變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能改造中的應(yīng)用論文
摘要：基于風(fēng)機(jī)、水泵變頻改造技術(shù)原理，分析風(fēng)機(jī)、水泵變頻改造技術(shù)方法，風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)包括恒壓頻率控制、轉(zhuǎn)差頻率控制和VC控制(矢量)等;通過在不同負(fù)荷情況下進(jìn)行風(fēng)機(jī)變頻改造試驗(yàn)，選擇科學(xué)有效的節(jié)能方案，完善風(fēng)機(jī)變頻改造節(jié)能技術(shù)，確保資源的有效應(yīng)用，以為相關(guān)領(lǐng)域研究提供參考和借鑒。對水泵節(jié)能改造方案進(jìn)行分析比較，在水泵原有工頻控制系統(tǒng)上增加變頻器以達(dá)到降低能耗和變流量供水的目標(biāo)。通過比較水泵改造前后運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性表明，改造后節(jié)電效果顯著。
關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù);風(fēng)機(jī);水泵;節(jié)能改造;應(yīng)用
在中國“電力體制改革。然而，有電力企業(yè)的產(chǎn)品之間沒有差異，沒有差異化競爭，采取類似的電廠上網(wǎng)電價在相同面積接近統(tǒng)一價格，而火力發(fā)電廠設(shè)備的建設(shè)成本折舊時間長，不能浪費(fèi)一個低容量的機(jī)組，大容量機(jī)組的能耗比較低;在工作中，我們深深感受到企業(yè)的競爭越來越激勵的力量，電廠耗煤量逐漸被壓縮，硬指標(biāo)，企業(yè)的節(jié)能工作面臨的嚴(yán)峻形勢。各級群眾的節(jié)能意識也面臨著企業(yè)的問題，不斷提高。這種企業(yè)越來越重視，對企業(yè)活動的分析，將開展節(jié)能工作，節(jié)能作為重要內(nèi)容的年度計(jì)劃執(zhí)行情況，建立節(jié)能獎勵基金，以鼓勵突出貢獻(xiàn)節(jié)能工作的。
1.風(fēng)機(jī)變頻改造技術(shù)方法
1.1恒壓頻率控制。恒壓頻率控制是最為基礎(chǔ)的控制方法，應(yīng)用范圍較廣。若控制在額定功率之下，改變電壓恒定頻率，由此導(dǎo)致氣隙磁通增加會將電機(jī)燒壞。所以要減少電源頻率，確保U/F(恒壓控制方法)維持在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，保證恒流量控制。
1.2轉(zhuǎn)差頻率控制。變頻調(diào)速是直流電機(jī)交流電機(jī)矢量控制的一種方法。磁場與垂直產(chǎn)品中的初級電流分離，磁場分量和轉(zhuǎn)矩分量分別控制。
1.3 VC控制(矢量)。VC控制(矢量)利用三相坐標(biāo)將異步電動設(shè)備的定子交流I (Ia、Ib、Ic)標(biāo)注在坐標(biāo)上，并且利用三相中一、二相的轉(zhuǎn)換變成二相坐標(biāo)體系中的交流I，實(shí)現(xiàn)矢量控制。
2.風(fēng)機(jī)變頻改造后說明
在實(shí)際使用中，高壓變頻器具有穩(wěn)定性高、使用壽命長的設(shè)備，僅在三年內(nèi)，可根據(jù)設(shè)備類型、備品備件生產(chǎn)廠家訂購?fù)愋�，包括動力單元、控制單元板、各功能模塊。設(shè)備運(yùn)行期間，設(shè)備問題和所需的備品備件的設(shè)備第一次購買，及時更換不正常，逆變器可以避免長時間的運(yùn)行，從而提高設(shè)備的投資率，節(jié)約能源，大型電機(jī)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。
3.水泵節(jié)能改造過程
為了減少系統(tǒng)的水泵能耗，設(shè)備最初的選擇不僅要考慮效率，而且安全系數(shù)的合理選擇，更重要的是，水泵運(yùn)行狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)牧髁靠刂品绞綍r，與泵的工作點(diǎn)保持在高效區(qū)，避免水泵恒速運(yùn)行的高能現(xiàn)象造成的。水泵流量調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)是改變流量、水頭等性能參數(shù)。通過改變管網(wǎng)的性能曲線(改變閥門開啟度)或泵的性能曲線來實(shí)現(xiàn)水泵工作點(diǎn)的變化。這里除了對水泵節(jié)能改造方案進(jìn)行分析和比較外。
