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锅炉给水泵安装变频器的节能分析

归档日期:07-18       文本归类:给水      文章编辑:爱尚语录

  锅炉给水泵安装变频器的节能分析_机械/仪表_工程科技_专业资料。2007年全国冶金供用电专业年会论文集 165 锅炉给水泵安装变频器的节能分析 黄金广,赵丹 (通钢动力厂,吉林通化134003) 【摘要】介绍了泵的特性与节能原理、变频器的节能分析,以及结合通

  2007年全国冶金供用电专业年会论文集 165 锅炉给水泵安装变频器的节能分析 黄金广,赵丹 (通钢动力厂,吉林通化134003) 【摘要】介绍了泵的特性与节能原理、变频器的节能分析,以及结合通钢发电厂锅炉给水泵的运 行现状,介绍了锅炉给水泵安装变频器的优点,并对我厂锅炉给水泵安装变频器改造方案做以简要说 明。 【关键词】泵;锅炉给水泵;异步电动机;变频器;节能;软启动 1概述 通用变频器在工业生产领域和民用生活领域 都得到了广泛的应用,通用变频器和异步电动机 结合起来,实现对生产机械的调速传动控制—— 变频器传动。变频器传动具有它固有的优势,应 用到不同的生产机械或设备上,可以体现出不同 的功能,达到不同的目的,收到相应的效益。本文 主要从节能的角度,兼顾台数控制和调速控制并 用,提高运行的可靠性,对锅炉给水泵安装变频器 做以阐述。 泵类负荷是目前工业现场应用最多的设备, 利用通用变频器对其控制,主要通过对其流量的 控制而有效地节能,这是通用变频器最广泛的一 种应用。 Z Tlc一传动装置效率; %一泵的效率。 慰 辍 2泵的特性分析与节能原理 泵是一种平方转矩负载,其转速n与流量Q、 扬程H及泵的轴功N的关系如下式所示: 图1泵的特性曲线是泵的流量Q与扬程H的关系曲线,图 中,曲线①为水泵在转速nl下扬程与流量(H— Q)的特性,曲线下扬程与流量 (H—Q)的特性,曲线②为水泵在转速n。下功率 与流量(P—Q)的特性,曲线③、④为管阻特性。 假设泵在标准工作点A点效率最高,输出流量Q 为lOO%,此时轴功率P1与Q、Hl的乘积面积 AHl Q1=Q2(兰) ¨2 HI=H2(詈)2 ‘鼍 N1=N2(当)3 ‘吧 上式表明,泵的流量与其转速成正比,泵的扬 程与其转速的平方成正比,泵的轴功率与其转速 的立方成正比。当电机趋动泵时,电动机的轴功 率e(kW)可按下式计算: P:oQrI×100% 1lcl】p OQ2成正比。根据生产工艺要求,当流量需从 Q2减小到Q。时,如果采用调节阀门的方法(相当 于增加管网阻力),是管阻特性从曲线③变到曲线 ④,系统由原来的标准工作点A变到新的工作点 B运行。此时泵扬程增加,轴功率P2与面积 BH20Q,成正比。如果采用变频器控制方式,泵转 速由11。降到啦,在满足同样流量Q。的情况下,泵 扬程H3大幅度降低,轴功率P3与面积CH30Q】正 式中:Q一流量5 H一全扬程; to一液体的密度; 黄金广、赵丹:锅炉给水泵安装变频器的节能分析 比。轴功率P3和P1、P2相比较,将显著减小,节 省的功率损耗△P与面积BH2 H3C成正比,节能的 效果是十分明显的。 为: 0.52*858352=394343.02元 通过运行现状统计和变频器的节能分析的对 比,根据前面对泵的特性分析与节能原理的剖析, 可见采用变频技术完全可以满足生产工艺需要, 并达到节能作用,经济利益是相当可观的。 W=185*24*350*48.8%=758352 若每度电能按0.52元计算,则每年节约电费 3我厂锅炉给水泵运行现状 我厂锅炉给水泵目前有6台,双母管制向5 台锅炉供水,配套电机型号为JKl22—2、容量为 185kW、额定电压为380V,两路电源供电,分段运 行,每段带3台锅炉给水泵。 根据历年运行经验,运行2台锅炉给水泵刚 好满足3台锅炉满负荷运行,也就是说213台锅 炉给水泵能够满足1台锅炉满负荷运行。统计 2004年全年运行情况如表2。 表2 锅炉 运行 台数 ,台 l 2 3 4 5 5改造后达到的效果 6台锅炉给水泵共安装2套变频器分段运 行,采用一台变频器带三台锅炉给水泵的运行方 式,达到自动起停给水泵的目的,并实现软启动。 变频启动一台锅炉给水泵不能满足锅炉供水要求 2004年给水泵运行情况 水泵 实际 运行 台数 l 2 2 3 4 lh 运行 运行 实际 天数 小时数 需要 水泵 ,天 ,h 台数 36 102 88 105 35 损失 电量 损失 电量 ,kWh 53280 301920 O 155400 103600 时,通过PIE控制将第一台锅炉给水泵自动转到 工频运行的同时起第二台锅炉给水泵变频运行, 如果还不能满足锅炉供水要求,通过PIE控制将 第二台锅炉给水泵自动转到工频运行的同时起第 三台锅炉给水泵变频运行;如果供水量超出锅炉 要求,先起的锅炉给水泵将优先自动停运。如此 往复,达到恒压供给锅炉给水量,确保锅炉的稳 定、安全、经济运行。值得说明的是,两台变频器 不能同时参与供水调节。 ,k吼 I/3*185 2,3*185 0 1/3*185 2,3*185 粼 2112 2520 840 864 2,3 413 6,3 8/3 10/3 经表2统计可以看出2004年全年损失电量 为: 19‰=53280+301920+155400+103600 =614200kWh 6锅炉给水泵安装变频器的优点 改用变频调后可全面克服原有的各种弊端, 而且将取得明显的节电效果。锅炉给水泵安装变 频器后具有以下优点: (1)由于变频器在启动过程中,输出频率由 0I-Iz平滑地逐渐上升,电压从0V按比例上升到额 定电压,电动机无任何启动冲击,避免了由于电机 启动产生的大电流对电机、电网、电气元件及所拖 动机械设备的冲击和损坏。变频器在停止过程 中,输出频率由运行频率逐渐下降到0Hz,电压从 运行电压按比例下降到0V,实现了软启动和软停 止。 若每度电能按0.52元计算,则2004年损失 电费为: 0.52 614200=319384元一32万元 如果考虑锅炉不可能长年满负荷运行等因 x 素,损失的电量还会多。以往为满足生产需要只 能靠控制锅炉给水泵出口阀门的开度或控制回流 阀来调整锅炉的给水量,浪费是非常大的。 4变频器的节能分析 根据变频原理,电机转速与电源频率成正比, 即水泵流量与频率成正比,而水泵输出轴功率则 与转速的立方成正比,即轴功率与额定功率之比 等于输出频率与额定频率比的立方,公式如下: P/Po=(fifo)’ (2)实现变频自动调整水压,根据用水量的大 小自动调节电动机的转速,始终保持供水量。 (3)节电率高,结构紧凑,占地空间小。 (4)工艺设备改造方便,只需更换电控柜即 可。 如果变频器平均运行频率为40Hz,则P=Po *(40/50)3 变频节电率=(eo—e)/Po=48.8% 对于185kW电机,应用变频技术每年(按运 行350天计算)可直接节约电能: (5)技术先进,自动化程度高,运行可靠,保护 功能完善,可实现无人值班,同时减少设备维修、 故障等,大幅度降低运行费用。

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