變頻調速技術(shù)在風(fēng)機水泵節能改造中的應用論文
摘要：基于風(fēng)機、水泵變頻改造技術(shù)原理，分析風(fēng)機、水泵變頻改造技術(shù)方法，風(fēng)機變頻調速技術(shù)包括恒壓頻率控制、轉差頻率控制和VC控制(矢量)等;通過(guò)在不同負荷情況下進(jìn)行風(fēng)機變頻改造試驗，選擇科學(xué)有效的節能方案，完善風(fēng)機變頻改造節能技術(shù)，確保資源的有效應用，以為相關(guān)領(lǐng)域研究提供參考和借鑒。對水泵節能改造方案進(jìn)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(guò)比較水泵改造前后運行經(jīng)濟性表明，改造后節電效果顯著(zhù)。
關(guān)鍵詞：變頻調速技術(shù);風(fēng)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(yè)的產(chǎn)品之間沒(méi)有差異，沒(méi)有差異化競爭，采取類(lèi)似的電廠(chǎng)上網(wǎng)電價(jià)在相同面積接近統一價(jià)格，而火力發(fā)電廠(chǎng)設備的建設成本折舊時(shí)間長(cháng)，不能浪費一個(gè)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(yè)的競爭越來(lái)越激勵的力量，電廠(chǎng)耗煤量逐漸被壓縮，硬指標，企業(yè)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(zhù)企業(yè)的問(wèn)題，不斷提高。這種企業(yè)越來(lái)越重視，對企業(yè)活動(dòng)的分析，將開(kāi)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(fēng)機變頻改造技術(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(huì )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(chǎng)與垂直產(chǎn)品中的初級電流分離，磁場(chǎng)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(dòng)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(shí)現矢量控制。
2.風(fēng)機變頻改造后說(shuō)明
在實(shí)際使用中，高壓變頻器具有穩定性高、使用壽命長(cháng)的設備，僅在三年內，可根據設備類(lèi)型、備品備件生產(chǎn)廠(chǎng)家訂購同類(lèi)型，包括動(dòng)力單元、控制單元板、各功能模塊。設備運行期間，設備問(wèn)題和所需的備品備件的設備第一次購買(mǎi)，及時(shí)更換不正常，逆變器可以避免長(cháng)時(shí)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(guò)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(tài)選擇適當的流量控制方式時(shí)，與泵的工作點(diǎn)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(shí)質(zhì)是改變流量、水頭等性能參數。通過(guò)改變管網(wǎng)的性能曲線(xiàn)(改變閥門(mén)開(kāi)啟度)或泵的性能曲線(xiàn)來(lái)實(shí)現水泵工作點(diǎn)的變化。這里除了對水泵節能改造方案進(jìn)行分析和比較外。
曲線(xiàn)I為額定轉速n，下水泵Q-H性能曲線(xiàn)，曲線(xiàn)Ⅱ為設計工況下管網(wǎng)性能曲線(xiàn)，曲線(xiàn)Ⅲ為任意工況下管網(wǎng)性能曲線(xiàn)。
曲線(xiàn)Ⅳ為轉速下降至n：的水泵性能曲線(xiàn)。其中A點(diǎn)為設計工況點(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(shí)由于關(guān)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(mén)的使用，當管道流速要求降低到QB時(shí)，閥開(kāi)度減小的特性曲線(xiàn)和管道II，III，泵的性能曲線(xiàn)不變的情況下，在泵的工作點(diǎn)為B( QB，HB)。在一個(gè)工作點(diǎn)相比，電力的地區OHAAQA面積OHBBQB，’減少發(fā)電量并不明顯，這是由于流量減小，閥門(mén)關(guān)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(guān)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(shí)調整流量減少。切割葉輪直徑的調整方法可以通過(guò)改變葉輪外徑來(lái)改變泵的性能，并且不會(huì )增加額外的能量損失。但葉輪不能過(guò)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(shí)，管道泵，所需流量減少到QB，管網(wǎng)特性曲線(xiàn)不變，由I至IV泵的性能曲線(xiàn)，泵轉速降低從N.到N2，泵的工作點(diǎn)C(QB，Hc)。在一個(gè)工作點(diǎn)相比，電力的地區OHAAQA面積OHCCQB，功率顯著(zhù)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(guān)系。因此，變頻調速的流量、泵的節能效果十分顯著(zhù)。通過(guò)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(mén)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(mén)子S7-400通過(guò)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )數據通信。具體實(shí)現過(guò)程如下：泵出口壓力為控制對象，給定值是由主機、西門(mén)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(shí)時(shí)調整，最終實(shí)現變流量恒壓供水系統對鹵水的目的。
4.結語(yǔ)
通過(guò)改變頻率來(lái)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(xiàn)性度，變頻裝置本身的能耗非常低，無(wú)論是在輕載或滿(mǎn)載效率非常高。此外，運行可靠性、調節精度和線(xiàn)性度(高達99%)都是其他速度控制方法無(wú)法相比的。在全國各地，近年來(lái)已在電力、化工、冶金等領(lǐng)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(dòng)力矩在同一時(shí)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(mén)和管道設備的侵蝕，降低設備的故障率和維修費用，延長(cháng)設備的使用壽命;變頻改造后的節能效果更為明顯，近年來(lái)，隨著(zhù)國產(chǎn)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(jìn)一步縮短，是電廠(chǎng)進(jìn)行設備節能改造的首選。
參考文獻
[1]陳灝.準大發(fā)電廠(chǎng)一次風(fēng)機與凝結水泵高壓變頻改造的研究及應用[D].天津大學(xué)，2010.
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