整车厂循环水泵系统节能方案选择与应用

]$能工程S上海节能整车厂循环水泵系统，节能方案选择与应用上海通用汽车有限公司车智勇徐翔琚伟强摘要:文章分析了车身闭式循环水系统的变频改造方案,研究了水泵与变频器的配置方式,采用多台水泵同步变频控制技术。系统运行后的耗电量数据表明,同步变频改造可以大幅减少运行费用,带来明显经济效益关键词:闭式循环水系统水泵变频节能Selection and Application of Energy- -Saving Programs on CirculatingPump Systems in Assembly PlantChe zhi yong, Xu xiang, Ju wei qiangAbstract: Analyzes the varied frequency renovation opportunity of Body Shop Closedcirculating water system, researches the allocation mode between pumps and frequency -converter, and adopts multi-pump varied frequency synchronous control technology. The powerconsumption after renovation shows that the multi-pump varied frequency synchronous controlcan largely reduce operation expense and bring obvious economic eficiencyKeywords: closed circulating water system;water pump;varied freguency;energy saving1循环水系统概况.部分两部分组成。整车厂车身车间的循环水用于焊机、焊枪的冷原车身车间焊机循环水系统:循环水泵共4台,却。循环水采用闭式系统,通过板式热交换器与冷为3#、4#、5#和6#泵，参数为:Q =200m/h,H=却水(冬季及过渡季节)或冷冻水(夏季)进行热交60m,N=55kW,n=1450r/min,三用一备。 水泵采用换来调节温度,使出水水温保持在29~31C。车身直接起动。减压阀组一用一备。车间的循环水，在非生产时段也需保证一定的流原车身车间设备运行状况:生产时段(每周平速,以避免水垢等微量杂质沉积在焊枪弯管处导致均6天,每天22小时):2台水泵运行,单台水泵运行焊枪铜级帽损坏，同时焊机循环水系统要求焊枪冷功率为53kW,循环水管总管供回水压差约为却盘管内保持足够的压力。3.2bar。非生产时段(周日及部分节假白、工作日1.1车身车间的循环水泵房系统主要配置每天2小时):1台水泵运行,单台水泵运行功率约为车身循环水系统由原车身车间、车身车间扩建53kW.循环水管总管供回水压差约为1.5bar。中国煤化工-[作者简介]车智勇,男,1975年3月生,大学本科,工程师MHCNMHGSHANGHA ENEAGY CONSERVATION 37 I2010年第3期上海节能节能工程车身车间扩建部分:循环水泵共2台,为1#、2#泵，参数为:Q =250m/h,H=50m,N =55kW,n=1475 r/min,二用-备。水泵采用软启动。减压阀组一用一备。车身车间扩建部分运行状况:生产时段,非生2|产时段水泵均-台工频运行,运行功率为49kW。生工|产时段、非生产时段循环水管总管供回水压差均为2.55bar。1.2系统运行状况q该系统运行基本正常,但是在泵的起停过程中管流量M'/h网压力波动较大。所有泵都是在额定转速运行,通过團1水泵特性曲线阀门的开度来调节出口的压力,在循环管路出口处设置减压阀来调节管网压力,有一部分能量消耗在阀门环水的需求也会随之发生阶段性的变化。为保证工上。