变频器在电厂工业水泵上的节能应用
变频调速技术在水泵节能中的应用

变频调速技术在水泵节能中的应用摘要:主要从变频调速器的原理及特点入手,对某选煤厂循环泵变频调速的改造进行了分析,分别从变频调速原理、变频节能的可行性、变频调速改造设计、应用效果几方面展开。
分析认为,变频调速器的应用,节能效果非常明显,并提高了设备和系统的安全可靠性。
关键词:高压变频器;水泵;应用引言水泵在我国各行各业广泛应用,数量极多,但是,传统控制方式的水泵在实际应用中存在电能浪费较多的问题。
我国当前正在大力推进资源节约型社会建设,将变频器应用在水泵之中对其运行控制和降低资源消耗,已是现实客观要求。
笔者根据自己多年在工厂使用和改造多个水泵控制系统的工程实践经验,总结一下变频器在水泵控制中的使用方法和节省原理,供同行之间参考交流。
1电机变频调速的原理众所周知,三相交流异步电动机的同步转速与电源频率、电机磁极对数的关系式为n=60f/p,其中,n为电机的同步转速,f为电源频率,p为电机磁极对数,所以,电机的同步转速与电源频率成正比例(或线性)关系。
当改变电源频率f时即可改变电机同步转速。
一般而言,电机运行时的实际转速近似等于同步转速,我们可以认为实际转速也遵循上述公式。
电机与泵是通过硬联轴器连接,两者转速相同,所以,通过变频器改变供电电源的频率,就可实现水泵的转速调节。
2水泵使用变频器控制时节省费用的情况2.1采用变频器控制水泵的省电分析水泵的电机功率P=pgQH/(n1n2),其中,Q为流量,H为扬程,p、g、n1、n2为常数,由于水泵流量Q与水泵转速成正比,扬程H水泵与水泵转速是平方关系,所以,水泵电机功率P与水泵转速是立方关系。
例如:某台水泵电机额定功率为37kW,当电机转速下降到原来转速的0.9倍时,电机功率为26.97kW,节省电能幅度为27.1%;当电机转速下降到原转速的0.6倍时,电机功率为7.992kW,节省电能幅度达78.4%。
2.2变频器功率因数补偿作用的节省分析由电路分析的基本理论可知,电力系统中无功功率主要导致线损增加,并且在电力系统中变压器额定容量一定的情况下,系统功率因数的降低还使得可用的有功功率减少,也就是说,变压器的带载能力大大降低。
变频器在电厂中的应用分析

变频器在电厂中的应用分析伴随着电力电子、微电子技术的迅猛发展,变频器高精度的输出频率、转矩大、高效率、软启动等特性越来越多的广泛应用于各个行业。
随着火电行业改革的不断深化,降低发电成本,提高核心竞争力,已成为各大发电企业当前最为重要的任务。
在火力发电企业中,风机、水泵等负载所消耗的电能占比非常大,所以通常采用变频器作为节能降耗的重要举措。
标签:变频器;整流器;逆变器;滤波;启动电流1 概述随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的飞速发展,变频调速已成为现代电气拖动的主要发展方向,在以工频交流电为主的用电场合具有越来越广阔的应用前景。
变频器作为交流調速设备,具有优越的连续调频、软启动、高功率因数、完善的保护措施等特性,尤其是高压大功率变频调速装置技术的不断成熟,使得变频器在电机拖动领域得到广泛应用,为生活、工业提供了良好的动力解决方案。
2 变频器的工作原理2.1 概述变频器主要由整流、滤波、逆变、控制电路等回路组成。
变频器靠控制内部半导体器件(通常采用IGBT)的开断来调整输出电源的电压和频率,根据负载需求来提供其所需要的电源电压,达到节能、调速的目的。
2.2 整流器变频器中整流器的功能是将输入的工频电源整流成直流电源。
通常使用二极管组成全波整流回路,也可用晶闸管来构成整流回路,以实现整流、逆变技术。