曲線I為額定轉(zhuǎn)速n，下水泵Q-H性能曲線，曲線Ⅱ?yàn)樵O(shè)計(jì)工況下管網(wǎng)性能曲線，曲線Ⅲ為任意工況下管網(wǎng)性能曲線。
曲線Ⅳ為轉(zhuǎn)速下降至n：的水泵性能曲線。其中A點(diǎn)為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，B、C兩點(diǎn)為任意工況點(diǎn)。
B工況點(diǎn)水泵輸入的軸功率Nn為Ⅳ。：QuHH。c工況點(diǎn)水裂輸入的軸功率N為虬：'yQ,iHe
保證同一流量QB時由于關(guān)小調(diào)節(jié)閥多消耗的軸功率△N為：AN：Ⅳ，，-Ⅳ《.：yQ。f絲一Ⅳc田H 叼E，
現(xiàn)有的閥門的使用，當(dāng)管道流速要求降低到QB時，閥開度減小的特性曲線和管道II，III，泵的性能曲線不變的情況下，在泵的工作點(diǎn)為B( QB，HB)。在一個工作點(diǎn)相比，電力的地區(qū)OHAAQA面積OHBBQB，’減少發(fā)電量并不明顯，這是由于流量減小，閥門關(guān)小使管道阻力、附加壓力損失為H=HBHC、N軸功率的浪費(fèi)，并與連續(xù)閥關(guān)小，這種功率損失將繼續(xù)增加。顯然，目前的流量調(diào)節(jié)不節(jié)能，僅限于暫時調(diào)整流量減少。切割葉輪直徑的調(diào)整方法可以通過改變?nèi)~輪外徑來改變泵的性能，并且不會增加額外的能量損失。但葉輪不能過大，否則效率明顯下降，且需要停止葉輪，常用于季節(jié)性調(diào)節(jié)泵。采用變頻調(diào)速方式的轉(zhuǎn)變時，管道泵，所需流量減少到QB，管網(wǎng)特性曲線不變，由I至IV泵的性能曲線，泵轉(zhuǎn)速降低從N.到N2，泵的工作點(diǎn)C(QB，Hc)。在一個工作點(diǎn)相比，電力的地區(qū)OHAAQA面積OHCCQB，功率顯著降低;軸功率條件改變后的值公式Na/數(shù)控=(ril/ri2)3，在軸功率明顯下降的速度是三倍的關(guān)系。因此，變頻調(diào)速的流量、泵的節(jié)能效果十分顯著。通過對上述3種方案的比較分析，變頻調(diào)速是確定的脫鹽水泵的改造最終方案。增加除鹽水泵變頻器(西門子S120)，保留控制柜作為備用功率變頻器和原旁路，原控制系統(tǒng)(西門子S7-400通過PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信。具體實(shí)現(xiàn)過程如下：泵出口壓力為控制對象，給定值是由主機(jī)、西門子S7400plc設(shè)定PID調(diào)節(jié)，根據(jù)給定的值和壓力偏差值，除鹽水泵電機(jī)速度的實(shí)時調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)變流量恒壓供水系統(tǒng)對鹵水的目的。
4.結(jié)語
通過改變頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，節(jié)能高壓變頻調(diào)速原理，理論的調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)速方法，和良好的線性度，變頻裝置本身的能耗非常低，無論是在輕載或滿載效率非常高。此外，運(yùn)行可靠性、調(diào)節(jié)精度和線性度(高達(dá)99%)都是其他速度控制方法無法相比的。在全國各地，近年來已在電力、化工、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，也取得了良好的效果，變頻改造后，不僅避免了電機(jī)的啟動力矩在同一時間的影響，因?yàn)檩^低的速度將降低系統(tǒng)的工作壓力，減少光在閥門和管道設(shè)備的侵蝕，降低設(shè)備的故障率和維修費(fèi)用，延長設(shè)備的使用壽命;變頻改造后的節(jié)能效果更為明顯，近年來，隨著國產(chǎn)變頻器的制造逐漸成熟，也減少了前期投資費(fèi)用，投資回報(bào)周期進(jìn)一步縮短，是電廠進(jìn)行設(shè)備節(jié)能改造的首選。
參考文獻(xiàn)
[1]陳灝.準(zhǔn)大發(fā)電廠一次風(fēng)機(jī)與凝結(jié)水泵高壓變頻改造的研究及應(yīng)用[D].天津大學(xué)，2010.
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