C科技瓜變頻技術(shù)在鋼廠循環(huán)水處理節(jié)能改造中的應(yīng)用袁顯能(寶鋼股份,上海市200949)摘嬰本文利用水系的性能曲線,推導(dǎo)出了水泵變頻調(diào)速的節(jié)能依據(jù),定量分析了該技術(shù)的相對能耗水平,并通過一個典型的例子,說明了水泵變節(jié)能技術(shù)在鋼廠循環(huán)水處理申的應(yīng)用。[關(guān)鍵詞]變頻;節(jié)能;水泵;環(huán)水處理鋼廠循環(huán)水處理就是為了減少鋼鐵治煉過程中對水資源的消耗和N2=N×(o/n34)污染,將使用過的各種水介質(zhì)經(jīng)過加藥、沉淀等過程進(jìn)行處理后,利用式中:n為工況a點的轉(zhuǎn)速,n為工況c點的轉(zhuǎn)速。水泵提供動力將水供給用戶進(jìn)行循環(huán)再利用。在循環(huán)水處理工藝中,除對于異步電機(jī),同步轉(zhuǎn)速n與頻宰f成正比,兩種工況下異步轅速了水質(zhì)指標(biāo)外,用戶最為關(guān)注的就是出水壓力和流量。循環(huán)水處理水泵均在同步轉(zhuǎn)速附近,電機(jī)實際運(yùn)行中轉(zhuǎn)差很小且近似相等,故可近似認(rèn)大多采用的是恒速異步電機(jī)來拖動,在實際運(yùn)行中,一般是通過開大或為異步轉(zhuǎn)逶也與頻率成正比,故式(4)可變換為者是關(guān)小泵出口閥門的方法調(diào)節(jié)流量來滿足用戶的需求,當(dāng)閥門調(diào)節(jié)還N/N=(/3不能滿足生產(chǎn)要求時,就需要增加或是減少運(yùn)行水泵數(shù)量,但是該方法該式表明,在這兩種工況下,水泵消耗的電能與頻率的三次方成正會造成大量的電能浪費。如果對這些泵進(jìn)行節(jié)能改造,利用目前已經(jīng)成比。變頻方式拉制水泵后,白于流量減少,頻率降低,同時水泵清耗的熟的變頻技術(shù)及相應(yīng)設(shè)備同時改變電源電壓和頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,就功率三次方于頻率的速率快速降低能夠大大減少電能肖耗。下面具體分析。2)式和(5)式利用水泵運(yùn)行特性從理論上證明了變頻調(diào)速水泵的節(jié)能效果,是我們進(jìn)行節(jié)能改造的依據(jù)。有了以上結(jié)論,我們可以對生產(chǎn)現(xiàn)場中的水泵采用變頻調(diào)速后的節(jié)能情況進(jìn)行分析在寶鋼羅涇煉鋼水處理作業(yè)區(qū),有一組恒速泵(一用一備)是將澈流池水抽回來處理后供煉鋼廠連鑄機(jī)噴淋用。其工藝圖如下:水泵流限程戰(zhàn)線段設(shè)原來水泵運(yùn)行于上圖a點,現(xiàn)在我們利用上圖定性分析閥門了平關(guān)閉過程水泵運(yùn)行狀態(tài)的變化。如果僅僅通過減少閥門開度來得到所需妥的流量,流量由Q1減小到Q3,同時H將顯著增大,由H增大到H。,閥門開度減少導(dǎo)致管路的摩擦阻力增大,此時管路曲線變的更陡由P201泵流程圖R1移到R2,水泵運(yùn)行點沿著原性能曲線由a點移動到b點。如果采用該泵電機(jī)為132XW,一臺泵的正常流量是1100MPH,通常需妥變頻器控制水泵來調(diào)節(jié)流量,由于管路系統(tǒng)沒有發(fā)生變化,則運(yùn)行點會的渡量大概為70MH左右,目前的操作控制方式是當(dāng)流量需婆變化沿若管路曲線R移動,當(dāng)流量達(dá)到Q2時,水泵運(yùn)行于上圖c點?，F(xiàn)在時,通過調(diào)節(jié)回流閥的開度來實現(xiàn),這種運(yùn)行方式將會浪費大量的電我們利用公式定量計算在以上三種情況下,相對耗能水平。能。由于系統(tǒng)對該泵出口壓力沒有要求,量即可,因此可以采用根據(jù)離心泵的特性曲線公式變頻調(diào)速的方法進(jìn)行節(jié)能改造,讓該泵運(yùn)行在任壓力低流量的節(jié)能工N=ROH/102 n況。由于渡量與轉(zhuǎn)速成正比,頻宰與轉(zhuǎn)速成正比,故頻率與流量成正式中:N水泵使用工況軸功率(kw比,囚北根據(jù)式(3)變頻改選后該泵的正常運(yùn)行頻率為Q使用工況點的流量mysf=fxoo=50×[0o1100)=312HzH使用工況點的揚(yáng)程(m根據(jù)式(5),我們可以做如下計算R輸出介質(zhì)單位體積重量kg/m7NN=(31H50Hz)0238n—使用工況點的泵效率(%即:水泵以31Hz運(yùn)行時的能耗只有工頻運(yùn)行時238%運(yùn)行在b、c兩點水泵的軸功率分別為水泵節(jié)電率=(1-0238×100%=762%N,=RO2H102 n根據(jù)以上結(jié)論,該泵進(jìn)行變頻改造后,消耗的功率由132KW減少N=RQ2H』102n為314KW,節(jié)電1006KW,耗能水平大幅下降。節(jié)能效果圖如下所在實際調(diào)節(jié)過程中,流量調(diào)節(jié)范圍并不大,因此η變化也不大,示為便于分析,假設(shè)水泵在運(yùn)行狀況變化過程中,運(yùn)行效率維持不變,則b、c兩點功率之比為N/N=HJH該式表明,這兩種工況下,水泵所消耗的功率與揚(yáng)程成正比。由于H。>H故N>N,也就是說,用閥門增加管網(wǎng)阻力的方式控制流量時,將會比使用變頻控制多消耗功率。中國煤化工下面我們來討論a、c兩種工況下相對能耗水平。由理論可知:當(dāng)采用變頻控制時,管路曲線不變,流量Q與轉(zhuǎn)速n成正比,揚(yáng)程H與CNMHG→b轉(zhuǎn)速n的平方成正比,軸功率P與轉(zhuǎn)速n的立方成正比,即水泵流量游Q,=O,x n, /nJ3)年3月【」