2.3 滤波回路在整流后的直流电源中,含有6倍频率的脉动电压,为了抑制电压波动,需要采用电感和电容来吸收脉动电压(电流),以提高输出电源品质。
当设备容量较小时,如电源和主电路构成的器件有余量,可只采用电容元件以实现简单的滤波功能。
2.4 逆变器逆变器是通过控制半导体器件(如IGBT)的导通、关断,实现将直流变换为所需要频率的交流,其功能与整流器相反。
2.5 控制电路控制电路是给变频器主电路提供控制信号的回路,它由频率电压的“运算电路”、主电路的“电压、电流检测电路”、电动机转速“检测电路”、将运算电路的控制信号放大的“驱动电路”、以及保护回路等部分组成,是变频器控制的中枢部分。
变频器工程应用实例

变频器工程应用实例近年来,随着工业自动化程度的不断提高,变频器作为一种重要的电气控制设备,在工程应用中发挥着重要的作用。
本文将通过几个实际应用案例,介绍变频器在工程中的应用。
一、水泵变频器应用在水处理工程中,水泵的运行需要根据实际需求对水的流量进行调节。
传统的水泵控制方式是通过阀门来控制流量,但这种方式效率低下且能耗较高。
而采用变频器控制水泵,可以根据实际需求智能地调整水泵的转速,从而实现节能效果。
例如,在一个污水处理厂中,采用变频器控制水泵的转速,根据排放水流量的变化调整水泵的运行状态,不仅实现了节能降耗,还提高了运行效率。
二、风机变频器应用在工业生产过程中,风机的运行通常需要根据工艺要求和环境变化来进行调节。
采用传统的调速方式,如调节风机的进气阀门或风量控制阀门,不仅操作繁琐,而且能量损耗较大。
而采用变频器控制风机的转速,可以根据实际需求智能地调节风机的转速,从而实现节能降耗。
例如,在一家化工厂中,采用变频器控制风机的转速,根据工艺要求智能调节风机的运行状态,既保证了生产过程的稳定性,又降低了能耗。
三、输送机变频器应用在物流行业中,输送机广泛应用于物料的输送和分拣过程。
传统的输送机通常采用固定速度运行,无法根据物料的实际需求进行智能调节。
而采用变频器控制输送机的运行速度,可以根据物料的实际需求智能地调节输送机的运行状态,从而提高物料的处理效率和减少能耗。
例如,在一个物流分拣中心中,采用变频器控制输送机的运行速度,根据物料的种类和数量智能调节输送机的运行状态,提高了分拣效率,降低了能耗。
四、电梯变频器应用在楼宇和商业建筑中,电梯是人们出行的重要工具。
传统的电梯通常采用定速运行,无法根据实际需求进行智能调节。
而采用变频器控制电梯的运行速度,可以根据楼层需求智能地调节电梯的运行状态,从而提高电梯的运行效率和节能效果。
例如,在一栋高层写字楼中,采用变频器控制电梯的运行速度,根据楼层的人流量智能调节电梯的运行状态,不仅提高了乘坐体验,还降低了能耗。
水泵节能技术方案

水泵节能技术方案水泵在许多行业中广泛应用,包括建筑、农业、工业和市政设施等。
然而,水泵的能耗往往相当高。
为了减少水泵的能源消耗,提高其效率,可以采用一些节能技术方案。
以下是一些水泵节能技术方案的详细介绍。
1.变频调速技术:传统水泵的工作效率较低,常常在额定功率下运行,浪费了大量的能源。
采用变频器可以调整水泵的转速,根据实际需求灵活调节工作状态。
这样可以避免水泵处于大流量、低阻力的工作状态,降低功耗。
2.多级水泵系统:在大流量和小流量工况下,单级水泵的运行效率可能不高。
通过采用多级水泵系统,可以根据实际需求选择恰当的级数来提高水泵的效率。
3.并联运行:对于需要大流量的场景,可以将多台水泵并联运行,实现分流作业。
这样可以减少水泵的负荷运行,降低功耗。
并且,多台水泵可以根据需求随时投入或停止运行,灵活配合工况变化。
4.高效电机的应用:将高效电机应用于水泵系统中,可大幅度提高水泵的能效。
