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上海春姜CJG-BHS无负压变频供水系统在水泵与风机上的使用实例

时间:2007-03-02 10:22:06  来源:变频供水  作者:变频给水设备

上海春姜CJG-BHS无负压变频供水系统在水泵与风机上的使用实例
1、概述
1.1能源形势与节能
能源短缺和环境污染是人类当前共同面临的世纪性难题。据统计全球已探明石油储量只够使用30~50年。我国自然资源总量排世界第七位,能源资源总量约4万亿吨标准煤,居世界第三位,但我国人口众多,能源资源相对匮乏。
随着工业化和城镇化进程的加快,石油需求将呈强劲增长态势。如不采取积极有效的措施,到2020年,我国对国际石油市场的依存度将达到50%左右。除石油资源外,一些重要矿产资源不足的矛盾日益突出,某些重要原材料长期需要进口。因此要解决资源战略问题,必须大力开展能源节约与资源综合利用。
电力资源是资源战略问题中的重中之重,是国民经济和社会发展的重要基础。电力建设周期长,必须立足当前,着眼长远。电力项目建设对自然资源开发和生态环境影响较大。面对经济和社会发展巨大的电力需求,在加快开发和建设的同时,要抓好节约,提高效率,保护环境。当前,重点是要大力宣传、倡导企业、单位和居民采用先进的用电技术和节能、节水设备。通过技术进步,逐步提高电力利用效率,节省有限的自然资源,保护环境,实现可持续发展。
“十一五”规划建设目标的一个重要特点是,从产出方面提出了目标要求,人均GDP翻一番,同时也提出另外一个约束性非常强的指标,单位GDP能耗要比“十五”期末降低20%。而实现单位GDP能耗下降20%的主要途径有三个,包括结构节能、推进技术节能及管理节能。可以看出节能已成为一项政府行为,也是十一五规划的工作重点之一。
而作为我国在电力方面重点推广的节能技术之一的大功率节能控制系统调速技术,对于节能方面有着明显的效果。我国高压电动机总容量在1.5亿千瓦以上(不包括低压电动机),大部分为风机/水泵泵类负载,它们大多工作在高能耗、低效率状态。覆盖电力、石油、化工、冶金、制造、环保、市政等行业,其耗电量占全国总用电量的25%左右。而水泵和风机/水泵的一个特点是负载转矩与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。如可根据所需的流量调节转速,就可获得很好的节电效果,一般可节电20%~50%。
目前我国大型异步电动机应用节能控制系统调速刚刚起步,但国外已经广泛使用,而且随着电力电子器件的发展,高压节能控制系统装置的型式多种多样。通过他们长期的运行实践可以发现:应用大功率节能控制系统调速系统的经济效益良好、其可靠性也可以得到保证。节能控制系统调速以其优异的调速、起动和制动性能、高效率、高功率因数、良好的节电效果及广泛的适用范围等优点被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。
CJG-BHS无负压变频供水系统 欢迎选用上海春姜牌CJG-BHS无负压供水系统。上海春姜变频泵业有限公司是一家专业从事自动化供水设备的设计与开发,主要生产各类变频调速控制柜及各种变频恒压供水成套设备专业供水设备单位。春姜供水的发展是中国加入WTO迅猛发展的缩影。在新的环境下春姜人,秉持“快速,热忱,诚信,奋进”的文化,恪守“客户问题从我中绝,快速改变世界”的宗旨。孜孜奋进,不断创新的春姜人,愿以优异的品质,一流的服务赢得海内外新老客户的认同。本设备性能卓越,运行稳定,外型美观,价格实惠。广泛应用于小区居民供水、学校宿舍食堂用水、办公楼宇给水,是集变频节能节电于一体的21世纪初最先进的供水系统之一。标注说明: 1、 自来水管网 2、进水口 3、负压消除器 4、流量调节器 5、电接点压力表 6、蝶阀 7、变径短接 8、软接头 9、水泵 10、止回阀 11、远传压力表 12、电接点压力表 13、控制柜 智能型管网接力升压供水设备系统如图所示,系统设定一恒定压力值,如果管网压力高于设定压力值时,电接点压力表6将管网压力反馈给变频控制柜16,使水泵机组11处于停机状态,自来水可通过直供管路直接到达用户管网17对用户进行供水。当市政管网压力变化或用户管网用水量变化使管网压力下降时,远传压力表14将管网压力反馈给变频控制柜16中的PID控制器,通过PID控制器调整变频器的输出频率,启动水泵机组11并调节水泵转速保持恒压供水;如果不能满足供水要求时,则变频器将控制多台工频泵和变频泵的启停而达到恒压变量供水的要求。销售热线:O2l-39l6O599或l8964645992更多请参阅:http://www.cjgssb.com
