变频器在电厂工业水泵上的节能应用

变频器在电厂工业水泵上的节能应用
变频器在电厂工业水泵上的节能应用

变频器在电厂工业水泵上的节能应用

摘要:简述水泵变频调速节能原理,对某电厂工业水泵采用变频调速节能改造的措施和取得的节能效益进行分析,揭示了水泵采用变频调速装置进行节能改造具有很大的实践空间。

关键词:泵类负载工业水泵变频调速节能

0引言

在热电厂中,机组必须配备的水泵主要有锅炉给水泵、循环水泵和凝结水泵,其次还有射水泵、低压加热器疏水泵、热网水泵、冷却水泵、灰浆泵、轴封水泵、除盐水泵、清水泵、过滤器反洗泵、生活水泵、工业水泵、消防水泵和补给水泵等。这些水泵数量多,总装机容量大:50MW火电机组的主要配套水泵的总装机容量为6430KW,占机组容量的12.86%;100MW机组为10480kW/,占10.48%;200MW机组为15450KW,占7.73%。100MW机组主要配套水泵的总耗电量约占全部厂用电量的70%左右。由此可见,水泵确实是火力发电厂中耗电量最大的一类辅机。因此,提高水泵的运行效率,降低水泵的电耗对降低厂用电率具有举足轻重的意义。国外火电厂的风机和水泵已纷纷增设调速装置,而目前我国火电厂中除少量采用汽动给水泵,液力耦合器及双速电机外,其他风机和水泵基本上都采用定速驱动。这种定速驱动的泵,由于采用出口阀,风机则采用入口风门调节流量,都存在严重的节流损耗。尤其在机组变负荷运行时,由于风机和水泵的运行偏离高效点,使运行效率大大降低,结果是白白地浪费掉大量的电能,已经到了非改不可的地步。

1泵类负载的流量调节方法及原理

泵类负载通常以输送的液体流量为控制参数,为此目前常采用阀门控制和转速控制两种方式。

1.1阀门控制这种方法是借助改变出口阀门的开度大小来调节流量的,其实质是通过改变管道中流体阻力的大小来改变流量的。因为泵的转速不变,其扬程特性曲线H-Q保持不变

当阀门全开时,管阻特性曲线R1-Q与扬程特性曲线H-Q相交于点A,流量为Qa,泵出口压头为Ha。若关小阀门,管阻特性曲线变为R2-Q,它与扬程特性曲线H-Q的交点移到点B,此时流量为Qb,泵出口压头升高到Hb。则压头的升高量为:ΔHb=Hb-Ha。于是产生了阴线部分所示的能量损失:ΔPb=ΔHb×Qb。

1.2转速控制借助改变泵的转速来调节流量,这是一种先进的控制方法。转速控制的实质是通过改变所输送液体的能量来改变流量。因为只是转速变化,阀门的开度不变,如图2所示,管阻特性曲线R1-Q 也就维持不变。额定转速时的扬程特性曲线Ha-Q与管阻特性曲线相交于点A,流量为Qa,出口扬程为Ha。

当转速降低时,扬程特性曲线变为Hc-Q,它与管阻特性曲线R1-Q 的交点将下移到C,流量变为Qc。此时,假设将流量Qc控制为阀门控制方式下的流量Qb,则泵的出口压头将降低到Hc。因此,与阀门控制方式相比压头降低了:ΔHc=Hb-Hc。据此可节约能量为:ΔPc=ΔHc ×Qb。与阀门控制方式相比,其节约的能量为:P=ΔPc-ΔPb=(ΔHc -ΔHb)×Qb。

将这两种方法相比较可见,在流量相同的情况下,转速控制避免了阀门控制下因压头的升高和管阻增大所带来的能量损失。在流量减小时,转速控制使压头反而大幅度降低,所以它只需要一个比阀门控制小得多的,得以充分利用的功率。而且随着转速的降低,泵的高效率区段将向左方移动。这说明,转速控制方式在低速小流量时,仍可使泵机高效率运行。

2国内某热电厂工业水泵运行状况及变频改造措施

国内某热电厂有3台工业水泵,3台水泵并列在工业水母管上,生产过程中为全厂提供生产工艺制水水源、全厂辅机轴承冷却水、发电机组空冷器、冷油器用水、锅炉淋渣水、全厂生活用水等等。随着用水成本的逐步上升,该厂将全厂辅机轴承冷却水、锅炉淋渣水、甚至是发电机组空冷器、冷油器用水(在室外气温较低时)都改成了由机组循环冷却水来代替,全厂的用水量大大降低,在机组负荷较低时开一台工业水泵也会造成工业水母管超压,该厂化学分场的运行人员不得不采取水泵出口阀节流的方式运行,但由于工业水泵离运行人员工作场所很远,工业水母管压力变化较频繁时,运行人员就会就近开启化学车间的工业水泄压阀来调整工业水母管压力,这样的调整方式不仅使运行人员劳动强度大,而且浪费了大量的水资源和电能。