新一代的高效电机效率高达95%以上,相比于传统电机,可节约约10%的能源。
5.定时控制系统:通过定时控制系统可以根据需求合理控制水泵的开启和关闭时间。
避免水泵在无需运行的时间段持续耗能,如夜间或非高峰时段。
这样可以节约能源,延长水泵的使用寿命。
6.水泵系统的设计优化:在水泵系统的设计中,可以采取一些优化措施来提高其效率。
如优化管道布局,减少管道摩擦阻力;合理选择管道尺寸,减小能量损失;降低水泵的扬程,减少水泵功耗等。
7.定期维护保养:定期维护保养水泵设备,清洁过滤器和冷却系统,保证水泵的正常运行。
定期检查水泵的工作状态,及时更换磨损的零部件,保持水泵的高效工作状态。
8.采用智能监测系统:利用智能监测系统对水泵的工作状态进行实时监测和分析。
通过收集和分析水泵的运行数据,可以发现潜在的问题,预测设备的故障。
及时对水泵进行调整和维修,以提高其工作效率和延长使用寿命。
总结起来,水泵节能技术方案包括变频调速技术、多级水泵系统、并联运行、高效电机的应用、定时控制系统、水泵系统的设计优化、定期维护保养以及智能监测系统的引入等。
浅谈变频调速技术在风机、泵类中的节能应用

频器 )易操 作 、免 维护 、控制精 度 高 ,并 可 以实 现高 功能化 等特点 ,采用 变频 器驱动 的方案 开始 逐 步取代风 门、挡板 、阀 门的控制方 案。 变频调 速技 术的 基本原 理是根 据 电机转速 与 工作 电源输人频 率成正 比的关 系 : = O ( - )p n6 f 1s /,
(- ) OU ( -) Q ’ H
:
. 二 /
I
(4O 0
H
负荷 ,1 h 运行 在5 %负荷 ;运 行时 间在3 0 。 3 0 0 d
l —
图 l 阀 门调 节 功 耗
图 2 变速 调 节 功 耗
图1 为水 泵用 阀 门控 制 时 ,当流 量 要求 从 Q1 减 小 到Q2 ,必须 关小 阀门 。这时 阀 门的磨擦 阻力 变 大 ,管路 曲线 从R移 到R ,扬 程 则从 Ha , 上升 到
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新疆 化 工
4 3
配 备 电机功 率 :7 K ,额 定 电流 :1 8 5W 3 A, 额定 电压 :3 0 8 V,转速 :17 r n 4 7/ ,为上 海 江宁 mi
电机厂制 造 。
=
● 酗
I h
水 泵连 续2 h 行 ,其 中每天 1h 行在 9 % 4运 运 l 0
下 降 到H 。 。 根 据离 心泵 的特 性 f 线公式 : H 1
N=R QH/12 0q
例3
根据 图3 计算 ,则 每年 的节 电量 为 :
W17 x ×(10 -7 % )x 3 0 720 W h
W2 7 x 3 ( 5 - 2 % )x 0 = 1 3 5 W ’ = 5 1x 9 % 0 30 29 7k h
电力机电设备中变频节能技术的应用分析

电力机电设备中变频节能技术的应用分析摘要:我国的物质资源因发展消耗较多,要想在真正意义上得到可持续发展,应将节能降耗措施利用其中,同时现代化技术进行有效应用,这样才能建设出环境友好社会。
在电力机电设备中,变频技术具有重要作用,同时也具有良好的应用。
关键词:机电设备;变频节能;应用引言变频节能技术是由变频与节能两个部分组成,变频是指通过对供电频率进行改变,实现调节负载的功能,并有效降低功耗,延长设备的使用期限等作用。
节能是通过调节节能、无功补偿等方式降低损耗。
一、变频节能技术概述1.1变频技术在电力设备应用中的重要性该技术在实际运用中,主要表现方式为自动化与智能化,这两项技术在变频技术中的应用,极大地促进了该技术在电力机电设备中的运用,并有效发挥该技术在电机、机电设备中的重要作用。