车身车间内焊机配置尚未达到最大量,因此在车艺生产线的柔性化布置,因此考虑采用变频器方案间内管网供回水上有适当的旁通，使水泵稳定运行。进行节能改造。对原车身焊接循环水系统进行测试,开启-台水泵期2.1同程管路下水泵变频可行性，间,总流量293m9h，其中旁通管流量67m3h.开启两台大量的研究分析表明:同程系统的各支路水流水泵，总流量达430m3h, 其中旁通流量1 10m/h.因.量只取决于网路的阻抗分布，系统动力的大小,只此，该循环水系统有较大的节能潜力。影响系统总流量的大小，不影响各支路的流量比。即同程系统水泵变频情况下,各支路的流量与系统2节能方案选择总流量同比例增减;对系统的稳定性没有影响。.在车间建成初期,焊接台数少,对循环水需求2.2变频器的配置小为使水泵稳定运行,只得在管路适当位置增设水系统通常采用以下两种水泵控制方案。旁通管,使管路达到一定的循环水量。系统运行采“一变多定"是指一台变频器可轮流切换各台水用改变流量的方法:改变减压阀门开度和旁通管调泵,多 台水泵工频运行,一台水泵变频运行。开式循环节以实现调节流量。通过调节循环水泵出口管线上系统时， 管路系统的位压占水泵扬程的比例较大,而减压阀的阀门开度实质是改变管路特性曲线。如图流动水力阻力损失占水泵扬程的比例较低,则一 台水1当阀门关小时,管路的局部阻力加大,管路特性曲泵变频的控制方案因设备初投资较低而逐步显示出线变陡,工作点M移到M1,体积流量q减小到q1,优势。因此自来水变频直供水系统的多泵恒压供水通因而循环水泵的功率减小，效率下降。.常采用一-台水泵变频运行而其他水泵工频运行。节能改造方案:变频调节流量。采用变频器改“多台变频"是指每台水泵配置变频器,多台水变循环水泵的转速，实质上是改变泵的特性曲线，泵在同一频率下工作。闭式循环水系统由于水泵扬从而减少了在阀门上的损耗,并可根据水流量情况程完全用于克服管路系统流动水力阻力损失,水泵适当关闭旁通管道,达到节能效果。流量较大扬程低,宜采用多台水泵同步变频流量调从水泵运行最经济的角度来看,应该采取更换节方式。与现有水流量匹配的水泵。但由于车间内焊机的布k五统为闭式循环水系统,采用离置会根据工艺生产线的变化作阶段性调整,也即循心泵中国煤化工变频范围相对小，YHCNMHG38SHANGHAI ENERGY CONSERVATION2010年第3期节能工程S生海号能工况点不稳定，变、定水泵配置方案运行匹配较为困改造前、水泵工频运行(9月28日-10月22日)表1难。因此考虑采用“多台同步变频”方案。运行时间(小时)电度量平均功率kWH)L (kW)区域水泵生产非生产累计3节能改造时段时段时间从循环水系统来看,保持系统稳定,循环水节3#泵房1#工艺泵(车身车间2#工艺泵470470 | 2293148能改造采取了循环泵应与变频器保持- -- 对应。备扩建部分)3#工艺泵85 T 4502__5用泵与其中一台常用泵共用-台变频器。变频器型1#泵房4#工艺泵69| 384368 I 19634.5(原车身号为:VLT FC102- -P55KT4 E55丹佛斯，变频器车间)5#工艺泵0十6#工艺泵具备记录电度量、累计运行时间。图2、 图3为改造说明:车身扩展工艺泵在工频状态下,生产、非生产时段都开启一台水泵。.前后系统示意图。表2改造前、水泵变频运行(2008年10月22日~2009年10月24日)4节能效果变频累电度量(kWH)节能节能费用在变频器投入初期即2008年9月28日~10月时间工频变频率估22日仍维持原有工频运行方式。2008年10月223#泵房1#工艺泵(小时)|估算实测(RMB)日~2009年10月24日变频器切换至变频运行方式。8881 43329818912756%183128扩建部分表1与表2为改造前后运行效果。3#工艺泵34872008年10月22日~2009年10月24日,共367天，|(原车身车#工艺泵7095666726022561%/304911x 5#工艺泵2007变频运行状态相对工频运行状态节约488,039元。