变频器水泵循环节能系统方案.doc

xxxx节能改造方案 陕西xxxx电气有限公司冷冻泵节能系统方案陕西xxxx电气设备有限公司二零一二年五月目 录一、概述31、编写目的32、现场情况介绍33、改造的必要性34、可行性效益分析45、节电计算方法5二、改造方案61、主回路系统方案62、控制系统方案63、系统保护7三、现场设备系统构成81、技术参数及性能指标要求82、供货范围93、施工安装要求9四、项目实施进度计划10五、技术服务计划10六、主要业绩：11七、总结12技术说明一、概述1、编写目的本技术方案面向行业用户，为陕西智光伟业电气设备有限公司通过现场提供的技术数据编制而成。方案中准确、清晰、完整地描述了循环水泵改造项目中用户的技术要求，给出了变频技术设计方案，以便与“贵公司”共同讨论和技术交流。为了现场安全稳定生产，减少设备的维护量，提高能源的利用率，现制定现场循环水泵设备采用变频调速系统节能方案。2、现场情况介绍风机设备参数一、生产系统参数负载所属生产系统名称循环水泵系统生产规模二、风机铭牌参数三、电机铭牌参数型 号型 号数量3数量3（两用一备）生产厂家生产厂家类型（离心）转子（鼠笼/绕线）额定流量（m/h）180额定功率（kW）30额定水压（kPa）4额定电压（V）380额定扬程（m）38额定电流（A）效 率（%）功率因数风机Q-H特性曲线无额定转速（rpm）1470额定频率（Hz）50Hz效 率（%）3、改造的必要性现场水泵等高能耗设备，其输出功率不能随生产负荷变化而变化，只有通过改变阀门、档板的开度来调整，这导致负载运行效率较低，并且有大量能量浪费在节流损失中。即使有些设备）使用了液力耦合器调速，但由于液力耦合器其运转效率比较低，维护工作量大，轴封、轴承等部件经常需要更换，致使大量能量以及大量人力、物力的浪费。为了设备效率、降低能耗以及系统的综合可靠性，水泵的驱动系统拟采用全数字交流变频器实施控制。变频调速系统是直接串联于高压电源与高压电机之间的变频调速设备，以其现场改造、安装方便以及安全、良好的运行性能正快速的替代其它调速产品，全面的进入到节能改造项目中。利用变频调速技术的目的是改变设备的运行速度，以实现调节现场工况所需水压、流量的大小，大大提高了系统的自动化程度，既满足了生产要求，又达到了节约电能，并且减少了因调节挡板而造成挡板和管道的磨损以及因经常停机检修所造成的经济损失，同时使维护量大大降低，为用户可带来了可观的效益，切实响应了国家节能降耗的号召。4、可行性效益分析1、应用可行性：由流体力学原理可知：输出流量Q与转速n成正比：Q1/Q2=n1/n2 （1）输出压力H与转速n成正比:H1/H2=(n1/n2) （2）输出轴功率P与转速n成正比:P1/P2=(n1/n2) （3）100%转速-100%流量-100%压力-100%输出轴功率80% 转速- 80%流量- 64%压力- 51%输出轴功率结论：当输出轴的转速下降20%时，输出轴的功率下降49%。下图示为几种调节的方法节电比较。不同调节方法功率消耗曲线图中:1阀门截流法;2前导器法;3液力耦合器;4绕线电动机切换转子电阻调速法;5变频调速法。由图1可见，变频调速法在各种风量调节方法中是最理想、最有效、最节能的调节方法。2、经济效益分析：我公司根据对贵单位动力设备的配置与运行数据的详细了解，对智能化节电设备性能的分析研究，本着“投资少、见效快”的原则，只对一台设备进行改造其经济效益比较可观，设备未安装前的耗电按额定功率的90%计算估算。效益分析如下：设备参数：设备名称原设备功率（KW）安装设备功率(KW)安装设备台数(台)设备型号估算节电率冷冻泵系统30301LP-2-3720%- 40%节能效果：设 备名 称 原设备功率(KW)节电设 备功率(KW)安装设备前每月耗电(万度)安装设备后每月节电(万度)安装设备前每月耗电费(万元)安装设备后每月节电费(万元)冷冻（供暖）泵30301.080.750.8640.6累计节能：累计节能=设备额定功率*30%*设备运行时间贵单位安装一台化节电设备，一台冷冻泵（按每天10小时月30天，每年5个月，节电率按30%计算）年节约电费25344元，设备设计使用寿命15年，冷冻泵至少可节约电费380160元。