高壓變頻器在風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能改造的應(yīng)用

1、高壓變頻器在風(fēng)機(jī)、 水泵節(jié)能改造的項(xiàng)目2011 年 5 月 24 日耳錄一、概述二、采取的措施三、產(chǎn)生的效益四、結(jié)論一、概述目前，隨著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，生產(chǎn)成本的高低決 定了企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的地位，在生產(chǎn)中很大一部分花在能耗 上，降低生產(chǎn)過(guò)程中的電能消耗就可以有效的降低成本。生產(chǎn)過(guò)程中，風(fēng)機(jī)被大量的采用于工藝流程上，而風(fēng) 機(jī)負(fù)載耗電量較大，起動(dòng)電流較高，同時(shí)用閥門、擋風(fēng)板等 裝置來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，在風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，為滿足生產(chǎn)環(huán)境的最 大要求，必須留有余量，因此風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓力往往偏大， 功率的偏大設(shè)計(jì)必然造成能量的浪費(fèi)。很多的風(fēng)機(jī)有 30-70% 的能量是消耗在調(diào)節(jié)閥的壓降上的， 不僅造成電能的 浪

2、費(fèi)，工作效率低，而且開動(dòng)閥門時(shí)，還發(fā)出嘯聲和振動(dòng)， 經(jīng)常發(fā)生事故。該方法是以增加風(fēng)阻、犧牲風(fēng)機(jī)的效率來(lái)達(dá) 到要求的，損耗嚴(yán)重。如果利用變頻調(diào)速技術(shù)改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行速度，以調(diào)節(jié) 風(fēng)量的大小，可以既滿足生產(chǎn)要求，又達(dá)到節(jié)約電能，同時(shí) 減少因調(diào)節(jié)擋板而造成擋板和管道的磨損， 能取得明顯的節(jié) 能效果。 隨著電力電子技術(shù)及電子技術(shù)的發(fā)展，變頻技術(shù)日 趨成熟，風(fēng)壓調(diào)節(jié)已普遍摒棄靠調(diào)整配套的風(fēng)門開度的手 段，改而采用變速的電氣傳動(dòng)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速已成為風(fēng)機(jī)、 泵類節(jié)能降耗的最佳、首選的電氣傳動(dòng)方案。二、采取的措施在選礦廠現(xiàn)有設(shè)備不變的情況下，采用高壓變頻改造項(xiàng) 目主要涉及到兩個(gè)方面；1、主廠房的高壓風(fēng)機(jī)，原設(shè)計(jì)

3、共計(jì)六臺(tái)，三用三備。每臺(tái)功率是355KW，10KV供電。2、水尾加壓泵站的水泵，原設(shè)計(jì)每個(gè)加壓泵站兩用一備，四個(gè)加壓泵站共計(jì) 12臺(tái)電機(jī)，其中四臺(tái)備用電機(jī)。其中I#加壓泵站有 400Kw/10Kv 電機(jī)三臺(tái)，2#加壓泵站和4#加壓 泵站有355Kw/10Kv 電機(jī)各三臺(tái)，3#加壓泵站有電機(jī) 250KW /IOKV 三臺(tái)。主廠房的高壓風(fēng)機(jī)可以采夠三臺(tái)高壓變頻器，運(yùn)行方式 是一拖二運(yùn)行，在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，不用從新設(shè) 計(jì)配電線路。一用一備回路圖水尾加壓泵站每一個(gè)泵站采購(gòu)兩臺(tái)高壓變頻器，可以使用二拖三運(yùn)行，對(duì)原有配線略有改動(dòng)，就可以完成，施工簡(jiǎn)單。電越機(jī)I二拖三回路圖選礦廠在設(shè)計(jì)的初期，主廠

4、房的高壓風(fēng)機(jī)和水源各加壓 泵站的水泵使用的是高壓水阻軟啟動(dòng)方式，實(shí)際的使用中存 在著“大馬拉小車”現(xiàn)象，傳動(dòng)設(shè)備無(wú)法工作在正常的高效工 作點(diǎn)，無(wú)論載荷狀況怎么變化，電機(jī)的轉(zhuǎn)速都保持不變的狀 態(tài)，功率因數(shù)極低，大量的電能白白浪費(fèi)在無(wú)用功上。而且 電機(jī)米用的水阻啟動(dòng)方式，這種啟動(dòng)方式缺少應(yīng)有的保護(hù)功 能，并使部份電力浪費(fèi)存“水電阻”上，不僅使水電阻發(fā)熱， 而且還揮發(fā)出酸性物質(zhì)，污染環(huán)境，對(duì)周圍的電氣設(shè)備造成 危害。由于主廠房高壓風(fēng)機(jī)和加壓泵站的水泵為“平方負(fù)載”， 故有較大的節(jié)能空間。對(duì)于主廠房的高壓風(fēng)機(jī)，現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行電流為15A，僅為電機(jī)額定電流的60 % （電機(jī)額定電流為 24.8A）。因此，

