中原化肥廠節(jié)電工程技術(shù)方案

1、河南省中原化肥廠節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）威林（上海）能源科技有限公司二零零五年四月河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 2 頁 共 15 頁節(jié)節(jié)電電工工程程技技術(shù)術(shù)方方案案概概述述背景概述：背景概述：化肥廠在生產(chǎn)過程中會使用到大量的風機、水泵及空壓機等大型用電設(shè)備，其所消耗的電能在總成本中占有較大的比例，然而實際上在這些用電設(shè)備使用過程中由于技術(shù)等因素有很大一部分的電能浪費。威林（上海）能源科技有限公司利用自身的技術(shù)優(yōu)勢，針對各種設(shè)備的實際使用情況研發(fā)出相關(guān)的節(jié)電產(chǎn)品，可以在不改變實際工況的情況下減少設(shè)備電能的浪費，使得企業(yè)的生產(chǎn)成本下降，在市場上更具有競爭優(yōu)

2、勢。節(jié)電效果：節(jié)電效果：空壓機節(jié)電率20風機、水泵節(jié)電率35 售后服務(wù)：售后服務(wù)： 三年包換，十年保修服務(wù)提供商：服務(wù)提供商：威林（上海）能源科技有限公司服務(wù)商簡介：服務(wù)商簡介：中國節(jié)能協(xié)會理事會理事單位emca(中國節(jié)能協(xié)會節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)委員會)會員單位中國 3.15 協(xié)會模范單位相關(guān)系列產(chǎn)品已通過國家權(quán)威機構(gòu)測試，并獲得行業(yè)優(yōu)先推廣資格相關(guān)品牌已成為中國節(jié)能協(xié)會頒發(fā)的首批節(jié)能創(chuàng)新公認知名品牌河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 3 頁 共 15 頁目目 錄錄一、前言一、前言.4二、空壓機節(jié)電改造方案二、空壓機節(jié)電改造方案.51節(jié)電空間.52、節(jié)電原理.53、節(jié)電效益.74

3、、設(shè)備選型及節(jié)電效果預(yù)測.8三、風機三、風機/水泵節(jié)電改造方案水泵節(jié)電改造方案.91節(jié)電空間.92、節(jié)電原理.93、節(jié)電效益.124、設(shè)備選型及節(jié)電效果預(yù)測.12四、工程進四、工程進度度安排安排.13五、售后服務(wù)五、售后服務(wù).141、znr-kyj 系列空壓機專用節(jié)電器售后服務(wù)條款.142、znr-zk/znr-sk 系列風機/水泵專用節(jié)電器售后服務(wù)條款.14河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 4 頁 共 15 頁一、前言一、前言企業(yè)最關(guān)心的是什么？我們通常認為是長期、穩(wěn)定和持續(xù)地獲取最大限度的利潤。要實現(xiàn)這一目標，管理者都會注重于：提高產(chǎn)品的銷量和市場占有率。提高產(chǎn)品的

4、銷量和市場占有率。降低生產(chǎn)、銷售等運營成本以提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)、銷售等運營成本以提高生產(chǎn)效率: :在降低成本這方面，大多數(shù)企業(yè)會注重生產(chǎn)設(shè)備的改善，以及提高管理的效率。然而卻很少有企業(yè)去關(guān)注對電費的控制,而電費往往又是企業(yè)尚未有效控制的第二或第三大生產(chǎn)成本，對于商業(yè)企業(yè)而言，電費的開支更是占經(jīng)營成本中相當大的比例。因為傳統(tǒng)技術(shù)的局限性,對電費控制缺乏強有力的技術(shù)手段，導致大部分企業(yè)認為用電成本是難以被控制的。為滿足企業(yè)節(jié)能降耗的需求，響應(yīng)國務(wù)院及國家五部委關(guān)于節(jié)約能源的倡議，我公司不斷地致力于節(jié)電產(chǎn)品的研發(fā)，將各種尖端技術(shù)引入節(jié)電產(chǎn)品，使控制用電成本成為可能。不僅為企業(yè)提供了全新的節(jié)電技術(shù)產(chǎn)

