变频控制水泵与降压控制水泵的情况说明fficeffice" /> 在设计过程中,往往考虑到用户最大负荷时设备应能满足使用的要求。所以设备选型是以最大负荷来确定设备的型号、规格的。但实际使用时达到最大负荷的时间并不是全部工作时间,而是在一段时间内,在其他时间并不在满负荷状态。所以对于工频控制而言,电机的输出功率是不可调的,电机只能在较低的功率因数下运行。而变频控制是通过改变电机的频率达到调节电机的输出功率,可以负荷的变化而变化,因此达到节能的效果。 其经过为调节水泵电机的频率改变水泵电机转数,达到改变水泵流量的目的---实现变流量调节功能。变流量调节是根据需要供水,并可形成闭环控制。达到自动调节的效果。 1、降压启动对设备的影响: 无论降压启动或直接启动水泵设备,启动电流较大对电网及电机有较大的冲击。启动后电机在较低的功率因数下运行。浪费电能。 水泵采用的是Y-△起动方式,电机的起动电流约为额定电流的3~4倍,一台30KW的电动机,其起动电流将达到100A以上。在如此大的电流冲击下,接触器等元器件的使用寿命大大下降,增加了维修工作量和备品备件费用。其次,较大的启动电流还会在电机和变压器中引起极大的电能损失,造成电气设备发热等问题。 在不同的情况下,开关阀门,由于阀门的强制节流使泵形成旋涡冲击,产生了强烈的振动和噪声,对泵的使用寿命、维护修理都加大了不利的损耗。再就是由于电动机的转矩基本恒定,这种调节方式形成的供水压力较高,造成严重的节流功率损失,泵的效率降低,造成电力的浪费。 2、水泵的调速特性: 水泵在改变转速时,其内部几何尺寸没有改变,所以,据水泵的相似原理可知:当转速变化时,流量与转速成正比,扬程与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比,得出:同一台泵当转速变化时,水泵的主要性能参数将接上述比例定律而变化,并且,在变化过程中可保持效率基本不变,若水泵机组转速可调,我们就可以改变某台水泵的转速以适应当时需水量的变化,这样就可以避免水泵机组在低效率区域运转造成的电动机过载,另一方面,也可以避免供水压力偏高所造成的浪费。同时,水泵随着转速的变慢而使轴功率大为减少,电动机输入功率也随之减少,这就是调速水泵在供水系统中所起的节能作用。 根据交流电动机工作原理中的转速关系,n=60f(1-s)/p,从公式中得出:均匀改变电动机定子绕组的电源频率,就可以平滑地改变电动机的同步转速。电动机转速变慢,轴功率就相应减少,电动机输入功率也随之减少,这就是水泵调速的节能作用。 3、变频调速具有以下特点: ①转差率小,转差损失小,效率可高达90~95%以上。 ②实现平滑地无级调速,精度高,调速范围宽(0~100%),频率变化范围大(0~50Hz)。 ③起动转矩大(可达额定值的1.1倍),实现软启动减轻启动电流的冲击(最大启动电流小于额定电流)。 ④提高电网侧功率因数,可以取消原就地无功补偿装置。 ⑤变频器采用了高速度的16位CPU与专用的大规模集成电路,具有通信功能,可实现与计算机、可编程控制器联机控制、监控的功能,容易实现生产过程的自动控制。 ⑥安装容易,调试方便,操作简单。 ⑦不仅适用于水泵,风机类负荷的节能调速,对改善工艺条件,提高产品质量都有其明显作用。 4、事例说明: 惠隆五金机械厂生活水泵,电机功率为Y200M-2 45KW,安装变频器壹台,运行三个月,节电效果明显。 生活水泵变频减速节能测试数据如表A、表B所示: 表A(2001年9月份)安装变频器前的测试数据(f=50Hz)
表 B(2001年9月-10月) 安装变频器后的测试数据(P=4kgf/cm2=39.2N/CM2,f=0~50Hz)
供水的高峰与低谷是随作息时间及生活习惯不同的变化的,为保证楼房高房及远距离居住的正常用水,我们采用了恒压供水方式,即保持管网压力为 4KGF/CM2(39.2N/CM2)。电动机频率随压力变化,从而实现了节能的目的。 从表A与表B所示,以10天运行记录分析: A、安装变频器前: 供水量12785T,耗电7132KWH,平均单耗0.558KWH/T,平均时耗39.187KW/H。 B、安装变频器后: 供水量:12819T;耗电5412KWH,平均单耗0.422KW/T,平均时耗29.254KWH。 前后相比,10天供水量几乎相等,而耗电减少1720KWH,平均单耗降低0.136KWH,节电率24.37%,平均时耗降低9.942KW/H,节电率25.37%,平均节电率达24.87%,节电效果显著。 投资回报期短: 按平均每天运行时间为18小时计 年运行时间 =18×365=6570小时 年节电量 =(投入前平均时耗-投入后平均时耗)×年运行时间=(39.187-29.254)×6570=65319(KWH)
按电费单价1元=年节电折合人民币 年节电费 =电费单价×年节电量=1×65319=65319元 投资回报期 =60000÷65319=0.92年×12个月=11个月 即期投资回报期不到1年,与其他节能技术相比投资回报期限明显缩短。 5、变频调速在空调系统的应用: 大多数中央空调供水系统的供水量都是手动阀门调节,只要水泵开始运行,无论负荷情况如何,水泵均以最大负荷运行,所以能源浪费现象较严重,夏季制冷水系统的供回水温差:较好者为4℃,较差者为1~1.5℃,因此,不采用电机调速,会造成水流量过大使冷水系统和用水温度变低,恶化主机的工作条件。同时,通常都是通过调整管道上阀门的开度来调节水流量的,因此在阀门上存在很大的电能浪费。 因此,在空调系统采用变频调速优点: (1):管路阀门开度最大,消除阀门上节流损失。 (2):有欠压、过流、缺相、漏电等保护措施,改善了电机运行条件,提高了运行的可靠性。 (3):实现电机软启动(最大启动电流小于额定电流)。 (4):启动平稳,无冲击负荷,大幅度降低设备损耗延长了设备使用寿命,减少维修费用。 (5):管路压力降低,减少了跑冒滴漏现象,设备运行更加安全。 (6):在空调系统中,调节水流量,把冷水机组的进水和回水温度控制在适当的范围之内,保证主机的热交换率,节省主机能耗。 综上所述,机场锅炉房和制冷站项目所用的电机为160KW和120KW。更应该采用变频启动。从更长远的角度来讲,达到节能的目的。
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