變頻調速技術在風機水泵節能改造中的應用論文

變頻調速技術在風機水泵節能改造中的應用論文

　　摘要：基于風機、水泵變頻改造技術原理，分析風機、水泵變頻改造技術方法，風機變頻調速技術包括恒壓頻率控制、轉差頻率控制和VC控制(矢量)等;通過在不同負荷情況下進行風機變頻改造試驗，選擇科學有效的節能方案，完善風機變頻改造節能技術，確保資源的有效應用，以為相關領域研究提供參考和借鑒。對水泵節能改造方案進行分析比較，在水泵原有工頻控制系統上增加變頻器以達到降低能耗和變流量供水的目標。通過比較水泵改造前后運行經濟性表明，改造后節電效果顯著。

　　關鍵詞：變頻調速技術;風機;水泵;節能改造;應用

　　在中國“電力體制改革。然而，有電力企業的產品之間沒有差異，沒有差異化競爭，采取類似的電廠上網電價在相同面積接近統一價格，而火力發電廠設備的建設成本折舊時間長，不能浪費一個低容量的機組，大容量機組的能耗比較低;在工作中，我們深深感受到企業的競爭越來越激勵的力量，電廠耗煤量逐漸被壓縮，硬指標，企業的節能工作面臨的嚴峻形勢。各級群眾的節能意識也面臨著企業的問題，不斷提高。這種企業越來越重視，對企業活動的分析，將開展節能工作，節能作為重要內容的年度計劃執行情況，建立節能獎勵基金，以鼓勵突出貢獻節能工作的。

　　1.風機變頻改造技術方法

　　1.1恒壓頻率控制。恒壓頻率控制是最為基礎的控制方法，應用范圍較廣。若控制在額定功率之下，改變電壓恒定頻率，由此導致氣隙磁通增加會將電機燒壞。所以要減少電源頻率，確保U/F(恒壓控制方法)維持在標準值范圍內，保證恒流量控制。

　　1.2轉差頻率控制。變頻調速是直流電機交流電機矢量控制的一種方法。磁場與垂直產品中的初級電流分離，磁場分量和轉矩分量分別控制。

　　1.3 VC控制(矢量)。VC控制(矢量)利用三相坐標將異步電動設備的定子交流I (Ia、Ib、Ic)標注在坐標上，并且利用三相中一、二相的轉換變成二相坐標體系中的交流I，實現矢量控制。

　　2.風機變頻改造后說明

　　在實際使用中，高壓變頻器具有穩定性高、使用壽命長的設備，僅在三年內，可根據設備類型、備品備件生產廠家訂購同類型，包括動力單元、控制單元板、各功能模塊。設備運行期間，設備問題和所需的備品備件的設備第一次購買，及時更換不正常，逆變器可以避免長時間的運行，從而提高設備的投資率，節約能源，大型電機機組穩定運行意義重大。

　　3.水泵節能改造過程

　　為了減少系統的水泵能耗，設備最初的選擇不僅要考慮效率，而且安全系數的合理選擇，更重要的是，水泵運行狀態選擇適當的流量控制方式時，與泵的工作點保持在高效區，避免水泵恒速運行的高能現象造成的。水泵流量調節的實質是改變流量、水頭等性能參數。通過改變管網的性能曲線(改變閥門開啟度)或泵的性能曲線來實現水泵工作點的變化。這里除了對水泵節能改造方案進行分析和比較外。

　　曲線I為額定轉速n，下水泵Q-H性能曲線，曲線Ⅱ為設計工況下管網性能曲線，曲線Ⅲ為任意工況下管網性能曲線。

　　曲線Ⅳ為轉速下降至n：的水泵性能曲線。其中A點為設計工況點，B、C兩點為任意工況點。

　　B工況點水泵輸入的軸功率Nn為Ⅳ。：QuHH。c工況點水裂輸入的軸功率N為虬：'yQ,iHe

　　保證同一流量QB時由于關小調節閥多消耗的軸功率△N為：AN：Ⅳ，，-Ⅳ《.：yQ。f絲一Ⅳc田H 叼E，

　　現有的閥門的使用，當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，在泵的工作點為B( QB，HB)。在一個工作點相比，電力的地區OHAAQA面積OHBBQB，’減少發電量并不明顯，這是由于流量減小，閥門關小使管道阻力、附加壓力損失為H=HBHC、N軸功率的浪費，并與連續閥關小，這種功率損失將繼續增加。顯然，目前的流量調節不節能，僅限于暫時調整流量減少。切割葉輪直徑的調整方法可以通過改變葉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，常用于季節性調節泵。采用變頻調速方式的轉變時，管道泵，所需流量減少到QB，管網特性曲線不變，由I至IV泵的性能曲線，泵轉速降低從N.到N2，泵的工作點C(QB，Hc)。在一個工作點相比，電力的地區OHAAQA面積OHCCQB，功率顯著降低;軸功率條件改變后的值公式Na/數控=(ril/ri2)3，在軸功率明顯下降的速度是三倍的關系。因此，變頻調速的流量、泵的節能效果十分顯著。通過對上述3種方案的比較分析，變頻調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(西門子S7-400通過PROFIBUS網絡數據通信。具體實現過程如下：泵出口壓力為控制對象，給定值是由主機、西門子S7400plc設定PID調節，根據給定的值和壓力偏差值，除鹽水泵電機速度的實時調整，最終實現變流量恒壓供水系統對鹵水的目的。

　　4.結語

　　通過改變頻率來改變電機的轉速，節能高壓變頻調速原理，理論的調節范圍寬，調速方法，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，運行可靠性、調節精度和線性度(高達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、冶金等領域得到了廣泛的推廣和應用，也取得了良好的效果，變頻改造后，不僅避免了電機的啟動力矩在同一時間的影響，因為較低的速度將降低系統的工作壓力，減少光在閥門和管道設備的侵蝕，降低設備的故障率和維修費用，延長設備的使用壽命;變頻改造后的節能效果更為明顯，近年來，隨著國產變頻器的制造逐漸成熟，也減少了前期投資費用，投資回報周期進一步縮短，是電廠進行設備節能改造的首選。

　　參考文獻

　　[1]陳灝.準大發電廠一次風機與凝結水泵高壓變頻改造的研究及應用[D].天津大學，2010.

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