在随后的技改工程中,采用变频器配合压力变送器实现恒压供水的改造方案彻底解决了工业水压力调整的问题,具体改造方案如图3

原水泵电机功率185KW,采用自耦变压器降压启动来降低电机启动电流。工业水母管压力用出口阀、或化学车间的工业水泄压阀来调整。

变频器在风机上的应用

一、概述: 目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机配套的电机约占全国电机装机量的60%,耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是,大多数风机、水泵在使用过程中都存在大马拉小车的现象,加之因生产、工艺等方面的变化,需要经常调节气体和液体的流量、压力、温度等;目前,许多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体或液体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式,并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体、液体流量调节的要求。这种落后的调节方式,不仅浪费了宝贵的能源,而且调节精度差,很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求,负面效应十分严重。 变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美,已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益,推动了工业生产的自动化进程。 变频调速用于交流异步电机调速,其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单,调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著,已经成为交流电机调速的最新潮流。 二、变频节能原理: 1. 风机运行曲线 采用变频器对风机进行控制,属于减少空气动力的节电方法,它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较,具有明显的节电效果。 由图可以说明其节电原理: 图中,曲线(1)为风机在恒定转速n1下的风压一风量(H―Q)特性,曲线(2)为管网风阻特性(风门全开)。曲线(4)为变频运行特性(风门全开) 假设风机工作在A点效率最高,此时风压为H2,风量为Q1,轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比,在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求,风量需要从Q1减至Q2,这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力,使管网阻力特性变到曲线(3),系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出,风压反而增加,轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然,轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式,风机转速由n1降到n2,根据风机参数的比例定律,画出在转速n2风量(Q―H)特性,如曲线(4)所示。可见在满足同样风量Q2的情况下,风压H3大幅度降低,功率N3随着显著减少,用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=(H1-H3)×Q2,用面积BH1H3C表示。显然,节能的经济效果是十分明显的。 2.风机在不同频率下的节能率

变频器在数控机床上的应用

数控机床变频改造解决方案 一数控机床说明 数控机床的主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动,是电动机带动齿轮箱来传动和调速的。在机械加工过程中,需要经常对主轴的旋转有不同的运行速度要求,操作人员通过手柄组合的多个位置来控制离合器的分与合,得到齿轮的多种组合,从而得到多档的转速,操作不方便,维修量也比较大,实践证明,调速用的电磁离合器损坏率较高。原有机床的主轴传动的这一特点已经不能适应经济的快速发展对数控机床的需求,目前,数控机床配套使用变频器对主轴进行调速控制越来越普遍和实用。 二系统简介 整个电气系统由数控机床CNC、迈凯诺变频器、时间继电器、制动组件等组成。接线图如下图所示: (1)交流电源通过断路器连接至主电路的电源端子(R、S、T)。变频器输出端子(U、V、W)按正确相序连接主轴电动机。当运行命令和电动机的旋转方向不一致时,可在U、V、W三相中任意更改两相接线,或将控制电路端子FWD/REV调换一下。 (2)频率给定命令由CNC以0-10V(或-10V~10V)的形式给定,从变频器的AI1和GND 接入。电机的转向和运行控制由变频器数字输入端口(DI)的状态决定。 (3)当数字端子D1与端子COM接通时,端子D1上为高电平,电机正转;当数字端子D2与端子COM接通时,端子D2上为高电平,电机反转;当数字端子D1和端子D2均不与端子COM接通时,端子D1和端子D2上均为低电平,电机停止。端子D1与端子COM之间的接通或断开、端子D2与端子COM接通之间的接通或断开,由两对继电器触点控制,这两个继电器可由数控系统所发出的主轴正转和主轴反转指令控制。同时,变频器的两路数字输出端口分别设置为:TIA和TIC(功能设置为:运行输出);T2A和T2C(功能设置为:故障输出)。

变频水泵节能原理及分析

前言 离心式水泵在我国当前的工农业生产和人民日常生活中起到很大的作用,水泵使用三相异步电动机进行拖动,其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制,但是浪费了大量的电能,不是一种经济的运行方式。在电力能源越发短缺的今天,找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式,对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 1.1 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水,起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转,水作离心运动,向外甩出并被压入出水管。水被甩出后,叶轮附近的压强减小,在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多,外面的水就在大气压的作用下,冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出,并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转,水就源源不断地从低处被抽到高处。 1.2 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化,调节出水流量,现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流,以改变出水流量;另一种是泵的调速控制,调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性(H—Q)曲线。 图1 水泵调速时的H-Q曲线

在上图中,曲线n0表示,管路中阀门开度不变时,水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时,全扬程与流量之间的关系曲线,又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时,所需的扬程等于实际扬程,其物理意义是:如果全扬程小于实际扬程,系统将不能供水。 由上图可知,水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点,这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性,供水系统工作于平衡状态,系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时,当流量要求从QA减小到QB,就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大,管阻特性曲线从R1移到R2,扬程则从HA上升到HB,运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时,当流量要求从QA减小到QB,由于阀门开口度不变,管道的阻力曲线R不变,此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1,运行工况点则从A点移到C点,扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式: 其中:P——为泵使用的工况点轴功率(KW); Q——为使用工况点的水压或流量(m2/s); H——为使用工况点的扬程(m); ρ——为输出介质的密度(kg/m3); η——为使用工况点的泵的效率(%)。 由公式1,可得出在使用阀门调节时,水泵运行在B点的轴功率,和用转速调节时,水泵运行在C点的轴功率分别为:

变频器节能计算

变频不是到处可以省电,有不少场合用变频并不一定能省电。作为电子电路,变频器本身也要耗电(约额定功率的3-5%)。一台1.5匹的空调自身耗电算下来也有20-30W,相当于一盏长明灯. 变频器在工频下运行,具有节电功能,是事实。但是他的前提条件是:第一,大功率并且为风机/泵类负载;第二,装置本身具有节电功能(软件支持);第三,长期连续运行。这是体现节电效果的三个条件。除此之外,无所谓节不节电,没有什么意义。 变频节能 什么是变频器 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 PWM和PAM的不同点是什么 PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。 电压型与电流型有什么不同 变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波石电感。 为什么变频器的电压与电流成比例的改变 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。

