一． 概述
在水泥行業(yè)的立窯、回轉(zhuǎn)窯風(fēng)機(jī)這樣的設(shè)備，耗電量極大，起動(dòng)電流很高，要求變壓器有足夠大的富余量，同時(shí)用電動(dòng)閥門、擋風(fēng)板等裝置來調(diào)節(jié)風(fēng)量，在風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，為滿足生產(chǎn)環(huán)境的最大要求，必須留有余量，因此風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓力往往偏大，功率的偏大設(shè)計(jì)必然造成能量的浪費(fèi)。
在傳統(tǒng)的情況中，都是采用閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)量的，有些也采用旁通閥或者回流閥來解決流量和壓力余量過大的問題，這些方法都存在著很大的能量消耗，很多的風(fēng)機(jī)有30～70%的能量是消耗在調(diào)節(jié)閥的壓降上的，不僅造成電能的浪費(fèi)，工作效率低，而且開動(dòng)閥門時(shí)，還發(fā)出嘯聲和振動(dòng)，經(jīng)常發(fā)生事故。
近幾年來變頻技術(shù)的出現(xiàn)，徹底改變了這一狀況，實(shí)踐證明在風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)中接入變頻系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力的變化用來取代閥門控制風(fēng)量，能取得明顯的節(jié)能效果。
二． 節(jié)能原理
立窯、回轉(zhuǎn)窯上的風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況由立窯、回轉(zhuǎn)窯的負(fù)荷情況決定，根據(jù)流體力學(xué)理論，電機(jī)軸功率P和風(fēng)量Q、壓力H之間的關(guān)系為：
P=K＊H＊Q/η
其中K為常數(shù)；
η為效率。
它們與轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系為：
Q1/Q2=N1/N2
H1/H2=（N1/N2）2
P1/P2=（N1/N2）3
圖中曲線1為風(fēng)機(jī)在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線，曲線2是管網(wǎng)風(fēng)阻特性（閥門開度為100%）。假設(shè)風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)工作在A點(diǎn)的效率最高，輸出風(fēng)量Q1為100%，此時(shí)的軸功率P1=Q1＊H1與面積AH10Q1成正比。根據(jù)工藝要求，當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2（例如70%）時(shí)，如采用調(diào)節(jié)閥門的方法相當(dāng)于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到為 2
曲線3，系統(tǒng)由原來的工況A點(diǎn)變到新的工況B點(diǎn)運(yùn)行，由圖中可以看出，風(fēng)壓反而增加了，軸功率P2與面積BH20Q2成正比，減少不多。
如果采用變頻調(diào)速控制方式，將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由N1降到N2，根據(jù)風(fēng)機(jī)的比例定律，可以畫出在轉(zhuǎn)速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示，可見在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3將大幅度降低，功率P3（相等于面積CH30Q2）也隨著顯著減少，節(jié)省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比，節(jié)能的效果是十分明顯的。
由流體力學(xué)可知，風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比，當(dāng)風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，起功率下降很多。
例如風(fēng)量下降到80%，轉(zhuǎn)速也下降到80%時(shí)，則軸功率下降到額定功率的51%；如風(fēng)量下降到50%，功率P可下降到額定功率的13%，當(dāng)然由于實(shí)際工況的影響，節(jié)能的實(shí)際值不會(huì)有這么明顯，即使這樣，節(jié)能的效果也是十分明顯的。
因此在有風(fēng)機(jī)、水泵的機(jī)械設(shè)備中，采用變頻調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量，在節(jié)能上是一個(gè)最有效的方法。
三． 節(jié)能系統(tǒng)
綜上所述，只要正常生產(chǎn)過程中電動(dòng)閥門的開度在85%以下，在安裝節(jié)能系統(tǒng)之后，我們預(yù)計(jì)節(jié)能率應(yīng)在30%以上。同時(shí)節(jié)能系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1． 采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，可靠性，精確度，穩(wěn)定性都有很大提高。
2． 實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動(dòng)，消除電機(jī)起動(dòng)電流的沖擊，延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命。
3． 運(yùn)行平穩(wěn)，減低噪音，改善工作環(huán)境。