2013年12月第6期變頻調(diào)速技術(shù)在循環(huán)水泵節(jié)能改造上的應(yīng)用一- -王濤王玉呈●39.電力節(jié)能變頻調(diào)速技術(shù)在循環(huán)水泵節(jié)能改造上的應(yīng)用王濤王玉呈(中國(guó)鋁業(yè)蘭州分公司，甘肅蘭州730080)摘要]介紹了電解鋁企業(yè)鑄造車間鑄造循環(huán)水泵的能效、變頻調(diào)速技術(shù)的特點(diǎn)和節(jié)能改造方案及實(shí)施情況，改造后降低了電能消耗,節(jié)能效果明顯。[關(guān)鍵詞] 變頻調(diào)速;水泵;節(jié)能改造[中圖分類號(hào)] TM773[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B[文章編號(hào)] 1008 -5122(2013)06 -0039 -03Application of Variable Frequency Speed Regulation Technology inEnergy Saving Modification of Circulating Water PumpWANG Tao, WANG Yu-chengAbstract: The energy efficiency of circulating water pump of casting workshop in a electrolysis aluminumenterprise , its characteristics of variable frequency speed regulation technology ，and energy saving modi-fication scheme and implementation were introduced. The electric energy consumption was reduced andthe energy saving effects were obvious after modification.Key words: variable frequency speed regulation; water pump; energy saving modification實(shí)際用水量需求,造成泵在運(yùn)行中的效率偏低,存在0前言著大量的電能浪費(fèi)，對(duì)電解鋁這樣的高耗能企業(yè)來合理用電,節(jié)約用電,已經(jīng)成為企業(yè)節(jié)能減排工說,使用變頻器進(jìn)行節(jié)能改造勢(shì)在必行。作的重中之重。但目前很多工礦企業(yè)的大型機(jī)電設(shè)1循環(huán)水泵的能效分析備因?yàn)樯a(chǎn)工藝的原因存在嚴(yán)重的高耗能現(xiàn)象,節(jié)能空間非常大。在淘汰落后設(shè)備的同時(shí)，企業(yè)應(yīng)汲泵的效率主要由輸電網(wǎng)絡(luò)效率、電機(jī)效率、傳輸取國(guó)外先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),進(jìn)行技術(shù)改造,實(shí)現(xiàn)設(shè)備效率、驅(qū)動(dòng)設(shè)備效率、物料網(wǎng)絡(luò)損失五大因素決節(jié)能降耗,造福人類。某電解鋁企業(yè)鑄造車間鑄造定,其中主要集中于電機(jī)效率,驅(qū)動(dòng)設(shè)備效率和輸送循環(huán)水泵房承擔(dān)著鑄造生產(chǎn)用水的任務(wù),泵房現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)損失。鑄造循環(huán)水流程圖如圖1所示。水泵在3臺(tái)循環(huán)冷水泵,型號(hào)為SLW150-400,電機(jī)功率為45kW，揚(yáng)程為50m,流量為200m'/h,效率為70%。鑄造車間蝶閥逆止閥日D>小3臺(tái)循環(huán)冷水泵目前為2用1備的運(yùn)行方式,按照1"冷水泵蝶閥」選用泵的額度流量,啟動(dòng)一臺(tái)可以滿足生產(chǎn)需要,但②管路)-(3管路)是實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中開啟一臺(tái)不能滿足鑄造生產(chǎn)需要,+②2管路)必須啟動(dòng)2臺(tái),兩臺(tái)泵的額定供水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鑄造中國(guó)煤化工、[收稿日期] 2013-07-30[作者簡(jiǎn)介]王濤(1979-),男,甘肅通渭人,大學(xué)本熱水池MYHCNMH G一冷卻塔冷水池科,工程師,從事設(shè)備檢修維護(hù)管理工作。圖1鑄造循環(huán)水 流程圖有色冶金節(jié)能口電力節(jié)能啟動(dòng)時(shí),電機(jī)的電流遠(yuǎn)高于額定電流,不但會(huì)影響電鑄造生產(chǎn)時(shí)必須開啟2臺(tái)泵才能保證生產(chǎn)需要。機(jī)的使用壽命而且浪廢較多的電能。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)在表1出口閥門開 度、流和出口壓力統(tǒng)計(jì)表電機(jī)選型.上會(huì)留有一定的余量,正常情況下電機(jī)的閥門開度/(°)流量/m’'h-'電流/A出口壓力/MPa速度是固定不變,但在實(shí)際使用過程中,有時(shí)要以較0310.52低或者較高的速度運(yùn)行?，F(xiàn)對(duì)鑄造水泵電機(jī)效率進(jìn)15542行分析。3096由生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知3臺(tái)循環(huán)冷水泵合計(jì)4580.51運(yùn)行時(shí)間為1200h左右。出口閥門開度與流量和出口壓力統(tǒng)計(jì)如表1所示,開泵臺(tái)數(shù)如圖2所示,流生產(chǎn)中鑄造用水量最大為198 m'/h,最小用水量為58m'/h;當(dāng)生產(chǎn)流量大于100m*/h時(shí),對(duì)應(yīng)的量曲線如圖3所示。從圖2、圖3統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(2012年3月某日)可以.