變頻器在工業(yè)泵上的節(jié)能運(yùn)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(guò)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(gè)廠用電量的70％左右。由此可見(jiàn)，水泵確鑿是火力發(fā)電廠中耗電量最大的一類(lèi)輔機(jī)。因而，進(jìn)步水泵的運(yùn)行效力，降落水泵的電耗對(duì)降落廠用電率具備無(wú)足輕重的意義。國(guó)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(guó)火電廠中除大批采取汽動(dòng)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(dòng)。這種定速驅(qū)動(dòng)的泵，因?yàn)椴扇〕隹陂y，風(fēng)機(jī)則采取入口風(fēng)門(mén)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(yùn)行時(shí)，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)和水泵的運(yùn)行偏離高效點(diǎn)，使運(yùn)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(lèi)負(fù)載的流量調(diào)理方法及原理

　　泵類(lèi)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(mén)掌握和轉(zhuǎn)速掌握兩種方法。

　　1。1 閥門(mén)掌握 這種方法是借助轉(zhuǎn)變出口閥門(mén)的開(kāi)度大小來(lái)調(diào)理流量的，其本質(zhì)是通過(guò)轉(zhuǎn)變管道中流體阻力的大小來(lái)轉(zhuǎn)變流量的。因?yàn)楸玫霓D(zhuǎn)速不變，其揚(yáng)程特征曲線(xiàn)H－Q保持不變

　　當(dāng)閥門(mén)全開(kāi)時(shí)，管阻特征曲線(xiàn)R1－Q與揚(yáng)程特征曲線(xiàn)H－Q相交于點(diǎn)A，流量為Qa，泵出口壓頭為Ha。若關(guān)小閥門(mén)，管阻特征曲線(xiàn)變?yōu)镽2－Q，它與揚(yáng)程特征曲線(xiàn)H－Q的交點(diǎn)移到點(diǎn)B，此時(shí)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(xiàn)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(lái)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(guò)轉(zhuǎn)變所保送液體的能量來(lái)轉(zhuǎn)變流量。因?yàn)橹皇寝D(zhuǎn)速變更，閥門(mén)的開(kāi)度不變，如圖2所示，管阻特征曲線(xiàn)R1－Q也就保持不變。額外轉(zhuǎn)速時(shí)的揚(yáng)程特征曲線(xiàn)Ha－Q與管阻特征曲線(xiàn)相交于點(diǎn)A，流量為Qa，出口揚(yáng)程為Ha。

　　當(dāng)轉(zhuǎn)速降落時(shí)，揚(yáng)程特征曲線(xiàn)變?yōu)镠c－Q，它與管阻特征曲線(xiàn)R1－Q的交點(diǎn)將下移到C，流質(zhì)變?yōu)镼c。此時(shí)，假如將流量Qc掌握為閥門(mén)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(mén)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(mén)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(duì)比可見(jiàn)，在流量雷同的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速掌握防止了閥門(mén)掌握下因壓頭的降低和管阻增大所帶來(lái)的能量喪失。在流量減小時(shí)，轉(zhuǎn)速掌握使壓頭反而大幅度降落，所以它只須要一個(gè)比閥門(mén)掌握小得多的，得以充足運(yùn)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(dòng)。這解釋?zhuān)D(zhuǎn)速掌握方法在低速小流量時(shí)，仍可使泵機(jī)高效力運(yùn)行。

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

　　海內(nèi)某熱電廠有3臺(tái)工業(yè)水泵，3臺(tái)水泵并列在工業(yè)水母管上，消費(fèi)歷程中為全廠供給消費(fèi)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(shí)）都改成了由機(jī)組循環(huán)冷卻水來(lái)替代，全廠的用水量大大降落，在機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)開(kāi)一臺(tái)工業(yè)水泵也會(huì)形成工業(yè)水母管超壓，該廠化學(xué)分場(chǎng)的運(yùn)行人員不得不采取水泵出口閥節(jié)流的方法運(yùn)行，但因?yàn)楣I(yè)水泵離運(yùn)行人員任務(wù)場(chǎng)合很遠(yuǎn)，工業(yè)水母管壓力變更較頻繁時(shí)，運(yùn)行人員就會(huì)就近開(kāi)啟化學(xué)車(chē)間的工業(yè)水泄壓閥來(lái)調(diào)劑工業(yè)水母管壓力，這樣的調(diào)劑方法不只使運(yùn)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(jì)劃徹底處理了工業(yè)水壓力調(diào)劑的問(wèn)題。

　　原水泵電機(jī)功率185KW，采取自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)來(lái)降落電機(jī)啟動(dòng)電流。工業(yè)水母管壓力用出口閥、或化學(xué)車(chē)間的工業(yè)水泄壓閥來(lái)調(diào)劑。革新后為潛水泵電動(dòng)機(jī)裝備了變頻安裝，合理設(shè)置電機(jī)啟動(dòng)時(shí)光和電機(jī)加加速時(shí)光就可有效的完成電機(jī)的軟啟動(dòng)，降落啟動(dòng)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(hào)送入變頻器，變頻器將這個(gè)信號(hào)與設(shè)置的壓力給定值對(duì)比后主動(dòng)調(diào)劑變頻器的輸入轉(zhuǎn)速，從而完成恒壓供水的主動(dòng)閉環(huán)掌握。

　　革新后最顯著的是運(yùn)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(yùn)行也十分顛簸。再一個(gè)景象是水泵運(yùn)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(chē)間的運(yùn)行人員做了半年的統(tǒng)計(jì)任務(wù)，用這半年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與前一年革新前的運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比后發(fā)明該水泵變頻革新后均勻運(yùn)行電流降落了約50安培，一年大概能夠節(jié)電40萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)電率可達(dá)28％，發(fā)明節(jié)能收益10萬(wàn)元，除此之外每年還可勤儉20萬(wàn)噸水，這兩項(xiàng)收益使得革新投入的10萬(wàn)元不到一年就可發(fā)出，節(jié)能效益十分可觀。