变频调速装置在循环水泵中的应用 变频调速装置在循环水泵中的应用

变频调速装置在循环水泵中的应用

  • 期刊名字:通用机械
  • 文件大小:821kb
  • 论文作者:王桂霞
  • 作者单位:中铝洛阳铜业有限公司
  • 更新时间:2020-06-12
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论文简介

GM城建水工业通用机械6. l in (its (eninrctwn .t later industr变频调速装置在循环水泵中的应用中铝洛阳铜业有限公司(河南471039)王桂霞【摘要】由于水泵电动机都是按照满足最大运行循环水泵配套电动机有两种型号,一种Y3555-6,工况设计的,因此在非最大负荷时电动机输出了相当一额定电压3kV,額定电流555A,额定功率20kW,额部分多余功率,浪费电能。采用变频调速后,阀门仝定转速985rmin,2台;另一种JS1286,额定电压开、不需阀门调节,提高了系统的自动化运行程度,变3kⅴ,额定电流469A,额定功率190kW,额定转速频器自动根据需求量调节转速、而且平滑稳定,不但节约了能源,而且减少了职工的劳动工作量。【关键词】变频调速功率能耗流量压力二、水泵特性分析水泵节能如图1和图2所示,分别为阀门控制和转速控制流量的特性曲线。根据水泵的功率(P)、流量(Q)与压力(H)三者之间的关系:P=QH,由图可知,当、前言流量降到80%时,功耗为原来的96%,即PB=HQ=中铝洛铜是高耗水企业,生产用水主要用于设备096P。以及产品的直接和间接冷却。随着公司生产规模的不断由图2可见,当流量下降到80%时,功耗为原来的扩大以及10万高精度电子铜板带系统陆续投产,生产56%,降低了4%,即PC=H(Q=0.56PA。由此可得,用水量大幅增加。为满足生产用水需要,担负公司生产调速比调阀门增加的节电率为41%供水任务的动力厂大循环水泵站也进行了扩建,新增综上所述,对于水泵来说,按照其工艺要求的流循环水泵2台。循环水泵站现有循环水泵8台,其中3台量,实现变速变流量控制,是节电的最有效方法。是冷泵,4台是热泵,另一台水泵根据需要既可作冷泵对于循环水泵站,传统的流量控制方式是:当流用,也可作热泵用。量需要改变时,操作人员通过调节阀门的开度进行控大循环水泵站主要工艺流程为:从用户回收的废制,电动机的输出功率没有改变,因而用电量也没有改水及脏水经初沉池后进入热水池,由热水泵泵到冷却塔变,造成了一定程度的能源浪费。为了节约能源,提高上冷却,然后经隔油池、气浮池和滤池,回到冷水池,调整的精再由冷水泵供给用户,如此反复循环利用。中国煤化工弹度,公司在20年7、8CNMHG改造。86GM通用wi.c+2012年第4期城建/水工业通用机械GMGlin( int (unsrue'rinn Ia er IndusTr重。根据有功功率P、无功功率Q、视在功率S和功率因数角小之间的关系:P=Scos中,Q=ssin。可知cosφ越大,有功功率P大。普通水泵电动机的功率因数在0.8左右,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,cosφ≈l,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率3软起动节能由于没有安装变频调速装置之前水泵电动机为直2B e接起动,起动电流等于4~7倍的额定电流,这样会对机/(m/s)图1水泵流量的阀门控制电设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会对电网容量要求过高,起动时产生的大电流和振动对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的长期安全使用极为不利。而使用变频调速装置后,利用变频器的软起动功能使起动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和间门的使用存命,节省了设备的维护费用4变频器的工作原理常用的交直交型变频器,其工作原理是借助gc i pa微电子器件、电力电子器件和控制技术,先将工频电源经过二极管整流成直流电,再由电力电子器件把直流电图2水泵流量的转速控制(n>n2)逆变为颊率可调的交流电源。其工作原理如图3所示。