ALPHA变频器供水节能改造应用案例———ALPHA变频器供水节能改造应用案例

  一.概述 在我国的制糖行业中，很多重要的生产设备均为高能耗设备，设备的电力拖动离不开调速，受设计时的技术条件的限制，很多设备的拖动调速在设计时大都采用能耗调节，交流电动机变频调速是在现代微电子技术基础上发展起来的新技术，它不但比传统的直流电机调速优越，而且也比调压调速、变极调速、串级调速等调速方式优越。它的特点是调速平滑、调速范围宽、效率高特性好、结构简单、机械特性硬、保护功能齐全，运行平稳安全可靠，在生产过程中能获得最佳速度参数，是理想的调速方式。   应用实践证明，交流电机变频调速一般能节电 30%左右，目前工业发达国家已广泛采用变频调速技术，在我国也是国家重点推广的节电新技术。变频器应用在制糖工业的风机、水泵、压榨机、离心机等负载，能取得了显著的节能效果。   二．生产供水节能改造方案 1 原供水系统工况       原供水系统由二路管网系统组成，第一路管网供水水泵六台，水泵电机分别为：110KW五台、75KW一台；第二路管网水泵六台，水泵电机分别为：155KW五台、220KW一台。水泵投切依靠值班人员根据压力进行投切，水压随用生产用水量的变化及泵组的投切变化较大，泵组投切对电网的冲击影响很大，根据生产工艺对水压及流量的要求，需要开回流阀进行调节。   2 变频节能改造方案       由以上系统工况可知，该系统适于作变频节能改造，改造方案如下： 系统部分采用变频控制，在每一管网上按装压力传感器，即时检测管网水压，根据生产用水量的变化变频控制系统自动调节水泵电机的转速从而控制系统供水量，保证管网水压的恒定。第一路管网由110KW变频节能系统控制两台水泵电机，一用一备，其余四台工频控制；第二路管网由220KW节能变频系统控制一台220KW水泵电机及一台155KW水泵电机，一用一备，其余四台工频控制。改造后节电效果显剧，恒压供水，极大地改善了生产工艺。改造系统控制图如下： 3 变频改造节能原理 a 泵类的特性和参数:
纯粹用于抽水的功率叫有效功率
有效功率=(1000QH)/(75×60/0.736)=QH/6.11(kW)
式中，Q为流量(m3/min);H为总扬程(m)。
设在扬程内1m3的水的重量为1000kg，因此:
泵的轴功率=(有效功率)/ 泵的效率(kW)
电动机输出功率=(1.05～1.2)×轴功率(kW)
    因泵的扬程大小、泵的型号不同，泵的效率不能一概而定，一般标准泵的大致效率曲线如图2所示。

鉴于泵的设计与制造方面会有误差，故电机的输出功率应较轴功率计算值有5～20%的裕量，而后根据流量和扬程求出电动机的功率，图3为流量和扬程特性曲线。             图2  一般标准泵的效率           图3  流量和扬程特性曲线  b 管网的水阻特性
        当管网的水阻R保持不变时，水量与过水阻力之间的关系是不确定的，    即水量Q与过水阻力h按阻力定律变化，其表达式为：      H=RQ²       
               式中，H—过水阻力 R—水阻系数。
        H=f(Q)关系曲线为水阻特性曲线，呈抛物线形状，如图4所示。由图4   可知，水阻系数R越大，曲线越陡，即过水阻力越大。

c 泵类调速控制节能原理
        由流体力学可知，水量Q与转速的一次方成正比，压力H与转速的平方   成正比，功率P与转速的立方成正比。    Q/Q