变频器在水泵控制系统中的应用

变频器在水泵控制系统中的应用 [摘要]传统水泵的控制均依赖于传统的变压控制模式,这种模式使得电机长期处于满负荷的运转状态,既减损了设备的使用寿命,又浪费了大量的能源,更无法建立严格的科学管理体制。随着变频器的广泛投入使用,变频水泵控制能有效提高水泵的工作效率,且还使水泵的运转更加节能。本文基于此从主要特点以及应用价值等角度对变频器进行了概述,然后在此基础上深入分析和研究了变频器在水泵控制系统中的具体应用。 [关键词]水泵控制系统;变频器;应用;效果 水泵是冶金行业作业过程中不可缺少的重要设备之一,在生产供、补水过程中发挥着不可替代的作用。水泵在启动的时候需要的扭矩以及功率非常大,且在具体的运转过程中所需要的扭矩和功率又非常小,因此针对水泵的不同运转状态对水泵的转速进行有效的调节,变频器便是调节水泵转速的关键部件。所以要进一步深入分析和研究变频器在水泵控制系统中的应用,使变频器在水泵控制系统中发挥更大的作用,促进水泵工作效率的提高,使其更加节能环保。 一、变频器概述 为了更好地分析和研究变频器在水泵控制系统中的应用,首先要深入了解变频器的主要特点以及具体的应用价值,使变频器在水泵控制系统的应用过程中发挥更大的作用。 (一)变频器的主要特点 首先,变频器可以为用户提供很多套程序,从而使用户可以根据自己的实际情况和具体需求进行选择。具体而言,变频器的主要程序有标准工厂宏、自动控制宏、PID控制宏以及水泵控制宏等。其次,变频器所提供的水泵控制宏有很大的优越性,采用该水泵控制宏可以不必使用专用盼恒压基板,进而使设备的故障率大大降低,同时也在很大程度上减少了设备的投资。第三,变频器可以使水泵的电机更加灵活高效,它可以对电机进行定时的自动切换,既可以使水泵的电机自动睡眠,也可以使水泵的电机自动唤醒,因此采用变频器可以让水泵进行自由的睡眠和工作,既提高工作效率又节省能源。最后,变频器的控制精度非常高,变频器的控制精度可到达标称速度的0.2%,由此可见,变频器代表着高精尖的变频技术。 (二)变频器的应用价值 变频器的主要功能特点决定了它在水泵控制系统中的应用价值。一般情况下,普通的水泵采用额定流量和额定功率来进行运转的,但是水量并不是恒定的,水量会随着时间的变化而改变,有时处于高峰,有时处于低峰。当水量处于低峰时,如果仍然用额定流量和额定功率使水泵进行满负荷运转,在很大程度上造成

变频器在工业生产中的应用.docx

变频器在工业生产中的应用 电动机是工业生产中最主要的动力提供装置,而这些动力是从消耗电能所产生的。在提倡建立节约型社会的今天,降耗节能成为生产生活中必不可少的一部分。这就要求我们使用最少的电能让电机提供最可靠的动力。在这其中,变频器扮演了相当重要的角色。本论文介绍变频器在工业生产中的具体应用。 变频器 变频器,它产生于上世纪60年代,伴随着大功率晶体管的问世和集成电路的迅速发展,使得变频器的性能有了很大的提高。因为变频器拥有能够实现异步电动机的恒转矩和恒功率的无级调速,其调速范围广、平滑性好、机械特性较硬,而且节能效果明显,有利于实现自动控制等这些优点使得变频器的应用也越来越广,基本上涵盖了所有领域。 变频器在生产中的应用 总体来说,变频器在工业生产中主要来对电动机进行调速。那么变频调速和传统的调速相比有哪些优点呢?主要有两点:一是便于实现自动控制。变频器是电力技术与电子技术的结合,也是强弱电的有机整体,在实现自动控制方面有着先天的优势;二是能够节能降耗。下面以恒压循环水系统为例进行分析说明。 变频器在自动控制系统中的应用 在循环水系统中,由于各个车间和部门用水时间和用水量的不同,使得系统内的水压会经常变化,这就要求,根据不同的用水量,使得整个

系统中的水压保持恒定不变。解决这个问题一般有以下几种做法。 第一,采用水阀限制水流量,从而达到限制水压的目的。此方法有几个缺点。首先,水阀的调节精确度不够,水压的波动范围较大;其次,不易实现自动控制,也不便于实时监测。 第二,修建水塔,利用液体压强定律来保持水压的恒定。相对于前一种方法,该法的压力较恒定,但仍不便于实现自动控制和实时监测,且占地面积较大,通用性差。 我们在循环水系统的管路中装上压力传感器做为反馈信号的采样,然后将采样得来的水压与给定的水压相比较,根据比较所得到的误差来调节变频器的频率,从而达到控制电机的转速,最终控制整个循环水系统的压力保持恒定。 从以上分析来看,利用变频器的闭环控制系统,由于变频器的响应特性好,所以使得控制更加方便,精确,通用性好,操作界面也更加友好。 变频器在节能降耗中的作用 关于变频器在节能降耗中的作用,一直存在着争论。我认为,不能一概而论,要视具体的情况而定。 对于纺织加工、轧钢等,负载基本恒定的场合,电机一般工作在额定功率,主要是利用了变频器在平滑加减速、高精度力矩控制、运行可靠性好等方面表现出来的优异性能。在这些场合中,非但不节能,且因为变频器本身造价成本高,其自身也有能耗,从而使得整个系统更加昂贵和耗能。 但是,在风机、水泵等应用场合,节能降耗特性就显得十分明显。在

时代变频器在机床(镗床)上的应用.