变频技术还有一大特点就是功能多样,以丰富的功能实现对资源的有效利用。
我国在社会经济发展中,出现只注重发展,忽视对环境的治理,造成我国大量的能源消耗与环境问题。
为实现对能源的有效利用,降低对环境的污染,实现可持续发展还需要加强对节能减排最新技术的运用。
变频技术在电力机电设备中的运用,有助于提高企业的社会效益与经济效益。
1.3变频器实际作用该技术在变频器中的应用,能够有效提升电网质量。
变频设备在进行启动的过程中是以软件的形式进行的,这样能够实现设备启动的稳定性,降低对电网的冲击力。
在非线性电力电子元件的应用下,将变频器进行调整,以脉动的方式获取电流。
在获取电流之后,形成脉动电流。
在脉动电流的作用下,使得设备的电压出现变化,并对电网造成谐波干扰。
同时,还有助于实现电机的稳定运行。
电机通过对变频的调速提高电机运转的稳定性。
在变频调速中,以低频开始,并在速度变化中逐渐变得稳定。
变频节能技术在变频器中的节能原理:在电机运转中转速从N1到N2,电机机轴的关系:P2/P1=(N2/N1)3,其中P是电机轴功率。
二、电机调速的方法电机调速的方法有变极调速、变转差率调速、变频调速三种,以下介绍这三种方法的具体原理和特点。
探讨变频调速技术在水泵节能中的应用

低 压 通 用 变 频 输 出 电 压 为 30 ~ 6 0 8 5 V, 输 出 功 率 为 07 .5~4 0 W, 0 k 工作 频率为 0~40 z 它的主 电路都采用交一直一 0H , 交电路 。变 频器对 电动机控 制是根 据 电动机的特性 参数及 电动机 运行要求 ,通过对 电动机 电压 、电流 、频率 进行控 制达 到满足 负 载的要求。 目前变频器对 电动机的控制方式大体可分为 Uf / 恒定控 制、 转差频 率控 制 、 量控制 、直接转矩控制 、非线性控制 。 矢
苣业研 夯
搽 讨 变 频 调 速 技 市 在 水 泵 节 鹾 巾的 应 用
刘玉彬 / 山市曹妃 句供水有限责任公 司 唐
[ 摘 要 ]本 文针对 变频调速在水 泵节能方面谈一些浅显的看法 ,仅供 同行参考 。 [关键词 ]变频调速 水泵节能 特征 曲线 应用
变频调速 在泵与 风机 的节 能方面应 用广泛 ,但在实 际应用 中 1 频调 速 与水 泵节 能 变 往往 南于对影 响其节能效 果 的因素考虑 不周 ,导 致选择 与使用存 水泵节 能离不 开工况 点的合 理调节 。其 调节方 式不外 乎以下 在着较 大的盲 目性 ,影 响其节能 效益 的发挥 。以水泵 为例 ,针对 两种 : 路特性曲线的调节 ,如关阀调节 ;水泵特性曲线 的调节 , 管 影响其调速范围 、 节能效果 的一 些主要因素 , 进行 了分析 和探讨 , 如水泵 调速 、叶轮切 削等 。在 节能效 果方 面 ,改变水 泵性 能曲线 在此基础上指出了变频调速的适用范 围。 的方法 ,比改 变管路 特性 曲线要显 著得 多。因此 ,改变水泵 性能
以此来 调节水 泵 。如果压 力值仍 达不 到要求 , L P C和变频器 相互 配合 ,投 入多 台水泵运行 。在 目前 ,在众 多的 P C程序 编写时 , L 般有 两种编 写方式 以控制 水泵 电机的运 行方式 :第一种 方式为 首先投 入运行 的水泵 继续变 频运行 ,而后投 入的水 泵直接 切换 到 工频运行 ,按照此种方式依次投入多 台;另外一种方式与此相反 , 将 首先运 行 的水 泵通过 P C与 变频器 断开 ,并将其 直接投人 到系 L 统 中,即切换 到工频 使用 ,相应 地 ,P C控制继 电器将 第二 台水 L 泵与变频器连接 ,变频器重新开始工作 ,由低到高进行频率调节 , 即控制 电机转 速 ,直 至满足 需求 。