节能控制系统调速系统的主要应对象为风机/水泵、泵类等通过调速控制大量节能的负载场合,具体应用如下:
火力发电:引风机/水泵、送风机/水泵、吸尘风机/水泵、压缩机、给水泵、灰浆泵等。
冶金采矿:引风机/水泵、通风风机/水泵、吸尘风机/水泵、泥浆泵、除垢泵、离心进料泵等。
石油化工:引风机/水泵、气体压缩机、注水泵、潜油泵、主管道泵、锅炉给水泵、卤水泵、混合器、挤压器等。
水泥制造:窑炉引风机/水泵、生料研磨引风机/水泵、压力送风机/水泵、主吸尘风机/水泵、冷却器吸尘风机/水泵、冷却器排风机/水泵、预热塔风机/水泵、分选器风机/水泵、窑炉供气风机/水泵等。
供水、污水处理:污水泵、清水泵、净化泵、生物粗处理塔泵、送氧鼓风机/水泵等。
其他:传动机械装置、风力涡轮机、风洞等。
我们将不断努力,遵循“信誉吸引客户,以服务赢得客户,以品质回报客户”的企业精神,创造更好的技术,奉献更好的产品,提供更加周到的服务,与您一起为节能控制系统调速技术和节能事业做出更大的贡献。
2、 项目介绍
2.1改造项目介绍
离心风机/水泵、离心水泵、真空水泵,
2.2运行工况介绍
风机/水泵水泵数据调查表
负载类别 风机/水泵水泵名称 额定功率(kW) 额定电压(kV) 额定电流(A) 运行电流(A) 额定扬程/压力/流量 实际扬程/压力/流量 功率因数 风门/阀门或阀门开度
恒转矩 真空泵 132 380 348 167 - %
主泵 22 380 44.8 29 %
风机/水泵 30 380 57.6 25 %
负载类别 风机/水泵水泵名称 额定功率(kW) 额定电压(kV) 额定电流(A) 运行电流(A) 减速比例 负载变化持续时间 电机极数 额定负载重量
恒功率 皮带机 22 380 42.4 27
2.3运行工况分析
在实际运行时,由于采用挡板/阀门调节,大部分的能量都被消耗在挡板/阀门上了,且挡板/阀门的开度越小则耗能就更多。在一般情况下 ,采用挡板/阀门调节的风机/水泵其实际消耗功率与风量大致成正比,与风门/阀门的开度也大致成正比,从上述工况中的风门/阀门开度及电流参数也可以看出这一点。
对运行情况进行分析,可以得出一下两点:
(1) 风机/水泵实际风量约为额定风量的一部分,风机/水泵远离额定点运行,其实际运行效率很低。
(2) 由于挡板/阀门的存在,挡板/阀门前后存在压差,消耗了很大一部分能量。
所以可以从以上两个方面改善其运行工况,减小损耗,达到节能的目的。
2.4改造建议
挡板/阀门这种调节方式虽然简单易行,已成习惯,但它是以增加管网损耗,耗费大量能源为代价的。对于大功率电机,耗能则更大。当采用变转速调节时,其效率最高,因为风量随转速的一次方下降,而其轴功率则按转速的三次方规律下降,而目前性能最佳的调速方式则是国际上公认的交流节能控制系统调速技术。
3、节能控制系统改造的节能分析
3.1节能控制系统调速节能原理
从流体力学的原理得知,使用感应电机驱动的风机/水泵,轴功率P与风量Q,风压H的关系为:
当电动机的转速由n1变化到n2时, Q、 H、 P与转速的关系如下:
(1)
(2)
= (3)
可见风量Q和电机的转速n是成正比关系的,而所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。所以当需要80%的额定风量时,通过调节电机的转速至额定转速的80%,即调节频率到40赫兹即可,这时所需功率将仅为原来的51.2%。
如下图所示,从风机/水泵的运行曲线图来分析采用节能控制系统调速后的节能效果。

