變頻器在工業(yè)泵上的節(jié)能運用

 

在熱電廠中，機(jī)組必需裝備的水泵重要有鍋爐給水泵、循環(huán)水泵和凝聚水泵，其次還有射水泵、高壓加熱器疏水泵、熱網(wǎng)水泵、冷卻水泵、灰漿泵、軸封水泵、除鹽水泵、清水泵、過濾器反洗泵、生死水泵、工業(yè)水泵、消防水泵和補(bǔ)給水泵等。這些水泵數(shù)量多，總裝機(jī)容量大：50MW火電機(jī)組的重要配套水泵的總裝機(jī)容量為6430KW，占機(jī)組容量的12。86％；100MW機(jī)組為10480kW÷，占10。48％；200MW機(jī)組為15450KW，占7。73％。100MW機(jī)組重要配套水泵的總耗電量約占整個廠用電量的70％左右。由此可見，水泵確鑿是火力發(fā)電廠中耗電量最大的一類輔機(jī)。因而，進(jìn)步水泵的運行效力，降落水泵的電耗對降落廠用電率具備無足輕重的意義。國外火電廠的風(fēng)機(jī)和水泵已紛紜增設(shè)調(diào)速安裝，而目前我國火電廠中除大批采取汽動給水泵，液力耦合器及雙速電機(jī)外，其余風(fēng)機(jī)和水泵基礎(chǔ)上都采取定速驅(qū)動。這種定速驅(qū)動的泵，因為采取出口閥，風(fēng)機(jī)則采取入口風(fēng)門調(diào)理流量，都存在重大的節(jié)流損耗。尤其在機(jī)組變負(fù)荷運行時，因為風(fēng)機(jī)和水泵的運行偏離高效點，使運行效力大大降落，后果是白白地糟蹋掉大批的電能，已經(jīng)到了非改不可的田地。

　　1 泵類負(fù)載的流量調(diào)理方法及原理

　　泵類負(fù)載通常以保送的液體流量為掌握參數(shù)，為此目前常采取閥門掌握和轉(zhuǎn)速掌握兩種方法。

　　1。1 閥門掌握 這種方法是借助轉(zhuǎn)變出口閥門的開度大小來調(diào)理流量的，其本質(zhì)是通過轉(zhuǎn)變管道中流體阻力的大小來轉(zhuǎn)變流量的。因為泵的轉(zhuǎn)速不變，其揚程特征曲線H－Q保持不變

　　當(dāng)閥門全開時，管阻特征曲線R1－Q與揚程特征曲線H－Q相交于點A，流量為Qa，泵出口壓頭為Ha。若關(guān)小閥門，管阻特征曲線變?yōu)镽2－Q，它與揚程特征曲線H－Q的交點移到點B，此時流量為Qb，泵出口壓頭降低到Hb。則壓頭的降低量為：ΔHb=Hb－Ha。于是發(fā)生了陰線局部所示的能量喪失：ΔPb=ΔHb×Qb。

　　1。2 轉(zhuǎn)速掌握 借助轉(zhuǎn)變泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)理流量，這是一種先進(jìn)的掌握方法。轉(zhuǎn)速掌握的本質(zhì)是通過轉(zhuǎn)變所保送液體的能量來轉(zhuǎn)變流量。因為只是轉(zhuǎn)速變更，閥門的開度不變，如圖2所示，管阻特征曲線R1－Q也就保持不變。額外轉(zhuǎn)速時的揚程特征曲線Ha－Q與管阻特征曲線相交于點A，流量為Qa，出口揚程為Ha。

　　當(dāng)轉(zhuǎn)速降落時，揚程特征曲線變?yōu)镠c－Q，它與管阻特征曲線R1－Q的交點將下移到C，流質(zhì)變?yōu)镼c。此時，假如將流量Qc掌握為閥門掌握方法下的流量Qb，則泵的出口壓頭將降落到Hc。因而，與閥門掌握方法相比壓頭降落了：ΔHc=Hb－Hc。據(jù)此可勤儉能量為：ΔPc=ΔHc×Qb。與閥門掌握方法相比，其勤儉的能量為：P=ΔPc－ΔPb=（ΔHc－ΔHb）×Qb。

