行；从而达到明显的节电效果。

风机水泵节能系统同时具有软起动的功能，机械冲击小，延长传动系统寿命，减少震动及噪音。减少水泵和电机始终处于高速、重负荷工况状态，机械设备磨损严重，加大维修费用，大大的减少停产的机率。

另外该机采用无源滤波元器件，其主要作用是吸收谐波和杂波，消除因节电器引起的谐波污染；在做功不变的情况下降低输入负荷电流，减少铁损、线损，减少变压器容量负担。

采用智能控制及变频调速技术后，通过智能控制，以适时动态、灵活方便地实现对流量的调节，按需供给，使水泵风机类设备始终处于高效率区，且简化了运行方式，减少了转动设备磨损，降低了员工的劳动强度，从而实现现有条件下节能、降低运行成本的目的，经济效益十分显著。