当然 ,可根 据不 同的变频器 生 产产家所 提供 的变频 器性能 ,选用不 同 的控 制方法 。根据第二 种 PC L 控制方式 , 同时 , 照程序流程图 , 对 详细介绍系统的运行过程。 在用水量不 大的时候 ,“ 号泵” 在变频器控制 下工 作。当用 1 水 量增大 ,变频器进行 调节 ,当 “ 号泵 ”已经达 到额定 频率而水 1 压仍然不足时 ,经过短暂 的延 时后 ,将 “ 号泵 ”投人到工频运行。 1 与此 同时 ,变频 器 的输 出频 率被置 为零 ,然 后将 “ 号泵 ” 投 人 2 到变频运行。如果 “ 号泵 ” 也达 到额定频 率而水压仍然不中时 , 2 控 制器会做 “ 2号泵”切换 到工频工作 ,紧接着将 “ 3号泵 ”投入 到变频运行 ,依 次类推 。如果用水量减少时 ,则遵循 “ 先人先出” 的原则 ,即先运 行 的工频泵 先停 止。先从 “ 号 泵” 开始 ,依 次 1 退 出工作 ,完成一次加减泵 的循环 。如图 4所示 。
变频器在水泵控制中的作用

变频器在水泵控制中的作用随着科技的进步和发展,变频器在工业自动化领域中得到了广泛的应用。
其中,在水泵控制领域,变频器发挥着重要的作用。
本文将探讨变频器在水泵控制中的作用,以及其所带来的好处。
1. 引言水泵作为一种常见的工业设备,主要用于水的输送、增压和循环。
而在传统的水泵控制系统中,通常采用阀门或者调速装置来控制水泵的转速。
然而,这种传统的控制方式存在一些问题,例如能耗高、调节不灵活等。
为了解决这些问题,人们开始采用变频器来实现水泵的控制。
2. 变频器的工作原理变频器是一种通过改变电源的频率来调节电机转速的设备。
其工作原理是将交流电转变为直流电,然后再将直流电变频为所需的频率交流电。
通过改变输出电频,可以实现电机转速的精确控制。
3. 变频器在水泵控制中的应用变频器在水泵控制中具有多种应用方式。
其中最常见的是通过调节变频器的输出频率来实现水泵的转速调节。
传统的阀门或者调速装置所实现的转速调节方式相对固定,而变频器可以根据实际需求,实现灵活的转速控制。
通过变频器控制水泵的输出转速,可以达到更高的效率和更低的能耗。
4. 变频器在水泵控制中的好处使用变频器进行水泵控制带来了许多好处。
首先,由于变频器能够实现精确的转速控制,水泵可以根据实际需求进行自动调节,从而避免了能耗的浪费。
其次,变频器具有启动平稳的特点,可以有效减少水泵的启动冲击,延长其使用寿命。
此外,变频器还可以对水泵进行实时监控和故障诊断,提高了水泵的可靠性和维护效率。
5. 变频器在水泵控制中的实际应用案例变频器在水泵控制领域已经得到广泛应用。
比如,在供水站和排水站中,使用变频器可以根据实际用水量和水压需求来调节水泵的转速,从而实现节能减排。
在农田灌溉系统中,利用变频器可以根据土壤湿度和气候情况,实现水泵的智能控制,提高灌溉效果和水资源利用率。
另外,变频器还广泛应用于工业生产中的循环水系统、供暖系统等领域。
6. 结论可以看出,变频器在水泵控制中发挥着重要的作用。
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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。
2
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。
3
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。