时代变频器在机床(镗床)上的应用 一般情况下机床的拖动系统是由齿轮箱来传动和调速的。它具有以下特点:1.恒功率性质由于齿轮箱变速时,转矩的变化与转速的变化成反比。若不计齿轮箱的损耗,则在全功率范围内,都具有恒功率的特点。2.低速时的过载能力强在低速段,拖动系统经齿轮降速后的额定转矩将远远高于负载的最大阻转矩,具有极强的过载能力。应用时代变频器实现调速系统的基本考虑:1、由于时代变频器调频范围很广,可在0—300Hz之间实现任意点的无级调速。 一般情况下机床的拖动系统是由齿轮箱来传动和调速的。它具有以下特点:1. 恒功率性质由于齿轮箱变速时,转矩的变化与转速的变化成反比。若不计齿轮箱的损耗,则在全功率范围内,都具有恒功率的特点。2.低速时的过载能力强在低速段,拖动系统经齿轮降速后的额定转矩将远远高于负载的最大阻转矩,具有极强的过载能力。 应用时代变频器实现调速系统的基本考虑: 1、由于时代变频器调频范围很广,可在0—300Hz之间实现任意点的无级调速。 2、使用变频调速,可满足镗床所要求的具有较硬的机械特性。 3、使用变频调速,可满足镗床所需要的低速时的强过载能力。 4、使用变频调速,省去齿轮变速箱等原有复杂的机械拖动,自动化程度高,操作简单,维修方便。 应用实例: 某机床厂主要生产各类机床,由于调速用的电磁离合器损坏率较高,了解到时代变频调速系统具有以上优点,故改用时代变频器实现变频调速。具体情况如下: 1.系统构成:(见图3) 2.原拖动系统概况 1)转速档次调速箱有8档转速:75、120、200、300、800、1200、 2000r/min。 2)电动机的主要额定参数 额定容量:3.7kw 额定转速:1440r/min 负载特性:恒功率 3)控制方式由手柄组合的8个位置来控制四个离合器的分与合,得到齿轮的8种组合,从而得到8档转速。 3.使用时代变频调速的方案 1)转速档次及控制方式可采用手柄结合变频器面板控制或电位器调节获得所需的理想转速。 2)时代变频器主要参数 调速范围:0——-300HZ 加减速时间:0.1——-1800S 过载能力:150% 4.结果在所有各档转速下,经反复试验,都完全符合设计要求,取得了令人满意的结果。现该产品已批量生产,投放市场。(图3)

水泵深度变频节能改造分析

水泵深度变频节能改造分析 发表时间:2018-03-20T11:41:12.230Z 来源:《电力设备》2017年第29期作者:刘辉 [导读] 摘要:目前多数火力发电厂都采用“一拖一”“一拖二”方案对凝结水泵进行变频改造,对提高电厂经济性的同时也给凝结水系统的控制及操作提出了新要求。 (安徽晋煤中能化工股份有限公司安徽阜阳 236400) 摘要:目前多数火力发电厂都采用“一拖一”“一拖二”方案对凝结水泵进行变频改造,对提高电厂经济性的同时也给凝结水系统的控制及操作提出了新要求。本文以凝结水变频控制系统出发,并结合实际生产数据分析,提出凝结水泵变频调节系统节能改造的相关建议。 关键词:凝结水泵;变频运行;节能效果 1凝结水系统概述 凝结水泵是火电厂的重要辅机,其耗能在厂用电中占一定的比重。凝结水泵工频方式运行时耗能高、节流损失大、压力高,使凝结水系统的整体效率偏低。目前,大多数火电厂都对凝结水泵进行了变频改造,多采用“变频一拖一”“变频一拖二”运行方式,一般可节电30%左右,且设备运行可靠,可明显提高电厂的技术和经济指标,所以凝结水泵变频改造技术己成为电力行业广泛推广的节能项目之一。本文以华能营口热电厂凝结水泵的深度变频改造为例,分析其节能效果。 某厂两台330MW机组,每台机组配备3台50%容量的凝结水泵,2台运行1台备用,其中A泵采用“变频一拖一”控制,B,C泵采用“变频一拖二”控制,同时给水管道上配置了除氧器给水主调节阀和给水辅调节阀。凝结水泵采用抽芯式结构,部件可拆装更换,泵壳设计成全真空型。凝结水泵深度变频改造的同时也给凝结水系统的控制带来一系列的新问题: (1)改造后,水泵的保护、联锁及凝结水系统相关调节阀的控制回路都需要做改动和优化,保证在各种异常工况下泵及相关调节阀的正确动作,来维持凝结水位的稳定运行; (2)改造后,泵由变频控制,原有调节阀调节系统压力难以满足原有凝结水用户对压力的需求,所以必须根据机组的工况设定合适的压力,来满足整个系统安全性和经济性的要求。 2凝泵变频控制系统的改进 2.1凝泵变颓控制系统的改进 改造之前,低负荷运行时,一台凝结水泵运行,用再循环门的开度和加减补水量的方式来控制凝汽器水位;高负荷时,两台凝结水泵运行,用调整再循环门的开度和加减补水量的方式来控制凝汽器水位。 改造后,整个除氧器水位自动控制系统设计为典型的两段式控制,即两套控制回路,其中一套为凝泵出口母管压力控制回路,靠凝结水泵变频控制,其中母管压力设定值为机组负荷的折线函数;另一套为除氧器水位控制回路,由除氧器主、辅调节阀控制,并且控制方式采用了单冲量和三冲量。当凝结水流量大于350t/h时,凝结水泵需提高转速以满足系统需要,此时凝泵变频器投入水位自动控制,调节门自动切换为凝泵出口压力控制。由于除氧器容积较大,作为被调量的除氧器水位存在较大惯性,负荷增减过程中给水流量变化较大时有可能出现“虚假水位”现象,使得给水流量和凝结水流量的不平衡增大,延长了调节时间,故凝泵变频器调节除氧器水位设计三冲量控制回路以解决这一问题,主调节器调节除氧器水位,副调节器调节除氧器入口凝结水流量,同时将总给水流量作为副调节器的前馈信号。当凝结水流量发生扰动时,通过内回路的作用可以迅速消除:当给水流量发生扰动时,通过内回路的作用可以使凝结水流量迅速跟踪给水流量的变化。 2.2报泵变颇独制系统改进后调节手段 (1)机组启机自第一台凝结水泵启动至150MW负荷时,凝泵变频不得投自动,手动调整凝泵变频保持凝泵出口压力在1.OMPa以上,此时除氧器水位由除氧器水位主调阀投自动(除氧器辅调阀不能投自动)或手动调整保持。 (2)机组负荷大于150MW且凝结水流量大于350 tlh,两台凝结水泵均变频启动运行正常,进入凝汽器疏水扩容器的疏水门全部关闭后可考虑将凝泵变频器投入自动运行。 (3)凝泵变频器投入自动运行前,应检查凝泵出口压力给定值与凝泵出口实际压力基本相同,但不得小于0.70 MPao (4)凝泵变频器投入自动运行后应检查凝泵出口压力和除氧器水位平稳,无较大波动,除氧器水位主调阀和凝泵变频器自动调整正常,两台汽泵密封水压差在正常范围。 (5)机组负荷大于170MW,除氧器水位主调阀接近全开后,手动将除氧器水位辅调阀逐渐开启,以满足公司节能要求。 (6)机组正常运行凝泵定期轮换应在负荷低于250MW以下进行。先解除备用泵联锁,缓慢转移出力后停运一台运行泵,再变频启动备用泵,操作过程中注意保持凝泵出口压力稳定。 此次改造方案实施前凝结水泵虽采取变频运行,但出口压力不能降低很多,变频深度受到影响,正常运行除氧器水位调整门开度未能全部打开,存在节流现象,凝泵变频的节电优势没有很好发挥。为充分发挥凝泵变频运行的节能、节电潜力,为了充分体现价值工程,汽机、热工专业技术人员经过多次试验,并对数据进行分析,提出除氧器水位由凝结水泵变频控制的改造方案,经多专业密切配合,进行了现场实施。 3凝泵深度变频运行节能效果 制约凝结水泵变频改造节能效果的最主要因素是凝结水泵出口压力允许最低值,其是由众多凝结水用户共同决定的。最常见的凝结水用户为给水密封水、低压旁路减温水和低压缸轴封减温水等。 3.1报泵深度变翻运行效果 图1为机组负荷与凝泵出口压力关系曲线,根据试验结果看出,#1,#2机凝结水泵变频调节除氧器水位改造方案实施后,凝泵出口压力由最低的的1.2MPa降低至0.75MPa,由最高的2.1MPa降低至1.7MPa o

