案例分析题【2011年第4题】题1～5：某一除尘风机拟采用变频调速，技术数据为：在额定风量时交流感应电动机计算功率P=900kW，电机综合效率η_M100=0．92，变频器效率η_F100=0．976，50％额定风量工作时，电动机效率η_M50=0．8，变频器效率η_F50=0．92。20％额定风量工作时η_M20=0．65，变频器效率η_M50=0．9。工艺工作制度：年工作时间6000h，额定风量下工作时间占40％，50％额定风量下工作时间占30％，20％额定风量下工作时间占30％；忽略电网损失。请回答下列问题，并列出解答过程。

单选题采用变频调速，在上述工艺工作制度下，该风机的年耗电量与下述哪项值相近?

A、 2645500kW.h
B、 2702900kW.h
C、 3066600kW.h
D、 4059900kW.h

【正确答案】 B

【答案解析】根据《钢铁企业电力设计手册(上册)》P306，对于风机负载，功率与流量的3次方成正比，因此，风机的年耗电量为：900×

×6000=2702849．231(kW.h)。
本题计算比较简单，唯一需要注意的是对于风机、泵类负载有以下特点：

单选题若不采用变频器调速，风机风量Q_i的改变采用控制风机出口挡板开度的方式，在上述工艺工作制度下，该风机的年耗电量与下列哪个数值最接近?(设风机扬程为H_i=1．4—0．4Q_i²，式中H_i和Q_i均为标幺值。提示：P_i=

)

A、 3979800kW.h
B、 4220800kW.h
C、 4353900kW.h
D、 5388700kW.h

【正确答案】 C

【答案解析】(1)当风量为额定风量时，Q₁₀₀=1，H₁₀₀=1．4—0．4Q₁₀₀²=1．4—0．4×1²=1(m)，
因此
P₁₀₀=

=978．26(kw)
(2)当风量为50％额定风量时，Q₅₀=0．5，H₅₀=1．4—0．4Q₅₀²=1．4—0．4×0．5²=(1．3)，因此
P₅₀=

=731．25(kW)
(3)当风量为20％额定风量时，Q₂₀=0．2，H₁₀₀=1．4—0．4Q₂₀²=1．4—0．4×0．2²=1．384(m)，因此
P₂₀=

单选题若变频调速设备的初始投资为84万元，假设采用变频调速时的年耗电量是2156300kW.h。不采用变频调速时的年耗电量是3473900kW.h，若电价按0．7元/(kW.h)计算，仅考虑电价因素时预计初始投资成本回收期约为多少个月?

A、 10个月
B、 11个月
C、 12个月
D、 13个月

【正确答案】 B

【答案解析】(1)每年节省的电费为：(3473900—2156300)×0．7=92．232(万元)；
(2)回收周期为：84／92．232×12=10．93(月)，取整为11个月。
题目告诉仅考虑电价因素，简单计算。回收年限的计算请参考《钢铁(上)》P290变压器回收年限的计算公式。本题给出扬程与功率的计算公式，直接带入计算即可。

单选题说明除变频调速方式外，下列风量控制方式中哪种节能效果最好?

A、风机出口挡板控制
B、电机变极调速加风机出口挡板控制
C、风机入口挡板控制
D、电机变极调速加风机入口挡板控制

【正确答案】 D

【答案解析】根据《钢铁企业电力设计手册(上册)》P310表6-12，变极调速+入口挡板控制风机功率消耗相对值较低，节能效果最好。

单选题说明下列哪一项是采用变频调速方案的缺点?

A、调速范围
B、启动特性
C、节能效果
D、初始投资

【正确答案】 D

【答案解析】根据《钢铁企业电力设计手册(下册)》P271表25-2，变频调速的特点：恒转矩，无级调速，可逆或不可逆，效率高，系统较复杂，价格较高，转速变化率小。根据表25-2，变频调速的调速范围为10：1或者更大，因此调速范围是其优点；根据P270，变频调速属于高效调速方案，因此其节能效果好；根据P94，变频启动的特点：①启动平稳，对电网冲击小；②由于启动电流冲击小，不必考虑对被启动电机的加强设计；③启动装置功率适度，一般只为被启动电动机功率的3％～7％；④几台电动机可共用一套启动装置，较为经济；⑤便于维护。因此启动特性不是变频调速方案的缺点。