污水厂风机水泵变频节能技术改造项目.doc

污水厂风机水泵变频节能技术改造项目污水厂风机水泵变频节能技术改造项目企业概况宁纺集团作为能源消耗大户，始终把节能降耗作为公司发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。目前，我国已成为世界第二大能源生产国和第二大能源消费国。特别是近两年来，在国民经济快速增长的拉动下，我国能源需求增长较快，能源紧张业已成为制约经济持续稳定发展的重要问题。加强节能工作已成为当前的一项紧迫任务。宁纺集团现有两座污水处理厂，有4台罗茨风机、7台离心水泵和一台凉水塔风机每天24小时运行，其中凉水塔风机只在每年的夏秋季节运行，运行7个月。以上机台合计功率为536Kw。电能消耗成为污水厂的主要能耗。在全国上下用电形势严峻的情况下，作为我们的企业而言，应该注重能源的节约，注重先进节能机制的采取，先进技术的应用，把能耗降到最低，即保护环境又为企业创造经济效益。随着变频技术的成熟与广泛应用,对送风、水泵系统进行变频技术改造,以替代传统的低效调节方式，已经被业界广泛的接受，并且该项技术改造十分简单,不需要对原系统进行任何改变,只需利用变频器对风机、水泵转速进行控制,调节风量、水流量即可。节能效果显著，且投资回报率极其乐观。本项目是将污水厂所用的风机和离心水泵全部改造为变频控制。污水厂现有SSR-200HB型罗茨风机4台，单机功率90Kw；7台离心式水泵，单机功率22Kw；凉水塔一座，风机电机功率22Kw项目建设内容1、建设规模本项目是将污水厂现有的4台罗茨风机、7台离心式水泵和1台凉水塔风机全部改造为变频控制。2、主要设备与生产运行分析主要设备：变频器，包括主电路、控制电路两部分。主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，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，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的整流器，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的平波回路，以及将直流功率变换为交流功率的逆变器。(1)整流器：最近大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。(2)平波回路：在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。(3)逆变器：同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型PWM逆变器为例示出开关时间和电压波形。控制电路是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的运算电路，主电路的电压、电流检测电路，电动机的速度检测电路，将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路组成。(1)运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。(2)电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等。(3)驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。(4)速度检测电路：以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。(5)保护电路：检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。生产运行分析：现状分析：1、电能浪费：在传统的送风系统中,风机时刻处于额定转速运转,即送风量是固定的。风量的调整是靠放风阀的开度进行的。或者说,每当生产对风的需求量减少时,便是能量浪费产生的时刻。生产需要的风量越小,能量浪费就越严重。据在生产现场统计,送风量的大小是根据曝气池中污水的含氧量决定的，每个班根据测试结果进行风量的调节。生产过程中极少需要满风量,一半时间处于80%的满风量,另一半时间风量的需求约为65%的满风量。这种情况下,不需要的那20%和35%的风量就白白浪费掉了。风机的转速恒定，由风阀来控制风量，造成风量的大小与电机输出功率不成比例，造成大量的能量浪费。离心式水泵的原理也和风机一样，水泵的转速恒定，水流量的调节是靠阀门控制的，同样会造成电能浪费。2.对生产工艺中负荷的适应能力差由于印染车间生产负荷在变化，印染污水流量也时刻在变化，造成污水厂处理水量也在同时发生变化，而风门、阀门的调节也在不断变化，若风量不稳定，变造成风压的变化，影响到接触氧化池的曝气效果，影响处理水的质量。3.电机起动冲击电网电机启动过程中对电网冲击很大。设备故障率高，维护量大，维护费用高，造成停产损失大。采用变频技术系统节能分析以风机为例：(水泵原理相同)1.变频调风无可比似的优越性节能效果显著。根据流体力学原理，风机水泵负载的流量与转速成正比，而所需功率与转速的三次方成正比。因此当风量小于额定风量时，改变电机转速，其功率明显下降，具有显著的节能效果。2.风机的效率提高风机的工作效率由下式计算：p=C1(Q/n)-C2(Q/n)2式中Q为风量，n为转速，C1C2为常数通过风门控风量时，因转速n不变，而流量Q下降，故效率p下降，而通过转速控制风量时，风量与转速成正比，比值(Q/n)不变，故效率p始终保持最佳状况。3.操作简单方便，维护量小，风机的工作效率将大为提高。而实现范围无级调速，由于软起动，可使电机连续平滑稳定变速。项目投资：本项目总投资为56万元人民币，建设期3个月。效益分析4台90KW引风机运行50HZ计算：其工作转速为额定速的80%，每年按330天生产期，考虑各种损耗以节电40%计算。W=90KW43302420%=570240 KW.h.以每千瓦时电价0.56元计算，每年可节省电费5702400.56元=319334元7台22KW水泵运行计算：年节电W=22KW(73302420%=243936 KW.h.年节省电费：2439360.56元=136604元1台22KW凉水塔风机运行计算：年节电W=22KW(7302420%=22176KW.h.年节省电费：221760.56元=12418元全年共节约电费319334+136604+12418=468356元全年共节电836352 KW.h,折标准煤103吨投资回报分析投资回报期计算如下：4台90KW风机按32万计算投资回报率=节电效益投资成本=319334320000=99.8%投资回报周期=330天投资回报率=33099.8%=330天7台22KW水泵按21万计算投资回报率=节电效益投资成本=136604210000=65%投资回报周期=330天投资回报率=33065%=507天1台22KW凉水塔风机按3万计算：投资回报率=节电效益投资成本=1241830000=41%投资回报周期=330天投资回报率=33041%=804天项目总投资回报期：330(468356560000)=394天以上是以节能按20%计算，根据实际节能率范围(20%-60%)所以节能