变频节能技术的研究与应用

变频节能技术的研究与应用 内容摘要 近十几年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,也就是说计算机数字控制技术以及交流调速技术已经取代了模拟控制技术和直流调速技术的时代,成为了新的发展趋势。当代社会用以推动技术进步、为提高产品质量而改善工艺流程、节约电能的重要手段就是采用电机交流变频调速技术。变频调速技术是国内外都非常认可的最有发展前途的调速方式,因为它具有适用范围广,拥有节能效果以及高功率因数、高效率,启制动性能和调速效果优异等等优点。 本文在总结前人研究的基础上,指出了变频技术的国内外研究现状,并对变频技术的基本理论进行相关的分析,为了对变频技术有一个细致的了解,本文以华能曲阜热电厂节能改造为例,详细的介绍了变频节能系统配置、变频控制系统的基本原理以及变频节能系统调试过程,并总结出改造的结果。 关键词:变频技术;节能改造;变频器;凝结水泵

目录 内容摘要 (1) 1 绪论 (3) 1.1 课题的背景及意义 (3) 1.2 国内外发展现状 (4) 1.2.1 国外变频技术发展现状 (4) 1.2.2 我国变频技术发展现状 (4) 1.3 论文主要工作 (5) 2 变频节能技术简介 (7) 2.1 变频器的基本结构 (7) 2.2 变频器的分类 (8) 2.3 变频节能原理 (8) 3 变频节能系统 (10) 3.1 变频节能系统配置 (10) 3.1.1 变频改造方案 (10) 3.1.2 变频改造设置 (11) 3.2 变频控制系统的基本原理 (12) 3.3 系统调试及参数 (13) 3.3.1 凝结水泵变频器操作 (13) 3.3.2 变频器运行操作 (14) 3.3.3 机组电机和水泵参数 (14) 4 变频节能改造效果分析 (16) 4.1 #2机组凝结水泵改造结果分析 (16) 4.2 #1机组凝结水泵改造结果分析 (16) 5 结论 (18) 5.1 结论 (18) 5.2 变频技术展望 (18)

变频器在真空泵上的应用

变频器在真空泵上的应用 The Application of Inverter in Vacuum Machine 摘要:介绍了变频调速器在真空泵上的应用,并简要说明了节能原理及变频器参数设置。 英文摘要: The Application of vector Inverter in Vacuum Pump Machine in this paper, and breic fly explain the theory of energy s avig and parameter setting of inverter. 关键词:变频器水循环真空泵节能有效抽率 1、引言 在生产行业,由于电费的成本已成为原材料成本,人工成本之后的第三大开支;在用电紧张的今天,节省电费已成为企业经营者考虑的一件大事;而水循环真空系统是广泛地运用到生产的各行业中,成为生产中的重要设备之一,同时是主要的耗电设备之一。按照生产工艺的要求,我公司有3台水循环真空泵组成的真空系统。在使用中,有2台真空泵长期固定在最大的转速下运行,另一台备用。在实际生产工况中,真空系统的实际机械有效抽率在绝大部分时间内远比设计的容器有效抽率高;在转速固定的情况下,实际真空度远远大于生产要求的真空度,这样就造成真空泵电机功耗的严重浪费,故对谁循环真空泵进行变频节能自动化控制改造具有一定的现实意义。 2、水循环真空泵运行工况分析 2.1 水循环真空泵的基本原理 水环式真空泵是液环式真空泵中最常见的一种。液环式真空泵是带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时,把液体抛向泵壳并形成与泵壳同心的液环,液环同转子叶片形成了容积周期变化的旋转变容真空泵。当工作液体为水时,

