高压变频器在风机、水泵节能改造的应用

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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

2、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，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

3、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 355KW ，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250Kw lOKV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

4、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

5、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 240KW 172KW=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

6、。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）3 100%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）3 100%=65.7水泵转速降低 20，即变频

7、 器运行 频率 =40Hz 水泵节电 率 1 （40Hz50Hz）3 100%=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68KW 24 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68KW 24 小时 310 天 =

8、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l0 50；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

9、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 条就把它列 为通用技 术加以推广。 实践证明，变频 器用 于风机、泵类设备驱 动控制场合取得了 显著的节电效果，是一种理想的 调速控制方式。既提高了 设备 效率，又满足了生 产工艺要求，并且因此而大大减少了 设备维 护、维修费用，还降低了停产周期。直接和间接经济效益十 分明显。