高壓變頻調(diào)速器在冷卻水循環(huán)本上(變頻器世界057

1、高壓變頻調(diào)速器在冷卻水循環(huán)泵上的應(yīng)用The Application of high Voltage Inverter in Cooling Water Cyclic Pump 浙江易嘉節(jié)能設(shè)備有限公司 杜賢國(guó)山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司 郭培彬山東大學(xué) 韓文昭Du Xianguo Guo PeibinHen Wenzhan摘要：本文介紹了國(guó)產(chǎn)高壓變頻器在浙江省衢州巨化硫酸廠的改造應(yīng)用情況，冷卻水循環(huán)泵變頻改造后的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，改造是成功的，節(jié)能效果是明顯的。關(guān)鍵詞：高壓變頻器 冷卻水循環(huán)泵 Abstract: The paper introduces the application of d

2、omestic high voltage inverter in cooling water cyclic pump in the factory of vitriol THQJ. The running data indicate that the alternation is successful and the effect of saving energy is distinct.Key word: High voltage inverter Cooling water cyclic pump 1、 引言： 浙江省衢州巨化硫酸廠是我國(guó)首批自己設(shè)計(jì)、制造、安裝的重點(diǎn)硫酸生產(chǎn)企業(yè)，是浙江省

3、最大的硫酸生產(chǎn)廠。在硫酸生產(chǎn)過程中，需要對(duì)水冷極板進(jìn)行冷卻，冷卻水循環(huán)泵是硫酸生產(chǎn)工藝中的重要設(shè)備，過去冷卻水循環(huán)泵均不調(diào)速，利用出口閥門來(lái)控制水流量和管網(wǎng)壓力，由于設(shè)備的選擇都是按最大負(fù)荷情況來(lái)選型，在實(shí)際運(yùn)行中設(shè)備留有較大的裕量，冷卻水的流量與壓力是通過冷卻水循環(huán)泵出、入口聯(lián)絡(luò)管上的調(diào)節(jié)閥來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，造成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率較低，造成電能浪費(fèi)，為降低企業(yè)生產(chǎn)成本，廠領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)過反復(fù)論證，多方比較，決定選用風(fēng)光牌JD-BP37型高壓變頻器對(duì)冷卻水循環(huán)泵進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能改造，以解決能源浪費(fèi)問題。冷卻水循環(huán)泵工作原理如圖1所示，三臺(tái)循環(huán)泵兩開一備。圖1冷卻水循環(huán)泵工作原理圖2、用戶冷卻水循環(huán)泵及配套電動(dòng)機(jī)

4、有關(guān)參數(shù)為：水泵型號(hào)： 500S-35 單級(jí)雙吸離心泵流量：561LS 轉(zhuǎn)速：970r/min揚(yáng)程：35m電機(jī)功率：280KW電壓：6000V轉(zhuǎn)速：985r/min3、新風(fēng)光電子公司JD-BP37型高壓變頻調(diào)速器3.1 JD-BP37型高壓變頻調(diào)速器簡(jiǎn)介 JD-BP37型高壓變頻調(diào)速器采用最新型IGBT為主控器件，全數(shù)字化，彩色液晶觸摸屏控制，以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)的優(yōu)質(zhì)變頻調(diào)速器。經(jīng)過多年研發(fā)，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、電力、水泥、給排水、制藥、造紙、污水處理等各個(gè)行業(yè)。成為精品，決非偶然。風(fēng)光高壓變頻器，采用若干個(gè)低壓逆變器功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接高壓輸出，所用的6

5、kv高壓變頻器，變壓器有18組付邊繞組，分為6個(gè)功率單元相，三相共18個(gè)單元，采用36脈沖整流，輸入端的諧波成分滿足國(guó)標(biāo)規(guī)定 ，高壓變頻器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，單元電路的主電路如圖3所示，旁路支路采用可控硅模塊。 圖2 高壓變頻器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖3 單元電路主電路3.2 JD-BP37型高壓變頻調(diào)速器主要技術(shù)性能3.2.1 高高電壓源型變頻器，直接6KV輸入，直接6KV輸出，無(wú)須任何輸出變壓器或?yàn)V波器，適配于普通高壓電動(dòng)機(jī)，對(duì)電機(jī)、電纜絕緣無(wú)損害。3.2.2 輸入功率因數(shù)高，電流諧波小，無(wú)須功率因數(shù)補(bǔ)償、諧波抑制裝置。3.2.3 單元電路模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)簡(jiǎn)單，互換性好。3.2.4 輸出階梯正弦PW

