论变频技术的应用

:简要讨论恒压供水变频节能的原理;结合实例计算变频节能效果。

关键词:变频;节能;原理;节能效果计算

1简介

我们发电厂的综合泵房共有9台泵,包括3台工业泵,2台火力稳定泵,2台消防泵和2台家用泵。工业水泵承担两台5万千瓦汽轮机和2台额定蒸发量为220吨/小时的锅炉的供水任务。工业水泵的型号为: 250ssk468/54,流量为:468m3/h,升程为54米。速度为1470r/min,功率为110kw;电机型号为y315s-4b3,电压为380v,电流为201a,速度为1480r/min。由于设计问题,采用了所有的工频运行。为了确保生产的可靠性,各种泵在设计动力驱动时都有一定的余量。电机不能满负荷运行。除动力驱动外,过大的扭矩会增加有功功率的消耗,从而导致功率浪费。

2007年,由于燃煤机组发电成本较高,为了节约能源,提高效率,公司购买了两台西门子micromaster430系列mm400变频器,用最大的水进行工业水泵的节能改造供应。控制方式为1#工业水泵,一台变频器,2#和3#共用一台变频器控制。变频器配有压力变送器,压力变送器将工业泵出口母管的压力信号转换成4-0ma电流信号,并将其发送到变频器。变频器根据变送器提供的电流信号自动调节泵速,从而保持生产所需的供水压力,形成闭环速度控制系统。改造完成后,工业水泵控制系统不仅完成了公司生产用水的任务,还为公司节约了大量的能源。

2使用变频技术前后工业水泵的流量特性

泵电机的工频运行如图1所示。当泵工作在曲线2的a点时,其流速和压力分别为q1和p2。泵所需的功率与p2和q1的乘积成正比。当该过程试图将水量减少到q2时,通过增加管网阻力,泵的工作点移动到曲线3上的点b,并且水压增加到p1。此时,泵所需的功率与p1和q2成比例。如图所示,该产品很简单,但功耗并未降低。

如果泵电机采用变频调速,泵速将从n1减小到n2。此时,工作点将从点a移动到点c,流速仍然是q2,压力将从p2减小到p3。功率与p3和q2的乘积成比例,并且从图中看到的功率减小是显着的。

3改造设计3.1速度控制系统设计

根据最终用户生产过程供水情况,考虑几个因素,采用闭环速度控制(图2)。该系统由两个主要部分组成。

(1)控制对象。工业泵电机功率110kw,额定电流201a;泵功率l10kw,流量468m3/h,升程54m。

(2)频率控制设备。变频器采用西门子micromaster430系列mm400变频器,电机功率150kw; plc选择s7-200cpu226;扩展模块em235;操作面板选择psw1711-ctn。

(3)压力测量传感器(pt)。使用eja430a-630se/s1-2mpa。它用于控制出水压力并将压力信号转换为4ma-20ma的标准电信号,然后输入调节器。

3.2鼠笼式电动机变频设计

(1)变频器选择。

东森游戏平台 与工频电源的运行相比,电机的逆变器会降低电机的效率和功率因数,对于相同的负载,电流将增加约10%。当频率为50hz和60hz时,400v电压电平具有以下电流关系。 I400/50i400/60。当电动机频率转换操作为50hz时,温度上升裕度小,并且负载转矩减小。当电机极数为4极(如8极,10极等)时,选择变频器容量来检查电流,即电机纹波电流应不大于变频器的过流容差, 1脉动1.51; IE电机负载很轻,即使电机电流在额定驱动器内,也不能使用比电机容量小得多的变频器。

在低速时,电动机的铜消耗通常与额定时间相同,但是速度越低,电动机冷却效果越差,并且定子的温度上升变化。因此,在选择变频器时,请考虑以低速使用电机的温升,并相应地降低运行转矩(电流)以减少铜的消耗。

当电动机在低频范围内运行时,扭矩特性大大降低。对于大负载波动或大启动转矩的情况,可以使用上部电动机和逆变器。考虑电机允许的频率范围。

(2)容量选择。

为了计算设备连续运行所需的逆变器容量,考虑逆变器将脉动电流传输到电动机,其脉动值大于工频。因此,逆变器的容量必须保持适当的量。考虑到离心泵负荷的具体情况,并参考制造商提供的产品选择样品,确定变频器的容量为150kva。

东森娱乐平台 4节能效果计算

节能效果可根据gb12497《三相异步电机经济运行管理》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式计算。:阀门用于调节流量。电动机输入功率p1v与流动端口之间的关系为:。P1V=[0.45 + 0.55(Q/QN)2] P1E;

其中p1e——电机输入功率在额定流量,kw;

Qn——额定流量,m3/h;

工业水泵采用变频调速,节电率ki为:

淇=1-(Q/QN)3/[0.45 + 0.55(Q/QN)2]。

低压配电系统工作电压380v,电机实际运行电流201a,泵电机功率l10kw,极数4极,实际输出为55%~83%,取q/qn=0.69:

淇=1-(Q/QN)3/[0.45 + 0.55(Q/QN)2]=1-0.693 /(0.45 + 0.55×0.692)=0.5385;

P1E=1.732×380×201=132千瓦;

P1v=(0.45 + 0.55×0.692)×p1e=0.7119×132=94kw。

当变频器调节水量时,相对于阀门调节水量的节电率为0.5385。该设备每年运行300天。每年的电力消耗超过270,000千瓦时/小时。按电价0.55元/kw/h计算,年节电费超过14.8万元,技术经济效益可观。

我公司逆变器的其他5个应用

工业水泵变频节能改造成功后,公司还改装了两台消防压力调节泵和两台淡化泵。两个消防调节泵自动切换使用一台西门子micromaster430系列mm400变频器;两台淡化泵自动切换使用一台西门子micromaster430系列mm400变频器。也获得了良好的节能效果。

然而,四个辅助发动机:给水泵(3个单元),引风机(4个单元),主风扇(2个单元)和二级风扇(2个单元),它们在发电厂消耗的电力最多,仍然不使用节能技术,如变频或液力耦合。电机以全功率运行,但仅调节出口阀的出口以调节介质的流量。系统情况严重,压力不稳定。设备振动很大,给生产带来很多不稳定因素,浪费了大量的电能。

论变频技术的应用

公司的管理层现在更加意识到节能的重要性,并且正在进行有计划的翻新工作。我希望在不久的将来,公司将为公司带来更多的经济利益。

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