摘要:簡要介紹了變頻器在廠網(wǎng)循環(huán)泵上的運用。
關(guān)鍵詞:變頻器;廠網(wǎng)循環(huán)泵:運用
變頻器是將固定頻率的交流電變換為頻率連續(xù)可調(diào)的交流電的裝置。變頻器的問世,使電器傳動領(lǐng)域發(fā)生了一場技術(shù)革命,既交流調(diào)速取代直流調(diào)速。交流電動機變頻器技術(shù)其有節(jié)能、改善工藝流程、提高產(chǎn)品質(zhì)量和便于自動控制等諸多優(yōu)勢,是國內(nèi)外公認最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。變頻調(diào)速裝置還可以使電動設(shè)備處于最佳運行狀態(tài),大大提高運行效率,在煤礦、發(fā)電廠、冶金等各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用,特別是在風機、水泵的節(jié)能運行方面,效果尤為顯著,雙鴨山虹焱熱電公司通過技術(shù)改造,在廠區(qū)熱網(wǎng)循環(huán)泵上使用變頻調(diào)速技術(shù),獲得了較好的經(jīng)濟效益。
1 變頻器節(jié)能原理
根據(jù)電機學原理,異步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速與電源頻率f、轉(zhuǎn)差率s、電機極對數(shù)P三個參數(shù)有如下關(guān)系:
N=60f(1-s)/p改變其中任何一個參數(shù)都可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變,變頻器就是通過改變電源頻率的方式來改變電動機轉(zhuǎn)速的,在異步感應(yīng)電動機的設(shè)計制造完成后,轉(zhuǎn)速與頻率線性關(guān)系即確定。
由于轉(zhuǎn)速n與頻率f之間為線性關(guān)系,從理論上分析。調(diào)速范圍在0-100%內(nèi)線性度良好,隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,變頻調(diào)速逐漸成為交流電機調(diào)速主要方式。
對于水泵,由于流動力學理論可以知道,流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比;轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比;而泵的功率則與三次方成正比。用n 分別表示轉(zhuǎn)速和功率,腳標‘ “均表示額定T況參數(shù),當流量由額定Qo降至Q時,與額定功率比較,采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的電機的功耗為:
當流量由100%降至70%,則轉(zhuǎn)速相應(yīng)降到70%,而電機的功率降到34.3%No,也就是說節(jié)約電能.7%,扣除閥門調(diào)節(jié)時的功耗與額定功耗的差,轉(zhuǎn)速下降引起電機的效率下降等因素,節(jié)能效果也是非常顯著的。
[b]2 廠區(qū)熱網(wǎng)循環(huán)泵變頻改造方案
[/b] 廠區(qū)熱網(wǎng)循環(huán)泵是廠區(qū)熱網(wǎng)供熱水循環(huán)的動力源,它的作用是把經(jīng)過換熱器加熱后的水輸送到供熱管網(wǎng)中,由于循環(huán)泵采用定速運行,出口流量只能由控制閥門調(diào)節(jié),節(jié)流損失大、出口壓力高、管損嚴重、系統(tǒng)效率低。且經(jīng)常發(fā)生泄露,造成能源浪費,維修量增加。
虹焱熱電公司廠區(qū)熱網(wǎng)循環(huán)泵共有四臺,一~ 二臺工作,一臺備用,一臺檢修。其設(shè)備規(guī)范如下:
水泵型號 250R— —_62
揚程 62m
流量450rMa
轉(zhuǎn)速 1480rpm
功率 115kw
電機型號 Jsll4—_4
轉(zhuǎn)速 1475rpm
額定電流 207A
額定電rE 380V