变间)6#工艺泵二C说明:1工频状态下运行,生产时段、非生产时段水泵功率相同,按频改造费用553,500元。工频条件下水泵平均功率*台时;简单投资收回时间=变频改造费用/(节约费2 3#泵房生产时段开启2~3台水泵,非生产时段开启1台水系;3#泵房非生产时段,生产时段均开启一台水泵;用/变频运行时间)/365天(年)3节能费用按0.75元kWh估算。=553500/( 488039/11367 )/365=1.14年H水泵非生产时段运行节能效果显著,非生产时段(M3)#工艺水集2工艺水景65m工艺水票6日工艺水翼 铺工艺水震 3工艺水景运行时间越长,节能效果越显著车身扩展原车身围2改造前系统示意图5结论||第hI1)闭式循环水系统,水泵为离心式水泵的变频改造应采用多台水泵同步变频方[E2式;“一变多定”系统,则常用于开式供水系统。2)由于离心水泵存在-车扩展中国煤化工收达到一定值时图3改造后系统示意團YHCN MH GK压造成水压波SHANGHAI ENERGY CONSERVATION 39 I2010年第3期也上海节能节能工程动,所以实际运行,增加水泵时,系统水压存在短时定性分析《流体机械>2005(12)波动。今后将进-步研究,采取措施,使系统水压更[2]曹琦系统思考变频泵的应用《空调暖稳定。通技术>2004(1)[3] 樊培荣束国权赵建军空调循环水泵变参考文献:流量控制多泵同时变频调节的重要意义《制冷与[1] 符永正，吴克启闭式水循环系统的稳空调》2005(1)坚持三个结合推进产业结构调整2009年嘉定区坚持“调结构"主线,做到“三个力推进成片淘汰。2010年将着力结合大型社区和嘉结合”;即坚持将结构调整“与城市化发展相结合”、定新城湿地两个地块实施成片淘汰,为产业转型和城“与国家和市重大发展战略相结合"、“与嘉定产业发市建设腾出空间。二是强力推动危化企业淘汰。对危展相结合"取得较好成效，全年淘汰劣势企业392险化学品、零星化工、四行业、印染等行业实行全面家,盘活土地5211亩,减少能耗共14.5万吨标煤。关、停、并、转、迁。实现城市化地区危化行业全面淘2010年,嘉定区推进产业结构调整有新目标:汰。三是继续抓好总部招商。2010年引进外资总部类-、力争淘汰企业不少于150家,减少标煤能耗不企业 10家,内资总部类企业10家。四是加快新兴产少于5万吨,盘活土地不少于1500亩,危化企业业发展。2010年将全面开工建设-批新能源汽车相淘汰50%;二、先进制造业发展要保持优势,科研关项目,并全力推动,加快硅酸盐所上海新能源产业院所总部及产业基地建设全面推进并取得阶段性基地、微系统所上海物联网中心等项目建设,推动光成效,战略性新兴产业、高新技术产业方面的功能机所强激光、应用物理所核能等项目落地。五是打造性项目、引导性项目建设全面启动,文化信息产业文化信息产业新名片。2010年继续推动上海文化信等现代服务业发展再上规模。息产业的重点基地、重点园区建设,逐步形成具有鲜为了实现上述目标,该区提出以下措施:一是大明区域特色和较强辐射能力的文化信息产业集群。卢湾区调整完善区节能减排工作推进机制为有利于进- - 步加强节能减排工作的.上下对作。 区政府要求区节能减排联席会议分析研究全区应和综合协调,根据新修订《上海市节约能源条例》节能减排工作中的难点、重点问题,全面完成“十一的有关规定，最近,卢湾区对节能减排工作联席会五"节能目标，并认真谋划“十二五”期间区节能减议及其办公室作了适当调整,节能减排办公室改设排工作目标任务。至区发改委,各相关部门合力推进区域节能减排工(金群乐)金山区科技创新成效显著2009年,金山区全年工业企业技改项目共立481.9万元。全年工业企业共获得国家、市资金扶项备案98个，完成投资18.3 亿元，同比增长持的高新技术产 业化项目3个,重点技术改造项目17%;年内验收完成的28只2008年度技改竣工58中国煤化宁38万元。项目(投资总额63638.1万元)享受区级财政补贴(区经委)TYHCNMHG40' SHANGHA ENEENERGY CONSEYATION .2010年第3期