变频器在工业生产中的应用(2020年)

( 安全管理 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 变频器在工业生产中的应用 (2020年) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

变频器在工业生产中的应用(2020年) 电动机是工业生产中最主要的动力提供装置,而这些动力是从消耗电能所产生的。在提倡建立节约型社会的今天,降耗节能成为生产生活中必不可少的一部分。这就要求我们使用最少的电能让电机提供最可靠的动力。在这其中,变频器扮演了相当重要的角色。本论文介绍变频器在工业生产中的具体应用。 变频器 变频器,它产生于上世纪60年代,伴随着大功率晶体管的问世和集成电路的迅速发展,使得变频器的性能有了很大的提高。因为变频器拥有能够实现异步电动机的恒转矩和恒功率的无级调速,其调速范围广、平滑性好、机械特性较硬,而且节能效果明显,有利于实现自动控制等这些优点使得变频器的应用也越来越广,基本上涵盖了所有领域。 变频器在生产中的应用

总体来说,变频器在工业生产中主要来对电动机进行调速。那么变频调速和传统的调速相比有哪些优点呢?主要有两点:一是便于实现自动控制。变频器是电力技术与电子技术的结合,也是强弱电的有机整体,在实现自动控制方面有着先天的优势;二是能够节能降耗。下面以恒压循环水系统为例进行分析说明。 变频器在自动控制系统中的应用 在循环水系统中,由于各个车间和部门用水时间和用水量的不同,使得系统内的水压会经常变化,这就要求,根据不同的用水量,使得整个系统中的水压保持恒定不变。解决这个问题一般有以下几种做法。 第一,采用水阀限制水流量,从而达到限制水压的目的。此方法有几个缺点。首先,水阀的调节精确度不够,水压的波动范围较大;其次,不易实现自动控制,也不便于实时监测。 第二,修建水塔,利用液体压强定律来保持水压的恒定。相对于前一种方法,该法的压力较恒定,但仍不便于实现自动控制和实时监测,且占地面积较大,通用性差。

iNVOEE VC610系列变频器数控机床应用快速设定指南v1.04

iNVOEE VC610系列变频器数控机床应用 ——— 快速设定指南v1.04 基本接线图 系统安系统安装装完成完成后后,且用户参数已恢复出厂值且用户参数已恢复出厂值((新机不用执行此操作,[F07.05]=4可用于将所有用户参数恢复出厂值,),进行如下进行如下3个步骤即可保证系统正常运行个步骤即可保证系统正常运行:: 步骤1:设定电机特性参数:(对于对于没有铭牌的电机没有铭牌的电机没有铭牌的电机,,可用相应功率等级的可用相应功率等级的出厂出厂出厂默认值默认值) 按照电机铭牌参数准确输入F02组参数:电机额定频率[F02.01](通常情况下为50.00Hz )、电机额定电压[F02.02](通常情况下为380.0V )、电机额定电流[F02.03]、电机额定转速[F02.05](4极电机一般为1440RPM ,6极电机一般为960RPM )。 注意注意::请尽量按照实际的电机铭牌参数设定该组参数请尽量按照实际的电机铭牌参数设定该组参数,,准确的铭牌参数有利于控制特性的提升准确的铭牌参数有利于控制特性的提升,,错误 的参数会导致力矩丢失甚至无法正常运行的参数会导致力矩丢失甚至无法正常运行。。提高提高电机额定电流电机额定电流[F02.03]的设定并不能提高转矩输出输出。。电机空载电流[F02.04]不用手工设定不用手工设定,,变频器变频器会通过自学习自动设定会通过自学习自动设定会通过自学习自动设定。。 步骤2:电机参数自学习电机参数自学习:: 1) 设定[F02.06]=1,让变频器进入电机参数学习准备状态,此时面板显示“P.tESt ”; 2) 通过系统启动变频器(亦可通过修改[F01.00]=0,用面板启动,结束后将[F01.00]=1,重新设定为外部端子控制),变频器开始自动学习电机参数。如果电机参数学习成功,面板显示“SUCCE ”,[F02.06]会自动被改回0;若失败,[F02.06]会保持1,下次启动后会再次进入电机学习状态。 注意注意::通过参数自学习操通过参数自学习操作作,变频器可以自动测试并保存电机铭牌参数以外的电机内部参数变频器可以自动测试并保存电机铭牌参数以外的电机内部参数,,提高电 机输出转矩及运行特性机输出转矩及运行特性。。学习过程可以不拆卸主轴皮带习过程可以不拆卸主轴皮带,,但最好将机床档位打到最低档位但最好将机床档位打到最低档位((接近空载空载))或挂空挡或挂空挡,,以获得最佳学习效果以获得最佳学习效果。。更换电机后需要重新设定电机特性参数和做自学习更换电机后需要重新设定电机特性参数和做自学习。。 电机参数学习刚开始时主轴保持静止电机参数学习刚开始时主轴保持静止((大约6秒钟秒钟),),随后主轴随后主轴随后主轴会会自行自行加速加速加速运转运转运转,,学习完成后主轴会自行自行减速减速减速停止停止停止。。整个学习过程中整个学习过程中请不要操作机床请不要操作机床请不要操作机床,,以免造成意外伤害以免造成意外伤害。 。 步骤3:将主轴实际转速与系统给定转速进行校准将主轴实际转速与系统给定转速进行校准::(亦可按照经验值设定[F00.00]和[F01.18]) 首先在机床数控系统中,将主轴最高转速参数设定为设计值Nmax 。然后试运行系统,稳定后记录变频器输出频率Fo(Hz),及机床主轴对应实际转速Nz 。变频器输出频率Fo 可以在监视状态下(可用ESC 键切换到监视状态) F.oUt 对应实际转速Nz 可以在数控系统面板上观察到。最后按照下式进行设定: 最高频率[F00.00]= 上限频率[F01.18]=(Nmax×Fo)/Nz 注意注意::最高工作转速时不应最高工作转速时不应让电机超过额定转速让电机超过额定转速让电机超过额定转速,,以免造成电机损坏或意外伤害以免造成电机损坏或意外伤害, ,并确保系统可以长时间可靠工作时间可靠工作。。 根据需要调整加速时间[F01.11]和减速时间[F01.12]。制动电阻建议使用厂家标配制动电阻建议使用厂家标配:: 机型范围 4.0kW 及以下 5.5~9.0kW 11.0~22.0kW 电阻配置 50欧姆/600W 40欧姆/1000W 40欧姆/1500W 南京英沃变频技术有限公司 系统 系统启信号