图3-1 风机/水泵的运行曲线
当所需风量从Q1减小到Q2时,如果采用调节风门/阀门的办法,管网阻力将会增加,管网特性曲线上移,系统的运行工况点从A点变到新的运行工况点B点运行,所需轴功率P2与面积H2×Q2成正比;如果采用调速控制方式,风机/水泵转速由n1下降到n2,其管网特性并不发生改变,但风机/水泵的特性曲线将下移,因此其运行工况点由A点移至C点。此时所需轴功率P3与面积HB×Q2成正比。从理论上分析,所节约的轴功率Delt(P)与(H2-HB)×(C-B)的面积成正比。
考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗,通过实践的统计,风机/水泵类通过调速控制可节能 20%~50%。
3.2节能控制系统改造节能分析
改造前工频运行功率计算公式

其中: ——电机电压,kV;
——电机电流,A;
——单一负荷下工频运行功率, ;
——单一负荷下运行功率因数,小于额定功率因数。

其中: ——全年平均运行时间, ;
——单一负荷下的运行功率, ;
——这种负荷下的全年运行时间比例;
——改造前总耗电量, 。
改造后节能控制系统运行预计功率计算公式:
利用公式: 计算出 的比。
其中: ——工频运行功率,KW;
——额定轴功率,KW;
——运行工况与额定工况下的效率、压力比,小功率电机取1,大功率电机取0.9
根据改造风量不变的原则,有 ,其中 为改造后的风量。所以 。再根据 ,即 计算出 。其中 是节能控制系统改造后预计运行功率,η为节能控制系统装置的效率。

其中 ——改造后总耗电量
3.3离心风机/水泵节能分析
根据风机/水泵的运行特性,由于现场情况是风门/阀门100%全开,而运行电流才150A,未达到额定电流,电机运行效率只有60%左右。如果运行用节能控制系统器来提高电机的运行效率,势必会影响风量,因此,在风门/阀门全开的情况下,利用节能控制系统器虽然可以提高功率因素,但是势必要影响风量。建议采用功率适当的电机或者采用降压的方式来对此种状况节能改造。
3.4节能控制系统调速其他附加好处
1) 网侧功率因数提高:原电机直接由工频驱动时,满载时功率因数为0.85左右,实际运行功率因数远低于0.8。采用节能控制系统调速系统后,电源侧的功率因数可提高到0.9以上,无需无功补偿装置就能大大的减少无功功率,满足电网要求,可进一步节约上游设备的运行费用。
2) 设备运行与维护费用下降:采用上海春姜CJG-BHS无负压变频供水系统调节后,由于通过调节电机转速实现节能,在负荷率较低时,电机、风机/水泵转速也降低,主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减轻,维护周期可加长,设备运行寿命延长;并且节能控制系统改造后风门/阀门开度可达100%,运行中不承受压力,可显著减少风门/阀门的维护量。节能控制系统器运行中,只需定期对节能控制系统器除尘,不用停机,保证了生产的连续性。随着生产的需要,调节风机/水泵的转速,进而调节风机/水泵风量,既满足生产工艺的要求,工作强度又大大降低。采用节能控制系统技术调速后,减少了机械磨损,维护工作量降低,检修费用下降。
3) 用节能控制系统调速装置后,可对电机实现软启动,启动时电流不超过电机额定电流的1.2倍,对电网无任何冲击,电机使用寿命延长。在整个运行范围内,电机可保证运行平稳,损耗减小,温升正常。风机/水泵启动时的噪音和启动电流非常小,无任何异常振动和噪音。
4) 与原来旧系统相比较,节能控制系统器具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升等多项保护功能,更完善地保护了电机。
5) 操作简单,运行方便。可通过计算机远程给定风量或压力等参数,实现智能调节。
6) 适应电网电压波动能力强,电压工作范围宽,电网电压在-15%~+10%之间波动时,系统均可正常运行。
 

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