5、品，而且使得企業(yè)可長期、持續(xù)地享受到節(jié)電投資所帶來的豐厚回報，有效幫助企業(yè)降低運營成本，成為企業(yè)新的利潤增長點，達到開源節(jié)流的目的,為企業(yè)創(chuàng)造更多的財富。我公司研制、開發(fā)出十四大系列、一百多個品種的節(jié)電設(shè)備，是專門針對工礦企業(yè)、賣場、便利店、高檔社區(qū)、高級商務(wù)樓及大型商場等用電負載的特性，推出的一系列專用節(jié)電設(shè)備，如：中央空調(diào)節(jié)電系統(tǒng)、照明及動力混合節(jié)電系統(tǒng)、恒壓供水節(jié)電系統(tǒng)等，基本涵蓋了所有用電領(lǐng)域，可針對各種復雜用電單元，提供整體節(jié)電改造方案，在市場營銷方面也取得了很大成功。公司依靠自身的技術(shù)優(yōu)勢和獨具特色的產(chǎn)品贏得國內(nèi)外眾多知名企業(yè)的信賴，先后服務(wù)過近百家知名企業(yè)集團，如：上海市市政府、

6、香港新鴻基房產(chǎn)、中國一汽、上海市市政府、香港新鴻基房產(chǎn)、中國一汽、浦東國際機場、上海寶鋼集團、索尼上廣電等浦東國際機場、上海寶鋼集團、索尼上廣電等。先進的技術(shù)、優(yōu)良的設(shè)備、豐富的經(jīng)驗使我們公司能為越來越多的知名企業(yè)提供更加完善的服務(wù)，在貴司設(shè)備科的精心配合下，我們提供本方案，以供貴司參考。河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 5 頁 共 15 頁二、空壓機節(jié)電改造方案二、空壓機節(jié)電改造方案1節(jié)電空間節(jié)電空間空壓機基本上屬于恒轉(zhuǎn)矩負載，其負載率較高，負載電流一般在電機額定電流的 70%左右，僅靠跟蹤負載改變電機的實際輸出功率，雖然可以有一定的節(jié)電，但節(jié)電率不會太高，從其運行方

7、式考慮節(jié)電方案，會有很好的節(jié)電效果。空壓機的運行方式一般有如下兩種：(1) 投入與退出和放氣減壓運行方式設(shè)定一個上限壓力值和一個下限壓力值，下限壓力值為工藝實際需要的壓力，當空壓機運行達到上限時，小功率的壓縮機停機，當壓力下降到下限時，重新啟動增壓，大功率的壓縮機由于存在啟動問題，一般不采用停機的方式，而是當壓力達到所設(shè)定的上限時，電動機卸載，空載運行；當壓力下降到壓力的下限值時，電機加載運行，繼續(xù)增壓，以此往復運行。也有部分空壓機采取到壓力上限放氣減壓，電機始終帶載運行。采用這種運行方式，當氣壓趨近于上限時電機負載加大，造成電能浪費；電機卸載空轉(zhuǎn)或放氣卸壓也存在很大的電能浪費。(2) 進氣口

8、變化調(diào)節(jié)運行方式空壓機設(shè)定一個壓力區(qū)間（即上限、下限），空壓機根據(jù)壓力的變化改變進氣口的開度，壓力高，進氣口??；壓力低，進氣口變大，以此來適應(yīng)和滿足壓力的要求。采用這種運行方式，一部分電能浪費在了檔板上。2、節(jié)電原理、節(jié)電原理(1)變頻技術(shù)中融入節(jié)電技術(shù)利用變頻器當中 igbt 功率器件的特性，調(diào)節(jié)優(yōu)化功率輸出，消除電壓過高，負載率低而造成的浪費。在未變速情況下，使電機輸出的力矩接近拖動負載所需的力矩，減少力矩過剩和功率因數(shù)過低造成的電能浪費。(2)采用閉環(huán)控制變頻技術(shù)河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 6 頁 共 15 頁我們知道: n=60f(1-s)/p(式中 n

9、為電機轉(zhuǎn)速； f 為電源頻率； p 為電機極對數(shù)； s 為滑差率)式中可看出：電機轉(zhuǎn)速 n 與電源頻率 f 成正比,改變 f 則 n 同比例變化。在泵的高效區(qū)里，流量與轉(zhuǎn)速成正比，那么流量與頻率也成正比。根據(jù)流體力學知識可知： p1/p=n13/n3 (式中 p 為空壓機的額定功率 , n為額定轉(zhuǎn)速 , p1 為當轉(zhuǎn)速變?yōu)?n1 時的功率)那么 p1= n13/n3p 即：軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比 .當轉(zhuǎn)速下降 10%時,流量減少 10%,這時 p1=(n-10n/100)3/ n3p=0.729p節(jié)電率=(p-p1)/ p100%=27.1%當轉(zhuǎn)速下降 20%時,流量也下降 20%,這時