变频调速装置的节能原理1变频节能从理论上讲,水泵各性能参数与转速n具有以下关Q /Q=nn,, HH=(nn, ) P/P=(n /n,控制指令控制指令由于水泵的流量不是要求恒定的,因此可根据其运行指令工艺要求,当要求调节流量下降时,转速n可成比例地下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电图3交一直一交型变频器原理动机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。对额定功1.交流电源(率,电压不可调)2.整流器3逆变器4异步电动机5控制电路率为90kW的循环水泵电动机来说,当平均转速下降到原来的9/10,即运行频率在45Hz时,其耗电量为13851四、大循环水泵变频改造方案kW,每小时可节电5149kWh。对于额定功率为220kW为了节约能源,保证冷热水泵平衡供水,安装了的循环水泵电动机,当平均转速下降到原来的91时,两套变频调速裝置,分别用于冷、热水泵的变频运行其耗电量为160.38kW,每小时可节电省电59.62kWh由于是对原来的系统(如图4所示)进行改造,而且为2功率因数补偿节能了最大限度地发挥变频器的作用,采取了两台冷泵和两无功功率不但增加线损和使设备的发热,更主要台热泵分别共用一套变频器的供电运行方式,如图5所的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的示。共用于一台变中国煤化工只能有无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严台变频运行,另THCNMHG状态。用87cM城建水工业通用机械Gl in Cin Construction later industri统发出压力或水位高信号,停止一台水泵。五、改造成果与功能特点1.节电效果对比以额定功率为220kW的冷水泵为例分别统计了变频运行及工频运行时的电量,见下表。变频运行电量统计(单位:kWh)每H用电各时段工频运行电量统计变频运行电量统计图4原有供电系统2200-8005903kv3kV8:00-160015725l302.5QF21182.5全天平均用电量47353855LIAGLIB经计算,变频运行时平均每天用电量可比工频运行时减少880kWh,按平均电价0.547元/kWh计算,每变频器天可节约电费481.36元,每年可节约电费1756964元2改造后的功能特点1)水泵变频运行时,节电效果显著。2)供水稳定,变频系统能根据母管压力和水位高低的变化,调节水泵的出水流量,以保证水压和水位的图5变频改造后供电系统稳定变频系统的主控单元采用PLC,执行元件为变频运3)水泵电动机的的起动方式为变频软起动,能够行的冷、热水泵,对冷、热水泵控制参数分别为给水母平滑稳定地起动和减速停止,有效地减少了直接起动时管压力和冷水池水位。控制回路是根据母管的实际压力大电流的冲击,延长了水泵和电动机的使用寿命。和冷水池实际水位进行调节的,其目的是使母答压力和4)设备的保护功能齐全,能有效地实现电气设备冷水池水位在冷、热水泵供水过程中保持稳定。当实际的安全可靠运行。水压或水位产生变化时,装置通过压力或水位检测将测5)设备的可靠性高,减少了设备维护及检修费用。出的压力或水位信号转换成电信号,经A/D转换,送至6)设备自动化程度高,减轻了操作人员劳动强PLC。将信号经过PID控制算法计算后,由DA单元输度。出给变频器。变频器再通过输出不同电压及频率的交流电来控制冷、热水泵的转速,从而改变水泵的供水量六、结语以保持给水母管压力或水池水位的稳定。采用变频调速技术后,取消了原来的阀门调节,变频器投入自动运行后,系统会根据给水母管压水泵转速的下降,使其电耗也随之降低。该系统投入使力的大小和冷水池水位的高低自动调节变频器的输出频用后,冷水泵运转时,表计指示电流由原来的48A左右率。当母管压力或水池水位低于设定值时,变频器的输减少到29-38A,电动机功率因数由原来的08左右提高出频率增加,如果受控制的一台水泵的电源输入频率到0.97,节电效果十分显著(即变频器的输出频率)达到50Hz时,母管压力或水池水位还没有达到设定值,这时系统发出压力或水位低参考文献信号,再起动一台水泵。当母管压力或水池水位高于设1]《钢铁企业电力设计手册》编委会钢铁企业电力设定值时,变频器的输出频率减少,如果输出频率降到计手北旷,1996.cM中国煤化工30Hz时,母管压力或水位还没有降到设定值,这时系CNMHG期:201112/09)88 Gmt用额yIN.IICt2012年第4期

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