5、確實(shí)存在較大的節(jié)能空間。下面，我們就在上述運(yùn)行狀況下 采用變頻器后的節(jié)電量和節(jié)電率計(jì)算一下：現(xiàn)消耗的實(shí)際功率為：P = y/3UICOSp = 1.732x10.5x15x0,88 = 240KWPl消耗的實(shí)際功率U電壓電流卩一功率因數(shù)當(dāng)前用風(fēng)量下，采用變頻器后實(shí)際消耗功率預(yù)估:0f96 =（355-bLI）x*240<296）#0.96 = 172KW卩一實(shí)際消耗功率P 廠額定功率Qi 實(shí)際用風(fēng)量Q一額定產(chǎn)風(fēng)量（實(shí)際用風(fēng)量，額定用風(fēng)量是根據(jù)運(yùn)行功率與額定功率 換算得出）。3、每小時(shí)節(jié)電量為 240KW 172KW=68KW4、節(jié)電率為 68吃40=28.3 %從上述計(jì)算得出，在風(fēng)機(jī)上使

6、用變頻器確有較大效益。對(duì)于加壓泵站的水泵，以2#泵站為例，當(dāng)電流超過(guò)255A 或是壓力超過(guò) l.5Mpa 時(shí)，必須人工操作關(guān)小閥門， 否則會(huì)造成管道損壞或是泵體損壞。在其它泵站實(shí)際運(yùn)行當(dāng) 中也存在著用閥門控制管道壓力和水量的問(wèn)題。由于水泵耗電功率與水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速三次方成正比關(guān) 系；所以水泵調(diào)速運(yùn)行時(shí)節(jié)電效果非常顯著，平均耗電較通 常的供水方式可節(jié)電 30%-50%。水泵節(jié)電率的計(jì)算公式：水泵節(jié)電率=1 (變頻器運(yùn)行頻率 + 50HZ ) 3 X100%例如：水泵轉(zhuǎn)速降低 30 %,即變頻器運(yùn)行頻率=35Hz 水泵節(jié)電率=1 -( 35Hz 弋0Hz ) 3 X100%=65.7 % 水泵轉(zhuǎn)速降低

7、 20%，即變頻器運(yùn)行頻率 =40Hz 水泵節(jié)電率=1 -( 40Hz 弋0Hz ) 3 X100%=48.8 %應(yīng)用高壓變頻器就能徹底解決這樣的問(wèn)題，用高壓變 頻器控制不僅能保證水泵恒壓運(yùn)行，而且保護(hù)功能齊全，對(duì) 電機(jī)和電網(wǎng)都具有保護(hù)，并且節(jié)約電能，減少故障，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行壽命。三、產(chǎn)生的效益1、直接收益：按上面的公式所得如果風(fēng)機(jī)上使用高壓變頻器；每小時(shí)節(jié)電量為 240 172=68KW如果全年生產(chǎn)時(shí)間 280 天68KW X24 小時(shí) X280 天=456960 度每度電 0.6 元計(jì)算456960 度 X0.6 元=274176 元如果全年生產(chǎn)時(shí)間 310 天68KW X24 小時(shí)X310

8、 天=505920505920 度 X0.6 元=303552 元2、間接效益：傳動(dòng)設(shè)備安裝高壓變頻器后主要有以下優(yōu)點(diǎn)：1 、節(jié)能降耗。 根據(jù)不同工作條件節(jié)電效果可達(dá) l050；2、具有軟啟動(dòng)功能，啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，可達(dá)額定值的 2 倍，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)矩高：3、 可調(diào)速，并且調(diào)速效率高，可達(dá)9 5 以上；實(shí)現(xiàn)平 穩(wěn)的無(wú)極調(diào)速，調(diào)速方便。4、有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)載、缺相等多種保護(hù)功能， 保護(hù)準(zhǔn)確、 可靠，從而降低事故發(fā)生率并及時(shí)提供故障信息；5、提高電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)， 延長(zhǎng)電機(jī)等設(shè)備的使用壽命。 采用變頻調(diào)速后，可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)和軟制動(dòng)，幾乎不產(chǎn)生沖 擊，避免水阻軟啟動(dòng) 34倍的沖擊電流，可大大延長(zhǎng)電機(jī) 定子、轉(zhuǎn)子軸及軸承等電氣與機(jī)械壽命 ：6、能提高整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和工藝水平，現(xiàn)場(chǎng)操 作簡(jiǎn)單，較少的維護(hù)工作量，節(jié)約成本。四、結(jié)論高壓變頻器的設(shè)備運(yùn)行性能穩(wěn)定、節(jié)能顯著，使用高壓 變頻器，不但操作方便、容易、維護(hù)量小，而且有明顯的節(jié) 能效果。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行是我 國(guó)節(jié)能的一項(xiàng)重點(diǎn)推廣技術(shù)， 受到國(guó)家政府的普遍重視， 中 華人民共和國(guó)節(jié)約能源