　　將這兩種方法相對比可見，在流量雷同的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速掌握防止了閥門掌握下因壓頭的降低和管阻增大所帶來的能量喪失。在流量減小時，轉(zhuǎn)速掌握使壓頭反而大幅度降落，所以它只須要一個比閥門掌握小得多的，得以充足運用的功率。而且隨著轉(zhuǎn)速的降落，泵的高效力區(qū)段將向左方挪動。這解釋，轉(zhuǎn)速掌握方法在低速小流量時，仍可使泵機(jī)高效力運行。

　　2 海內(nèi)某熱電廠工業(yè)水泵運行狀態(tài)及變頻革新辦法

　　海內(nèi)某熱電廠有3臺工業(yè)水泵，3臺水泵并列在工業(yè)水母管上，消費歷程中為全廠供給消費工藝制水水源、全廠輔機(jī)軸承冷卻水、發(fā)電機(jī)組空冷器、冷油器用水、鍋爐淋渣水、全廠生涯用水等等。隨著用水老本的逐漸回升，該廠將全廠輔機(jī)軸承冷卻水、鍋爐淋渣水、甚至是發(fā)電機(jī)組空冷器、冷油器用水（在室外氣溫較低時）都改成了由機(jī)組循環(huán)冷卻水來替代，全廠的用水量大大降落，在機(jī)組負(fù)荷較低時開一臺工業(yè)水泵也會形成工業(yè)水母管超壓，該廠化學(xué)分場的運行人員不得不采取水泵出口閥節(jié)流的方法運行，但因為工業(yè)水泵離運行人員任務(wù)場合很遠(yuǎn)，工業(yè)水母管壓力變更較頻繁時，運行人員就會就近開啟化學(xué)車間的工業(yè)水泄壓閥來調(diào)劑工業(yè)水母管壓力，這樣的調(diào)劑方法不只使運行人員休息強(qiáng)度大，而且糟蹋了大批的水資源和電能。

　　在隨后的技改工程中，采取變頻器配合壓力變送器完成恒壓供水的革新計劃徹底處理了工業(yè)水壓力調(diào)劑的問題。

　　原水泵電機(jī)功率185KW，采取自耦變壓器降壓啟動來降落電機(jī)啟動電流。工業(yè)水母管壓力用出口閥、或化學(xué)車間的工業(yè)水泄壓閥來調(diào)劑。革新后為潛水泵電動機(jī)裝備了變頻安裝，合理設(shè)置電機(jī)啟動時光和電機(jī)加加速時光就可有效的完成電機(jī)的軟啟動，降落啟動電流。在工業(yè)水母管上裝設(shè)壓力變送器，將工業(yè)水母管的壓力轉(zhuǎn)化為4－20mA的信號送入變頻器，變頻器將這個信號與設(shè)置的壓力給定值對比后主動調(diào)劑變頻器的輸入轉(zhuǎn)速，從而完成恒壓供水的主動閉環(huán)掌握。

　　革新后最顯著的是運行人員的休息強(qiáng)度大大降落，再也不必頻繁調(diào)劑水泵出口閥和泄壓閥了，而且變頻泵和工頻泵并聯(lián)運行也十分顛簸。再一個景象是水泵運行電流比前一日降落了幾十安培。為了具體核算水泵變頻革新后的節(jié)電效益和節(jié)水效益，該廠化學(xué)車間的運行人員做了半年的統(tǒng)計任務(wù)，用這半年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)與前一年革新前的運行數(shù)據(jù)對比后發(fā)明該水泵變頻革新后均勻運行電流降落了約50安培，一年大概能夠節(jié)電40萬千瓦時，節(jié)電率可達(dá)28％，發(fā)明節(jié)能收益10萬元，除此之外每年還可勤儉20萬噸水，這兩項收益使得革新投入的10萬元不到一年就可發(fā)出，節(jié)能效益十分可觀。