变频技术在我厂的应用

摘要：简要的论述了恒压供水变频节能的原理；结合实例对变频节能的效果进行了计算。
关键词：变频  节能  原理  计算

一引言
       我电厂的综合泵房共有9台水泵，其中有3台工业水泵，2台消防稳压泵，2台消防泵，2台生活水泵。而工业水泵承担着我公司两台5万KW汽机，两台额定蒸发量220T/H锅炉生产用水的供水任务，工业水泵的型号：250SSK468/54,流量：468m3/h,扬程54米，转速1470 r/min，配用功率110KW；配用电机型号Y315S-4B3，电压380V，电流201A,转速1480 r/min.建厂初期由于设计问题，全部采用工频运行。　为了保证生产的可靠性，各种水泵在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费，
      2007年由于燃煤机组发电成本越涨越高，为了节能增效，公司采购了2台西门子MICROMASTER430系列MM400变频器，对供水量最大的工业水泵进行节能改造。控制方式为1#工业水泵使用一台变频器，2#和3#共用一台变频器控制。一台变频器设一台压力变送器，压力变送器把工业水泵出口母管压力信号转换成4－－-20mA电流信号送到变频器。变频器根据变送器提供的电流信号自动调节水泵转速，从而维持生产需要的供水压力，形成一个闭环调速控制系统。改造完成后，工业水泵的控制系统不仅很好的完成了公司生产用水的任务，而且给公司节约了大量的能源，
   

二、在电厂中多为恒压供水，采用变频技术的节能原理为
      如图1所示，当水泵工作在曲线②的A点时，其流量与压力分别为Q1、p2，此时水泵所需的功率正比于p2与Q1的乘积。由于工艺要求需减小水量到Q2，通过增加管网管阻，使水泵的工作点移到曲线③上的B点，水压增大到p1，这时水泵所需的功率正比于p1与Q2的乘积，由图可见这种调节方式控制虽然简单，但功率消耗并无减少。 
 

      若采用变频调速，水泵转速由n1下降到n2，这时工作点由A点移到C点，流量仍是Q2，压力由p2降到p3，这时变频调速后水泵所需的功率正比于p3与Q2的乘积，由图可见功率的减少是明显的。

三 节能效果计算
      节能效果可按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：采用阀门调节流量对应电动机输入功率P1V与流量口的关系为
P1V=[0.45+0.55(Q/QN)2]P1e
式中 P1e——额定流量时电动机输入功率，kW
QN——额定流量，m3/h
工业水泵采用变频调速后节电率Ki为
Ki=1－(Q/QN)3/[0.45+0.55(Q/QN)2]
低压配电系统运行电压380V，电机实际运行电流201A，水泵电机功率l10kW、极数4极、实际出力为55%～83%，取Q/QN=0.69得
Ki=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=132kW
P1V=(0.45+0.55×0.692)×P1e=0.7119×132=94kW
      变频器调速调节水量时相对阀门调节水量的节电率为0.5385。设备运行每年按300天计算。年节电量超过27万kW•h。按电价0.55元／kW•h计算，年节约电费超过14.8万元，技术经济效益可观

四 我公司变频器其它方面的应用
      工业水泵变频节能改造成功之后，公司又对两台消防稳压泵和两台除盐水泵进行了改造。两台消防稳压泵自动切换使用一台西门子MICROMASTER430系列MM400变频器；两台除盐水泵自动切换使用一台西门子MICROMASTER430系列MM400变频器。也都获得了很好的节能效果。
      然而，在电厂厂用电中耗电最多的四大辅机：给水泵（3台），引风机（4台），一次风机（2台），二次风机（2台），却仍然没有采用变频或是液力耦合等节能技术。电机全部工频运行，只是用调节其出口阀门开度来调节介质流量，系统瘪压情况较严重，压力不稳定。设备振动厉害，给生产带来很多不稳定的因素，同时浪费了大量电能。
      公司管理层现已经越来越意识到节能的重要性，也正在进行有计划的改造工作。希望不久的将来能给公司带来更加可观的经济效益。
作者   刘玉亭  男   1975年1月出生  大专学历
助理工程师职称   电厂热控专业工程师  长期从事电厂的热控检修工作，对热工仪表、自动控制系统及节能技术有丰富的经验和很深入的研究。
联系地址：安徽桐城市经济开发区 桐城凯迪绿色能源开发有限公司发电维护部  邮编：231400  联系电话： 13485876315
第二作者 刘俊德  男   1974年8月出生   大专学历 
助理工程师职称   工程公司施工经理  长期从事电厂的热控检修及其管理工作，对热控技术和工程管理有非常深入的研究。
 联系地址 武汉凯迪电力工程有限公司         联系电话： 15827183551

参考文献：
1变频器节能原理                   电力产品网
2变频器如何节能             电力产品网
3水泵恒压供水变频器节能改造        叶良禄