设备安装完成以后按节电测试结果计算。5、节电计算方法1测试方法： 单位安装使用节电设备前，由我公司安装工程人员在原工频上安装一块电度表，进行对原工频设备耗电量测试。测试时间为24小时，然后计算出平均每小时耗电量。节电设备安装完毕后，拆除原工频测试电度表，用同一块电度表安装在LP节电设备的前端进行对节电设备耗电测试。测试时间为24小时，然后计算出平均每小时耗电量。2、节电率计算：使用后平均每小时用电量平均节电率 = （1 ）100%使用前平均每小时用电量3、工作协调贵单位相关人员对改造全过程应积极配合，尽量保持改造设备正常运行，应明确工程跟踪人员及提供改造工作相关的便利条件；测试期间双方共同派人值班，做好记录。测试完毕后，应填写节电测试表，并有双方检测人员签字认同，加盖单位或部门公章。二、改造方案1、主回路系统方案考虑到现场设备实际运行的情况，故建议现场变频系统采用一拖一手动旁方式，一台变频器传动一台水泵的电动机，电动机可以变频运行也可以通过旁路方式工频运行，工频运行和变频运行可以根据现场需要手动切换；根据负载（水泵）运行特点和与之配套的电动机参数，现场水泵的传动电动机均应配置变频系统如下：一拖一手动旁路方案基本原理： 此方案是手动旁路的典型方案。原理是由3个断路器开关QS41、QS42和QS43和断路器开关QF、电动机M组成（见左图）。要求QS42和QS43之间存在机械互锁逻辑，不能同时闭合。变频运行时，QS43断开，QS41和QS42闭合；工频运行时，QS41和QS42断开，QS43闭合。断路器开关QF、电动机M为现场原有设备。变频柜柜尺寸（宽高厚）：800x2200x600(mm)2、控制系统方案变频调速系统有本地，远程两种控制方式，两者可切换。远程可由DCS来控制。变频调速系统可由现场DCS监控操作系统进行协调控制，根据运行工况按设定程序，实现对负载设备电动机转速控制。具体控制接口情况如下：变频系统和现场DCS监控操作系统进行通讯连接，从现场DCS监控操作系统上发出变频器的启动、停机等信号。变频器反馈以下信号接入到现场监控操作系统上： (1)报警及故障信息：重故障报警、轻故障报警；(2)调速装置的状态信息：待机状态、正常运行状态、故障状态、系统旁路状态；（3）电机电流、转速、电压等。整套变频控制装置，包括变频器、旁路等所有部件及内部连线一体化设计，只须连接电压输入，电压输出、控制电源和控制线即可。标准对外接口示意图如下：3、系统保护输入回路带浪涌吸收保护。变压器允许过负荷能力符合IEC干式变压器过负荷导则及相应国标要求。变频装置有过电压，过电流，欠电压，缺相，变频器过载，变频器过热，电机过载等保护功能变频。(1) 过载保护。电机额定电流的120%，每10分钟允许1分钟，超过则保护。(2) 过流保护。变频器输出电流超过电机额定电流的150，3S保护；额定电流200%，在10微秒内保护。(3) 过压保护。如果超过额定电压的115%，则变频器保护。此保护实际上包括了对电网电压正向波动的保护。(4) 欠压保护。如果低于欠压保护定值，则变频器保护。此保护实际上包括了对电网电压负向波动的保护。(5) 过热保护。包括两重保护：在变频调速系统柜体内设置温度检测，当环境温度超过预先设置的值时，发报警信号；另外，在主要的发热元件，即整流变压器和电力电子功率器件上放置温度检测，一旦超过极限温度则保护。(6) 缺相保护。当变频器输入侧掉相系统发出报警信号,并保护；系统会发出报警信号。以上故障，均在中文用户界面上指定故障确切位置，便于用户采取应对措施。变频器上口的开关柜必须按照8-10倍额定电流设置速断保护值，确保躲过激磁涌流。