变频水泵节能原理及分析

变频水泵节能原理及分 析 Revised as of 23 November 2020

前言 离心式水泵在我国当前的工农业生产和人民日常生活中起到很大的作用,水泵使用三相异步电动机进行拖动,其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制,但是浪费了大量的电能,不是一种经济的运行方式。在电力能源越发短缺的今天,找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式,对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水,起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转,水作离心运动,向外甩出并被压入出水管。水被甩出后,叶轮附近的压强减小,在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多,外面的水就在大气压的作用下,冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出,并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转,水就源源不断地从低处被抽到高处。 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化,调节出水流量,现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流,以改变出水流量;另一种是泵的调速控制,调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性(H—Q)曲线。

图1 水泵调速时的H-Q曲线 在上图中,曲线n0表示,管路中阀门开度不变时,水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时,全扬程与流量之间的关系曲线,又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时,所需的扬程等于实际扬程,其物理意义是:如果全扬程小于实际扬程,系统将不能供水。 由上图可知,水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点,这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性,供水系统工作于平衡状态,系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时,当流量要求从QA减小到QB,就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大,管阻特性曲线从R1移到R2,扬程则从HA上升到HB,运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时,当流量要求从QA减小到QB,由于阀门开口度不变,管道的阻力曲线R不变,此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1,运行工况点则从A点移到C点,扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式: 其中:P——为泵使用的工况点轴功率(KW); Q——为使用工况点的水压或流量(m2/s); H——为使用工况点的扬程(m); ρ——为输出介质的密度(kg/m3); η——为使用工况点的泵的效率(%)。 由公式1,可得出在使用阀门调节时,水泵运行在B点的轴功率,和用转速调节时,水泵运行在C点的轴功率分别为:

变频器节能效率计算

概述 在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。与实际的工况存在较大的可调整空间。在运行中根据实际运行需要,按照流量、杨程等调节电动机的转速,从而改变电动机的输出转矩和输出功率,以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。 1变频调速原理 三相异步电动机转速公式为: 式中:n-电动机转速,r/min; f-电源频率,Hz; p-电动机对数 s-转差率, 从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数,控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。变频器效率维持在94%~96%,变频调速是一种高效率、高效能的调速方式,使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转,实现无极平滑调速。 1.1变频工作原理 异步电动机的额定频率称为基频,即电网的频率,在我国为50Hz。电机定子绕组内部感应电动势为 式中-定子绕组感应电动势,V; -气隙磁通,Wb; -定子每相绕组匝数; -基波绕组系数。

在变频调速时,如果只降低定子频率,而定子每相电压保持不变,则必然会造成增大。由于电机制造时,为提高效率减少损耗,通常在,时,电动机主磁路接近饱和,增大势必使主磁路过饱和,将导致励磁电流急剧增大,铁损增加,功率因素降低。 若在降低频率的同时降低电压使保持不变则可保持不变从而避免了 主磁路过饱和现象的发生。这种方式称为恒磁通控制方式。此时电动机转矩为 π 式中-电动机转矩,N.m; —电源极对数; —磁极对数; —转差率; —转子电阻; —转子电抗; 由于转差率较小,则有 其中 由此可知:若频率保持不变则;若转矩不变则; 电动机临界转差率其中 电动机最大转矩=常数 最大转速降=常数 由此可知:保持常数,最大转矩和最大转矩处的转速降落均等于常数, 与频率无关。因此不同频率的各条机械特性曲线是平行的,硬度相同。

变频器在水泵行业的应用

变频器在水泵行业的应用 一、概述 交流电机变频调速技术是一项业已广泛应用的节能技术。由于电子技术的飞速发展,户变频器的性能有了极大提高,它可以实现控制设备软启软停,不仅可以降低设备故障率,还可以大幅减少电耗,确保系统安全、稳定、长周期运行。长期以来区域的供水系统都是由市政管网经过二次加压和水塔或天面水池来满足用户对供水压力的要求。在小区供水系统中加压泵通常是用最不利用水点的水压要求来确定相应的扬程设计,然后泵组根据流量变化情况来选配,并确定水泵的运行方式。由于小区用水有着季节和时段的明显变化,日常供水运行控制就常采用水泵的运行方式调整加上出口阀开度调节供水的水量水压,大量能量因消耗在出口阀而浪费,而且存在着水池“二次污染”的问题。变频调速技术在给水泵站上应用,成功地解决了能耗和污染的两大难题。用水的多少是经常变动的,因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上,即用水多而供水少,则压力低;用水少而供水多,则压力大。保持供水压力的恒定,可使供水和用水之间保持平确保系统安全、稳定、长周期运行。即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提高了供水的质量。 恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在某些生产过程中,若自来水供水因故压力不足或短时断水,可能影响产品质量,严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时,若供水压力不足或或无水供应,不能迅速灭火,可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以,某些用水区采用恒压供水系统,具有较大的经济和社会意义。。 随着电力技术的发展,变频调速技术的日臻完善,以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备,起动平稳,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;由于泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命;可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能,将使供水实现节水、节电、节省人力,最终达到高效率的运行目的。 二、恒压供水的变频应用方式 1、变频恒压供水系统组成 变频恒压供水系统通常是由水源、离心泵(主泵+休眠泵)、压力传感器、PID调节器、变频器(主泵+休眠泵)、管网组成。工作流程是利用设置在管网上的压力传感器将管网系统内因用水量的变化引起的水压变化,及时将信号(4-20mA或0-10V)反馈PID调节器,PID调节器对比设定控制压力进行运算后给出相应的变频指令,改变水泵的运行或转速,使得管网的水压与控制压力一致。 2、变频恒压供水系统的参数选取 (1)、合理选取压力控制参数,实现系统低能耗恒压供水。这个目的的实现关键就在于压力控制参数的选取,通常管网压力控制点的选择有两个:一个就是管网最不利点压力恒压控制,另一个就是泵出口压力恒压控制。选择管网最不利点的最小水头为压力控制参数,形成闭环压力自控系统,使得水泵的转速与PID调节器设定压力相匹配,可以达到最大节能效果,而且实现了恒压供水的目的。 (2)、变频器在投入运行后的调试是保证系统达到最佳运行状态的必要手段。变频器根据负载的转动惯量的大小,在启动和停止电机时所需的时间不相同,设定时间过短会导致