10、p1=(n-20n/100)3/ n3p=0.512p節(jié)電率=(pp1)/p100%=(p0.512p)/p100%=48.8%如下圖所示：當轉(zhuǎn)速下降時，軸功率以立方形式迅速下降，具體變化情況見圖中曲線：根據(jù)以上規(guī)律，我們采用變頻技術(shù)，以壓力信號為控制依據(jù)，組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，讓空氣壓縮機始終工作在工藝所需的最佳壓力點上。當壓力有河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 7 頁 共 15 頁下降趨勢時，頻率上升，電機的轉(zhuǎn)速隨之上升；當壓力有上升趨勢時，頻率下降，電機的轉(zhuǎn)速隨之下降，避免壓力上升到上限時電機卸載空轉(zhuǎn)造成的浪費。同時當空壓機有 80%的充氣能力時，功率下降接近 50%

11、，本身就有很好的節(jié)電效果。使用氣門調(diào)節(jié)方式的空壓機節(jié)電改造前后能耗關(guān)系如下圖所示：上圖中可以很明顯看出：在電機轉(zhuǎn)速基本不變時，單憑調(diào)整閥門開度控制流量是以犧牲效率為代價完成的，在流量減少時效率急速下降；而通過變頻調(diào)速調(diào)整流量，在流量下降的同時電機拖動功率按正比下降保持原效率，是一種先進的節(jié)能控制方法。采用我公司的空壓機專用節(jié)電器，同時具備了電機功率優(yōu)化功能。3、節(jié)電效益、節(jié)電效益（1）有效節(jié)約電能 節(jié)電改造后，空壓機一直在固定滿足工況要求的較低壓力下運行，不河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 8 頁 共 15 頁需要設(shè)置上下限壓力，這就避免了以往空壓機工作時隨著壓力的增加

12、電機負載率隨之增大而多消耗的電能，同時在空壓機處在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的所浪費的電能也可以節(jié)省下來。綜合利用變頻技術(shù)中壓力與功率不成正比的關(guān)系，可以做到比較好的節(jié)電效果。 出氣口釋壓閥全部關(guān)閉，取消用出氣口釋放閥調(diào)節(jié)供氣量方式，避免壓縮空氣浪費，代之以利用變頻器調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速控制方式，使電機功率與流量基本成正比變化，始終保持高效運轉(zhuǎn)，達到明顯的節(jié)電效果。利用變頻器的節(jié)電模式，可使電機在輕載時以最高效率運轉(zhuǎn)，減少不必要的損失。（2）有效保護設(shè)備 避免電機的頻繁啟動、投入與退出給設(shè)備帶來的損害，同時可以減少因設(shè)備負載變化頻繁引起的對設(shè)備的損害，從而延長設(shè)備使用壽命，為客戶節(jié)省相當可觀的設(shè)備維護費用。 減少因

13、電機頻繁啟動、頻繁投入退出給電網(wǎng)造成的沖擊。 根據(jù)嚴格的 ems 標準，高效的 pwm 采用高速低耗的 igbt 組件，可降低諧波失真和電動機損耗。（3）提高生產(chǎn)效率、確保工況安全 節(jié)能改造后的壓縮機，可實現(xiàn)恒壓供氣穩(wěn)定系統(tǒng)，消除壓力上、下限給生產(chǎn)工藝造成的影響，壓力始終保持穩(wěn)定，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 提高系統(tǒng)功率因素。 保證原有釋壓閥系統(tǒng)，不降低空壓機總體安全性。4、設(shè)備選型及、設(shè)備選型及節(jié)電效果預(yù)測節(jié)電效果預(yù)測負載類型負載類型節(jié)電設(shè)備選型節(jié)電設(shè)備選型數(shù)量（臺）數(shù)量（臺）預(yù)估節(jié)電率預(yù)估節(jié)電率空壓機znr-kyj 系列n20河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 9 頁