三、现场设备系统构成1、技术参数及性能指标要求特 性技 术 规 格电源电压和功率范围3AC380-48010%，5.5KW630KW输入频率20至50Hz输出频率20至50Hz合闸冲击电流小于额定输入电流控制方法根据不同的工艺要求采取不同的信号特 性技 术 规 格模拟输入IN1&IN2 0V10V，0mA至20mA串行接口RS-485，可选RS-232电磁兼容性选用的EMC滤波器符合EN55011标准A级或B级的要求，设备内置的A级滤波器也符合该标准的要求防护等级IP35安装海拔高度不能超过1800米温度范围-1040存放温度-4070相对湿度95%RH 无凝露工作位置垂直安全防护欠电压、过电压、过负载、接地、短路等等节电率（年均）操作方式手动、自动、远控端子控制一用无备，一用一备，一用二备，二用一备2、供货范围序号名 称规格型号单位数量供 货 厂 家备注1节能设备LP-2-37套1陕西智光伟业电气设备有限公司3、施工安装要求1）设备安装为了变频器能长期稳定和可靠地运行，要求最低环境温度0，最高环境温度40，工作环境的温度变化应不大于5/h；环境湿度要求小于90%（20），相对湿度的变化率每小时不超过5%，避免凝露；不要将变频器安装在有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等空气污染的环境里；变频器设备安装时，考虑通风散热及操作空间的需要，柜体应牢固安装于基座之上，并和厂房大地可靠连接。变压器屏蔽层及接地端子PE也应接至厂房大地。各柜体之间应相互连接成为一个整体；安装过程中,要防止设备受到撞击和震动,所有柜体不得倒置,倾斜角度不得超过30度。2）电气安装电气安装主要包括柜体到现场的输入输出电缆、柜体之间的连接线、柜体和现场的控制及信号线的配线。电源及电机线的连接输入电源线连接到端子L1、L2、L3；电机线连接到U、V、W，并注意相序关系；确保输入电压满足要求；确保电源线的线径及耐压满足要求；确保输入侧开关已经采用了有效的防雷措施；电气安装注意事项输入和输出的电缆必须经过严格的耐压测试；输入和输出电缆必须分开配线，防止绝缘损坏造成危险；现场到变频器的信号线，应该与强电电线分开布线，信号线必须采用绞线的方式，最好采用屏蔽线，屏蔽线的一端可靠接地；要一直保证设备柜体和厂房大地的可靠连接，保证人员安全。四、项目实施进度计划项目实施包括以下内容：（1）现场工况考察，项目方案制作。（2）项目设计及设备生产。（3）项目实施，电气安装，设备调试（静态，动态调试），设备投运，设备试运行。（4）设备工程验收（5）售后服务 产品设计使用寿命为十五年，保质期自验收报告签字之日起的18个月内。如果不是因操作不当和不可抗力因素而出现故障，乙方负责进行免费维修。在产品使用寿命内我公司将无偿提供技术服务。 售后服务的承诺：接到书面通知内8小时响应，24小时到现场。培训方式：现场授课实地讲解操作演示厂方人员实际操作。五、技术服务计划现场技术服务：1 我方现场服务人员的目的是使所供设备安全、正常投运。能派出合格的现场服务人员。在投标阶段应提供包括服务人月数的现场服务计划表。序号技术服务内容派出人员构成备注职称人数1现场安装指导4工程师12现场调试2工程师13现场技术培训1工程师1合计72 我方现场服务人员具有下列资质：2.1 遵守法纪，遵守现场的各项规章和制度；2.2 有较强的责任感和事业心，按时到位；2.3 了解合同设备的设计，熟悉其结构，有相同或相近机组的现场工作经验，能够正确地进行现场指导；2.4 身体健康，适应现场工作的条件。3 我方现场服务人员的职责3.1 我方现场服务人员的任务主要包括设备催交、货物的开箱检验、设备质量问题的处理、指导安装和调试、参加试运和性能验收试验。3.2 在安装和调试前，我方技术服务人员应向需方技术交底，讲解和示范将要进行的程序和方法。对重要工序(见下表)，我方技术人员要对施工情况进行确认和签证，否则需方不能进行下一道工序。经供方确认和签证的工序如因供方技术服务人员指导错误而发生问题，供方负全部责任。安装、调试重要工序表序号工序名称工序主要内容备注1安装指导指导工程公司人员对所供设备进行安装和线缆敷设3通讯通讯电缆的连接4单台设备现场调试单台设备调试5系统联调对每套机组设备联调六、主要业绩：客户名称安装系统节电率榆林金龙大酒店生活用水泵、供暖（冷冻）泵66%榆林长泰国际大酒店生活用水泵、供暖（冷冻）泵34%榆林富丽豪庭酒店循环水泵65%榆林京府煤化有限责任公司风机42%闻喜县银光镁业华盛公司冷却风机110KW60.3%临汾钢厂冲渣泵220KW47.6%乌海水泥厂立窑鼓风机2台250KW36%除尘风机2台90KW38%除尘风机55KW59%陕西省华山水泥厂立窑风机55KW35%白银万盛酒店冷冻循环水泵47.6%冷却循环水泵榆林天然气化工责任有限公司水泵160KW65.8%