6、M波形。 高壓主回路與控制器之間為光纖連接，強(qiáng)弱電隔離，安全可靠。 完善的故障檢測(cè)，精確的故障保護(hù)及準(zhǔn)確的定位顯示和報(bào)警。 內(nèi)置PLC，易于改變控制邏輯關(guān)系，可靈活選擇現(xiàn)場(chǎng)控制/遠(yuǎn)程控制，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)多變需求。3.2.8 采用載波移相控制技術(shù)，大大抑制了輸出電壓的諧波成分，保證輸出波形是完美正弦波。 控制電源與高壓電相互獨(dú)立，無(wú)高壓可以檢測(cè)變頻器輸出，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試以及培訓(xùn)操作人員，便于維護(hù)。3.2.10 采用準(zhǔn)優(yōu)化SPWM調(diào)制技術(shù)，電壓利用率高。 功率單元經(jīng)24小時(shí)高溫老化、150負(fù)載試驗(yàn)，可靠性高。 中文Windows 操作界面，彩色液晶觸摸屏操作。用戶操作監(jiān)控系統(tǒng)界面十分友好和完善，系統(tǒng)包括上

7、位機(jī)（商用PC機(jī)）、下位機(jī)（工控機(jī)）、單片機(jī)。其中單片機(jī)給用戶提供一個(gè)4位LED數(shù)碼顯示屏和一個(gè)12鍵的小鍵盤操作平臺(tái)，可對(duì)變頻器進(jìn)行全部操作，包括參數(shù)設(shè)置和各種運(yùn)行指令。工控機(jī)用觸摸屏和通用鍵盤給用戶提供操作平臺(tái)，其功能更齊全，包括參數(shù)設(shè)定、功能設(shè)定、運(yùn)行操作、運(yùn)行數(shù)據(jù)打印、故障查詢等等。上位機(jī)（商用PC機(jī)）放在總控室，可對(duì)多臺(tái)變頻器進(jìn)行遙測(cè)、遙控。若只有一臺(tái)變頻器，上位機(jī)可省，或讓客戶自定。 可接收和輸出多路工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 可打印輸出運(yùn)行報(bào)表。 4、控制原理及電氣設(shè)備改造回路圖 變頻器控制3#循環(huán)泵，2#、1#循環(huán)泵一開一備?，F(xiàn)在以冷卻水母管壓力為給定量，根據(jù)工藝所需母管壓力調(diào)節(jié)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速

8、，壓力信號(hào)取自主管網(wǎng)，目標(biāo)壓力值設(shè)定在0.24Mpa 。 電氣設(shè)備改造回路圖如圖4。 5 、高壓變頻器節(jié)電情況介紹設(shè)備改造工程于2005年1月完成，高壓變頻器一次試車成功，運(yùn)行正常，頻率運(yùn)行在40Hz左右，保證了循環(huán)水的正常溫度。其節(jié)電相關(guān)數(shù)據(jù)為：工頻運(yùn)行數(shù)據(jù)為： 5月27日14:30 運(yùn)行頻率50Hz 輸入電流23.8A 輸入電壓6KV5月27日21:35 運(yùn)行頻率50Hz 輸入電流26.4A 輸入電壓6KV5月28日08:00 運(yùn)行頻率50Hz 輸入電流25.2A 輸入電壓6KV5月28日21:00 運(yùn)行頻率50Hz 輸入電流24.8A 輸入電壓6KV5月29日06:25 運(yùn)行頻率50Hz

9、 輸入電流24.1A 輸入電壓6KV工頻平均運(yùn)行電流24.86A ， 功率因數(shù)COS1 變頻運(yùn)行數(shù)據(jù)為： 5月27日11:00 運(yùn)行頻率41:55Hz 輸入電流13.0A 輸入電壓6KV 5月27日12:00 運(yùn)行頻率41:55Hz 輸入電流13.1A 輸入電壓6KV 5月27日13:00 運(yùn)行頻率41:55Hz 輸入電流13.0A 輸入電壓6KV 5月27日14:00 運(yùn)行頻率41:55Hz 輸入電流13.2A 輸入電壓6KV 變頻平均運(yùn)行電流為13.07A , 功率因數(shù)為COS2 每年節(jié)省用電：（ICOS1-ICOS2 ）Ua24小時(shí)每年節(jié)省用電費(fèi)用：每年節(jié)省用電變頻運(yùn)行時(shí)節(jié)電率達(dá)到40%。設(shè)備運(yùn)行時(shí)頻率達(dá)到35Hz，就可以達(dá)到工藝要求的出水壓力，春冬秋三個(gè)季節(jié)設(shè)備完全可以在35Hz運(yùn)行，節(jié)電率可達(dá)到50%左右，按目前41Hz運(yùn)行計(jì)算，每年可以節(jié)電71萬(wàn)度，節(jié)省電費(fèi)35.9萬(wàn)元，其成本回收期為1.5年。6、結(jié)束語(yǔ) 風(fēng)光牌高壓變頻調(diào)速器在巨化股份公司硫酸廠冷卻水循環(huán)泵的應(yīng)用，可以使冷卻水循環(huán)泵隨著負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)冷卻水流量，達(dá)到節(jié)約能源的目的，同時(shí)對(duì)循環(huán)泵軟啟動(dòng)，保護(hù)了水泵、電機(jī)，減少泵體和電機(jī)維護(hù)費(fèi)用，改善了冷