变频器
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微能变频器在生活水泵上的应用
作者:富莱时代科技
清水泵站是净化水场的重要组成部分。它保证居民区生活用水有足够的水量与水压,同时它也是在水场中耗能较大的设备。由于水泵的选型时是按最不利条件下、最大时流量及相应扬程设计的。而在实际运行中,由于季节、温度和昼夜的变化,水泵多为低负荷工作,以前靠泵出口阀门开度大小来调节水量与水压,其能量耗损很大。为此,该厂在生活水场清水泵上采用了闭环控制变频调速技术,达到了节能和稳定运行的目的。
一、水泵调速的节能原理
在实际生活中,用水量是时刻变化的,为了适应水量的变化,以往多采用调节泵出口阀门定时去控制泵出口压力在某一规定值上,这必然造成生活区用水时有超压或欠压现象。水泵机组应用变频调速技术,即通过改变电动机定子电源 频率来改变电动机转速,可以相应地改变水泵转速及工况,使其流量与扬程适应管网用水量的变化,保持管网最不利点压力恒定,达到了节能效果。根据这一原理,在应用中选择供水管网最不利点允许的最低压力为控制参数,通过压力传感器 以获得压力信号,组成闭环压力自控调速系统,以使水泵的转速保持与调速装置所设定的控制压力相匹配,使调速技术和自控技术相结合,达到最佳的节能效果。此外,最不利点的控制压力还保证了用户水压的稳定,无论管路特性曲线等因素发生什么变化,最不利点的水压是恒定的。保证了居民用水压力的可靠。
二、系统的组成
该厂净化水厂设计2台生活供水泵,其电机功率为185kw,采用微能185KW变频器 。由于生活区用水时刻变化,高峰期用水量可达到1200~1400t/h,而夜间最低峰用水量只有400t/h左右。此变频调速控制系统包括水泵、电机、微能变频器(内置PID)、变送器等,调节手段采用管网最不利点定压控制,压力变送器将信号通过屏蔽电缆送到变频器,同时控制2台电动机的频率,保证管网最不利点的压力恒定,调速后的扬程与管路阻力特性曲线相吻合,获得最佳的节能效果。变频器频率的设定,既可手动设定也可根据管网末端最不利点的压力形成闭环控制系统,实时在线调节电机的频率和转速。
微能变频器保护功能齐全,从而保证并提高了系统的可靠性,同时还没有故障显示记忆功能,便于分析和排除故障。本系统主要有下列保护功能:瞬间停电保护、过载保护、直流过电压保护、过热保护、防止失速保护等。
三、经济效益分析
水泵采用微能变频器后,泵的出口扬程大幅度下降,节能效果显著。水泵的运行方式为白天两台泵同时运行,夜间只运行一台泵,具体节能效果如下表所示:
运行模式 所需电能 节能效果
输出流量
(t/h) 运行时间
(h/a) 引入变频器前(kw) 引入变频器后(kw) 节功率
(kw) 节电量
(万kw.h)
2 x 600 1080 2 x 168 2 x 124 2 x 44 2 x 4.75
2 x 400 4680 2 x 106 2 x 36.7 2 x 69.3 2 x 32.43
1 x 400 2880 1 x 106 1 x 36.7 1 x 69.3 1 x 19.96
两台水泵年节电量(万kw.h) 94.32
使用微能变频器后,转速下降,泵出口压力降低,减少了机械磨损,降低了维修工作量,延长了设备的使用寿命。提高了功率因数,软启动特性避免电机直接启动时大电流对电机线圈和电网的冲击。
采用微能变频器后,电动机和泵共同组合为一体,它既是动力源,又是供水调节执行机构,改变了传统的控制方式,实现了生产过程自动化 ,减少了工人的劳动强度。闭环控制系统适应水量变化,实现在线调整,保证管网末端压力恒定,不存在人为调整的滞后现象。
总之,微能变频器具有体积小、调速范围大、效率高、无级调速等特点,在该厂水泵上运行安全可靠,实现闭环控制系统,满足生活用水需量,保证管网末端压力恒定,具有明显的节能降耗的经济效益,同时还延长了设备寿命,减少了维修工作量,是一种比较理想的调速系统。(end)
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(7/19/2005)
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