現(xiàn)在采用變頻器無級調(diào)速,丌環(huán)控制,以達到最佳經(jīng)濟運行的目的、系統(tǒng)改造后的原理如圖1。
將l#廠區(qū)熱網(wǎng)循環(huán)泵改為變頻拖動,將原控制系統(tǒng)斷開(可不予拆除),2托3 4#泵的控制系統(tǒng)刁<變。正常時,變頻器拖動l#泵變頻運f行,另一臺泉泵工頻備用。當變頻器或運行泵發(fā)生故障時,備用泵可以工頻運行,使用原來的調(diào)節(jié)方式,保證熱網(wǎng)運行。這樣做的好處是:充分利用變頻器和現(xiàn)有設(shè)備,改動最小,投資相對較少,既保留了原系統(tǒng)的控制操作方式不變,又保證了系統(tǒng)改造后緊急狀態(tài)下的工頻運行,且易于系統(tǒng)維護。
變頻器經(jīng)過調(diào)研選用臺灣產(chǎn)的普傳變頻器,具體參數(shù)如下:
額定容量 132KVA
額定電流 250A
額定電壓 380V
輸出功率o——50Hz
適用電機功率 132kw
輸出頻率精度0.1Hz
過載能力額定電流150% l min
2OO% 0.1s
保護功能IGBT溫度顯示;變頻器風扇控制;
瞬間掉電再啟動 參數(shù)保護功能。
[b]3 使用變頻器的效益分析
3.1節(jié)約廠用電效果顯著[/b]
在保證同樣供暖效果(即供水出口壓力 0.38MPa)的前提下測得:
改造前: 電流207A 電壓380V 轉(zhuǎn)速l480rpm頻率50Hz
改造后: 電流l69A 電壓288V 轉(zhuǎn)速1085rpm頻率36Hz
一年可節(jié)約電費=(改造前電機功率一改造后電機功率)*年運行時間*電價
= (l15—71.81)*24*30*6*0.48=8.96萬元
3.3 減少電機啟動時的沖擊電流
使用變頻器可使電機轉(zhuǎn)速變化沿著循環(huán)泵的加減速掙眭曲線變化,沒有應(yīng)力負載作用于軸上,延長了軸承壽命,同時有關(guān)數(shù)據(jù)說明,機械壽命與轉(zhuǎn)速的倒數(shù)成正比,降低循環(huán)泵轉(zhuǎn)速可成倍的提高循環(huán)泵的壽命。使用費用自然就降低了。
3.4 低噪占循環(huán)泵改用變頻器后,降低水泵轉(zhuǎn)速的同時,噪音也大幅度降低,克服了對于調(diào)節(jié)閥門線性度不好,調(diào)節(jié)品質(zhì)差,引起管道錘擊和振動。經(jīng)過循環(huán)泵近一年來的實際運行,證明變頻器可以大幅度降低廠用電率。減少發(fā)電成本,提高企業(yè)經(jīng)濟效益。
[b]4 改造時的注意事項
4.1 電流[/b]
電動機采用變頻器運轉(zhuǎn)唰采用工頻電源運轉(zhuǎn)相比,山于輸出電壓、電流中所含高次諧波的影響,電動機的效率、功率因數(shù)將降低,電流增加% ,故要考慮適當增加電動機的容量。
4.2 頻率根據(jù)對水泵揚程的要求設(shè)定下限頻率,上限頻率的設(shè)定不要靠近工頻因為當某些原因發(fā)生時會使異步電動機超過基頻轉(zhuǎn)速以上速度運轉(zhuǎn),負載所需的動力隨轉(zhuǎn)速的提高而急劇增加,極易超出異步電動機和變頻器的容量,導(dǎo)致運行中發(fā)生過熱,另外,靠近T頻運行也失去了用變頻器節(jié)能的意義。
4.3 設(shè)定變頻器的運行涉及到多項頻率參數(shù),需要對各參數(shù)進行功能預(yù)置,才能儀電動機變頻調(diào)速后的特性滿足水泵的要求,注意變頻器的輸出頻率要跳過機械諧振轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的頻率。避免機械諧振的發(fā)生。
4.4 接線
輸入端和輸出端不能接反,否則,會燒毀變頻器。為了,防止觸電、火災(zāi)等災(zāi)害和降低噪聲,必須連接接地端子;通電后,需要改接線時,即使已經(jīng)關(guān)閉電源,也應(yīng)等充電指示燈熄滅后,用萬能表確認直流電壓降到安全電壓(DC25V以下)后再操作。若還殘留有電壓就進行操作,會產(chǎn)生火花,這時應(yīng)先放先放完電后在進行操作。
參考文獻
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