14、共 15 頁河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 10 頁 共 15 頁三、風機三、風機/水泵節(jié)電水泵節(jié)電改造方案改造方案1節(jié)電空間節(jié)電空間 風機、水泵是工、商業(yè)及日常生活設(shè)施常用的設(shè)備，在所有用電設(shè)備當中占有相當大的比例。眾所周知，在通風、供水的實際應(yīng)用當中，風機與水泵的功率是根據(jù)最大容量來選擇的，但是在使用中，流量又需根據(jù)各種不同情況的變化而進行調(diào)節(jié)，通常都是使用檔板與閥門進行調(diào)節(jié)，這時，大量的電能損失耗費在檔板和閥門上，存在極大的能源浪費，因此具有很大的節(jié)能空間。2、節(jié)電原理、節(jié)電原理（1）使用變頻技術(shù)改變轉(zhuǎn)速節(jié)電風機、水泵屬平方轉(zhuǎn)矩負載，而風和水均屬流體，根據(jù)流體力

15、學規(guī)律，那么軸功率、壓力、轉(zhuǎn)速、流量之間有以下關(guān)系： 流量與轉(zhuǎn)速成正比 壓力（揚程）與轉(zhuǎn)速平方成正比 水泵軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比也就是當頻率變小時，轉(zhuǎn)速和流量同比下降，它們之間的詳細對比如下表：頻率頻率 hzhz5045403530252015轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 % %10090807060504030壓力壓力 % %1008164493625169揚程揚程 % %1008164493625169河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 11 頁 共 15 頁流量流量 % %10090807060504030功率功率 % %10072.951.234.321.612.56.42.7節(jié)電率

16、節(jié)電率 % %027.148.865.778.487.593.697.3揚程揚程 m m150121.59673.55437.52413.5流量流量 m m3 3200018001600140012001000800600 舉舉 例例功率功率 kwkw11080.1956.3237.7323.7613.757.042.97如表所示：假設(shè)電機轉(zhuǎn)速由 100%降到 70%時，流量下降到 70%，此時電機功率卻急速降到 34.3%。實際工況中工頻運行與變頻運行功率對比以及節(jié)電率如下圖所示：（2）不改變電機的轉(zhuǎn)速節(jié)電有些使用場合不允許改變電機的轉(zhuǎn)速，那么在不改變電機頻率（轉(zhuǎn)速）的情況下，主要是針對電機

17、與負載的空間而節(jié)電。其主要原理是根據(jù)其功河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 12 頁 共 15 頁率因數(shù)和負載率的變化，優(yōu)化其功率輸出，使電機輸出轉(zhuǎn)矩接近風機、水泵實際需要的轉(zhuǎn)矩（即電機輸出功率接近軸功率），達到節(jié)電的目的。在相當多的情況下，電機在工作中負載在不斷變化，表現(xiàn)在實際工作電流的波動，有時接近額定值（或過載），有時卻很小，這就要求功率輸出也要隨負載變化而變化，才能有好的節(jié)電效果。通常采用控制晶閘管通斷比的方法，電動機給負載的功率表示為：n1+n2式中 pn 為晶閘管全導通時負載所獲得的功率，即電動機的額定功率，n1為晶閘管導通的周波數(shù)，n2為晶閘管未導通的周波數(shù)

18、。而電機的輸出表示為p1.732iucos。i 工作電流，u 為實際工作電壓。cos 為功率因數(shù)。那么 p n1/(n1+n2)pn n1 pn 1.732iu 1.732iu n1+n2 1.732iu從式中可看出當電機選定后，電機的額定功率 pn 確定了。cos（功率因數(shù)）只與運行電壓與電流和 n2/n1+n2晶閘管通斷比有關(guān)。而晶閘管的通斷比即可決定電壓 u。因此只要能夠根據(jù)檢測到的功率因數(shù)值動態(tài)調(diào)整通斷比即可。對于風機、水泵來說即便是輕載大部分情況是恒定的輕載，根據(jù)負載率確定一個適合的功率輸出即可。變頻器采用 igbt 功率器件硬件可滿足此要求。固化一個軟件即可實現(xiàn)優(yōu)化功率的功能。在變頻技術(shù)的應(yīng)用當中，融入節(jié)電技術(shù)而實現(xiàn)。p =pncos= n1 河南中原化肥廠 節(jié)電工程技術(shù)方案（風機、水泵、空壓機）第 13 頁 共 15 頁3、節(jié)