開泵臺(tái)數(shù)為2;開2臺(tái)泵時(shí)平均流量為161. 78 m'/h,看出:當(dāng)泵的出口閥門開度達(dá)到45°時(shí),電機(jī)電流已開1臺(tái)泵時(shí)的平均流量為94. 1 m'/h,每臺(tái)泵的平均達(dá)到額定電流,而流量只有120m'/h,達(dá)不到額定流流量為85. 29 m'/h。且壓力波動(dòng)不大,平均壓力為量200 m2/h。如果閥門開度加大,電機(jī)將過載,致使0.51 MPa。2:.0 p4++和1.0↓0.5-時(shí)刻圖2開泵臺(tái)數(shù)50-+總管流量---2臺(tái)平均流量-- I臺(tái)平均流量-200-圖3流量曲線通過對(duì)某月泵運(yùn)行電機(jī)電流統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),一臺(tái)泵99x1 00x9.8x51_13. 745kw3 600運(yùn)行時(shí)電機(jī)平均電流為56. 86 A。一臺(tái)泵的平 均流量:Q# =85. 29m'/h泵最小輸出能量:最大流量:Q大=99 m'/h .P小=m小gh=Q小pgh=58x1 000 x9.8x51最小流量:Q小=58 m'/h=8. 052 kW由壓強(qiáng)公式:P =ρgh≈0.51 MPa,得到:h≈51 m輸入電機(jī)平均功率為:泵平均輸出能量:P=√3UIcosφ =3 x380 x56.86 x0.88 =32.93 kWP. =mgh=Q# pgh=P平_ 11. 8485.29x1 000x9.8x51=11. 84 kw平均效率:n平=p=方03 =36%泵最大輸出能量:最大效率中國(guó)煤化工。P大=m大gh=Q★pgh=YHCNMH G2013年12月第6期變頻調(diào)速技術(shù)在循環(huán)水泵節(jié)能改造上的應(yīng)用一王濤王玉呈,41●最小效率:η小=P小_ 8.052=24%P- 32. 93鑄造車間循環(huán)水泵的運(yùn)行效率低,多數(shù)時(shí)間為36% ~42% ,所以耗能比較嚴(yán)重,必須進(jìn)行節(jié)能改造。2變頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)通常把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。變改造前改造后頻調(diào)速是以變頻器向交流電動(dòng)機(jī)供電,并構(gòu)成開環(huán)圖5控制部分改造前后對(duì)比圖或閉環(huán)系統(tǒng)，自身損耗小,工作效率高。在交流調(diào)速改造后利用前面公式和軸功率比例定律p技術(shù)中,變頻調(diào)速具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善,價(jià)格不斷降低,特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯,易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化,已被工業(yè)行業(yè)(臺(tái))=(會(huì))=0.5,計(jì)算泵的功率減少32. 93 x廣泛采用。其主要優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速時(shí)平滑性好,效率高;0.5= 16.47 kW,多數(shù)時(shí)間泵運(yùn)行效率為51% ~低速時(shí),相對(duì)穩(wěn)定性好;調(diào)速范圍較大,精度高;起動(dòng)74%電流低,對(duì)系統(tǒng)及電網(wǎng)無沖擊,節(jié)電效果明顯;體積3臺(tái)泵月平均運(yùn)行時(shí)間1 200 h,小，便于安裝、調(diào)試、維修簡(jiǎn)便;易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)每月節(jié)約電:16.47x1 200=19 764 kW.h化。用于風(fēng)機(jī)、泵類等平方律特性負(fù)載,可達(dá)到每年節(jié)約23.7萬kW.h。50%的節(jié)能率;設(shè)備的轉(zhuǎn)速降低后，可減少磨損,延于160◆-流量一-平均值長(zhǎng)使用壽命,獲得可觀的間接經(jīng)濟(jì)效益。是123節(jié)能改造方案及實(shí)施(1)選用FRENIC5000p7變頻器-臺(tái)。.時(shí)刻(2)將原控制回路拆除，在控制回路上加裝變圖6改造后流量曲線.頻器一臺(tái)。(3)改造原理是根據(jù)軸功率比例定律,應(yīng)用變5結(jié)束語頻技術(shù)改變水泵的轉(zhuǎn)速,相應(yīng)改變水泵的特性曲線,從而調(diào)節(jié)水泵的流量。改造系統(tǒng)框圖如圖4所示。.高耗能設(shè)備的節(jié)能改造勢(shì)在必行,鑄造循環(huán)水泵改造后實(shí)現(xiàn)了大幅度的節(jié)能,大大減少碳的排放電源變頻控l電動(dòng)機(jī)水泵量(節(jié)約1kW.h電等于減排0.272kg“碳”) ,減少污”l制系統(tǒng)自動(dòng)壓力染。企業(yè)和設(shè)備能源管理部門應(yīng)及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),推調(diào)頻傳感器廣類似的節(jié)能改造,提高能源利用效率,為企業(yè)節(jié)能調(diào)節(jié)器減排做出貢獻(xiàn)。圖4改造系統(tǒng)框圖[參考文獻(xiàn)](4)控制部分改造前后對(duì)比如圖5所示。[1]鄧星鐘,周祖德. 機(jī)電傳動(dòng)控制[M].北京:華中理工4改造效果大學(xué)出版社，1997.改造后變頻器頻率設(shè)定為40Hz后泵的泵的平[2吳民強(qiáng).泵與風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)[ M].北京:中國(guó)電力出版社，1989.均流量:122. 6 m'/h,最大流量為180 m/h,最小流量[3]張正選 內(nèi)萬海巒炻盟共陜冷斷5維修[M].北京:中國(guó)煤化工為68 m'/h,流量曲線如圖6所示(2013年2月某日)。電子工rYHCNMHG.