高压变频器在风机水泵节能改造的应用

1、 高压变频器在风机、水泵节能改造的项目2011 年 5 月 24 日 目录一、概述二、采取的措施三、产生的效益四、结论 一、概述目前，随着企业竞争的日益加剧，生产成本的高低决定了企业在市场竞争的地位，在生产中很大一部分花在能耗上，降低生产过程中的电能消耗就可以有效的降低成本。生产过程中，风机被大量的采用于工艺流程上，而风机负载耗电量较大，起动电流较高，同时用阀门、挡风板等装置来调节风量，在风道系统设计时，为满足生产环境的最大要求，必须留有余量，因此风机的风量和压力往往偏大，功率的偏大设计必然造成能量的浪费。很多的风机有30-70%的能量是消耗在调节阀的压降上的，不仅造成电能的浪费，工作效率低，

2、而且开动阀门时，还发出啸声和振动，经常发生事故。该方法是以增加风阻、牺牲风机的效率来达到要求的，损耗严重。如果利用变频调速技术改变设备的运行速度，以调节风量的大小，可以既满足生产要求，又达到节约电能，同时减少因调节挡板而造成挡板和管道的磨损，能取得明显的节能效果。随着电力电子技术及电子技术的发展，变频技术日趋成熟，风压调节已普遍摒弃靠调整配套的风门开度的手段，改而采用变速的电气传动调节，变频调速已成为风机、泵类节能降耗的最佳、首选的电气传动方案。 二、采取的措施在选矿厂现有设备不变的情况下，采用高压变频改造项目主要涉及到两个方面；1、主厂房的高压风机，原设计共计六台，三用三备。每台功率是 35

3、5kw，10kv 供电。2、水尾加压泵站的水泵，原设计每个加压泵站两用一备，四个加压泵站共计 12 台电机，其中四台备用电机。其中 l#加压泵站有 400kw/10kv 电机三台，2#加压泵站和 4#加压泵站有 355kw/10kv 电机各三台，3#加压泵站 有电机250kwlokv 三台。主厂房的高压风机可以采够三台高压变频器，运行方式是一拖二运行，在原有设备的基础上进行改造，不用从新设计配电线路。一用一备回路图水尾加压泵站每一个泵站采购两台高压变频器，可以使用二拖三运行，对原有配线略有改动，就可以完成，施工简 单。二拖三回路图选矿厂在设计的初期，主厂房的高压风机和水源各加压泵站的水泵使用的

4、是高压水阻软启动方式，实际的使用中存在着“大马拉小车”现象，传动设备无法工作在正常的高效工作点，无论载荷状况怎么变化，电机的转速都保持不变的状态，功率因数极低，大量的电能白白浪费在无用功上。而且电机采用的水阻启动方式，这种启动方式缺少应有的保护功能，并使部份电力浪费存“水电阻”上，不仅使水电阻发热，而且还挥发出酸性物质，污染环境，对周围的电气设备造成危害。由于主厂房高压风机和加压泵站的水泵为“平方负载”，故有较大的节能空间。对于主厂房的高压风机，现在实际运行电流为 15a，仅为电机额定电流的 60(电机额定电流为 24.8a)。因此， 确实存在较大的节能空间。下面，我们就在上述运行状况下采用变

5、频器后的节电量和节电率计算一下：现消耗的实际功率为：当前用风量下，采用变频器后实际消耗功率预估：(实际用风量，额定用风量是根据运行功率与额定功率换算得出)。 3、每小时节电量为 240kw172kw=68kw4、节电率为 68240=28.3从上述计算得出，在风机上使用变频器确有较大效益。对于加压泵站的水泵，以 2#泵站为例，当电流超过255a 或是压力超过 l.5mpa 时，必须人工操作关小阀门，否则会造成管道损坏或是泵体损坏。在其它泵站实际运行当中也存在着用阀门控制管道压力和水量的问题。由于水泵耗电功率与水泵电机转速三次方成正比关系；所以水泵调速运行时节电效果非常显著，平均耗电较通常的供水

6、方式可节电 30-50。水泵节电率的计算公式：水泵节电率=1（变频器运行频率50hz）3100%例如：水泵转速降低30，即变频器运行频率35hz水泵节电率1（35hz50hz）3100%=65.7水泵转速降低 20，即变频器运行频率=40hz水泵节电率1（40hz50hz）3100%=48.8应用高压变频器就能彻底解决这样的问题，用高压变频器控制不仅能保证水泵恒压运行，而且保护功能齐全，对电机和电网都具有保护，并且节约电能，减少故障，延长设 备运行寿命。三、产生的效益1、直接收益：按上面的公式所得如果风机上使用高压变频器；每小时节电量为 240172=68kw如果全年生产时间 280 天68k

7、w24 小时280 天=456960 度每度电 0.6 元计算456960 度0.6 元=274176 元如果全年生产时间 310 天68kw24 小时310 天=505920505920 度0.6 元=303552 元2、间接效益：传动设备安装高压变频器后主要有以下优点：1、节能降耗。 根据不同工作条件节电效果可达l050；2、具有软启动功能，启动电流小，启动转矩大，可达额定值的 2 倍，电机的转矩脉动小，电机的运行转矩高：3、可调速，并且调速效率高，可达 95以上；实现平 稳的无极调速，调速方便。4、有过压、欠压、过流、过载、缺相等多种保护功能，保护准确、可靠，从而降低事故发生率并及时提供故障信息；5、提高电机运行功率因数，延长电机等设备的使用寿命。采用变频调速后，可以实现软起动和软制动，几乎不产生冲击，避免水阻软启动 34 倍的冲击电流，可大大延长电机定子、转子轴及轴承等电气与机械寿命：6、能提高整个系统的自动化水平和工艺水平，现场操作简单，较少的维护工作量，节约成本。四、结论高压变频器的设备运行性能稳定、节能显著，使用高压变频器，不但操作方便、容易、维护量小，而且有明显的节能效果。风机、泵类等设备采用变频调速技术实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术，受到国家政府的普遍重视，中华人民共和国节约能源法第 39 条