变频器在工业中的应用

变频器在工业中的应用 在工业和民用上都有很多的电机拖动系统,例如:风扇、水泵、机床、卷绕机、电梯、传送带、起重机、卷扬机、注塑机等。这些负载有的偏重要求电机转速、有的要求转矩、有的要求功率,变频器能够在满足这些要求的同时,还能改善拖动系统的性能,这就是变频器能够在市场上广泛应用的原因。 变频器的(原始)功能是将频率、电压都固定的交流电变换成频率、电压都连续可调的三相交流电源。在电机上的应用就是通过改变电源频率而改变电机速度,因为电机的速度公式是: 其中,n是转速,f是频率; 在拖动系统中,变频调速有以下优点: 1,节能;节能是变频器应用最典型的例子,诸如风机、泵类、卷扬机等负载。 (空调用送风机、压缩机) 2,省力化、自动化及提高生产效率;传送带的防止跌落,闭环控制自动调整风压等,相对于直流调速、齿轮箱更有明显的优势。 3,提高质量;电梯的平滑启动,卷绕机的斜线缠绕及张力控制等。 中国变频器市场分析 变频器自20世纪60年代问世,到20世纪80年代在主要工业化国家已广泛使用。20世纪90年代以来,随着人们节能环保意识的加强,变频器的应用越来越普及,广泛应用于国民经济的各行各业和人民的日常生活中,变频器产品也从以大功率双极晶体管(GTR)为主的时代发展为以绝缘栅晶体管(IGBT)为主的时代。国际知名的“ARC机构”研究统计1998年世界交流电动机实施调速控制的传动产品的销售额为48.5亿美元,其中北美占21%,日本占27%,日本之外的亚洲占12%,欧洲、中东及非洲占39%,拉丁美洲占1%。1999年,国际大功率交流调速装置的销售额为24亿美元。 目前,我国电机的总装机容量已达4亿kW,年耗电量占全国用电量的近60%,但我国电机驱动系统的能源利用率却非常低,基本上要比国外平均水平低20%,70%的电机只相当于国际20世纪50年代的技术水平,电机驱动系统能效比国外低20%左右,节能潜力巨大。 市场现状:相对于工业化国家来说,我国变频器行业起步比较晚,到20世纪90年代初,国内企业才开始认识变频器的作用,并开始尝试使用,国外的变频器产品正式涌进中国的市场。最先进入中国变频器市场的是日本厂家,1986年我国传统电机厂开始引进日本的变频设计和制造技术,1988年日本三垦公司的第一台低压变频器进入中国,较早进入的还有东芝、三菱等。此时进入国内的变频器多为以大功率晶体管为逆变元件的产品,属于变频器的第二代产品。随后进入中国的有日本的其他厂家以及其他国家的一些厂家,如日本的富士、日立,德国的西门子、德国的伦茨(Lenze)、法国的施耐德,芬

变频水泵节能原理及分析精编版

变频水泵节能原理及分 析 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

前言 离心式水泵在我国当前的工农业生产和人民日常生活中起到很大的作用,水泵使用三相异步电动机进行拖动,其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制,但是浪费了大量的电能,不是一种经济的运行方式。在电力能源越发短缺的今天,找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式,对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水,起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转,水作离心运动,向外甩出并被压入出水管。水被甩出后,叶轮附近的压强减小,在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多,外面的水就在大气压的作用下,冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出,并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转,水就源源不断地从低处被抽到高处。 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化,调节出水流量,现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流,以改变出水流量;另一种是泵的调速控制,调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性(H—Q)曲线。 图1 水泵调速时的H-Q曲线

在上图中,曲线n0表示,管路中阀门开度不变时,水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时,全扬程与流量之间的关系曲线,又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时,所需的扬程等于实际扬程,其物理意义是:如果全扬程小于实际扬程,系统将不能供水。 由上图可知,水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点,这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性,供水系统工作于平衡状态,系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时,当流量要求从QA减小到QB,就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大,管阻特性曲线从R1移到R2,扬程则从HA上升到HB,运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时,当流量要求从QA减小到QB,由于阀门开口度不变,管道的阻力曲线R不变,此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1,运行工况点则从A点移到C点,扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式: 其中:P——为泵使用的工况点轴功率(KW); Q——为使用工况点的水压或流量(m2/s); H——为使用工况点的扬程(m); ρ——为输出介质的密度(kg/m3); η——为使用工况点的泵的效率(%)。 由公式1,可得出在使用阀门调节时,水泵运行在B点的轴功率,和用转速调节时,水泵运行在C点的轴功率分别为:

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