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 日耳录一、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

2、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

3、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I#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 /IOKV 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。电越机I二拖三回路图选矿厂在设计的初期，主厂

4、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 电机米用的水阻启动方式，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，

5、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：P = y/3UICOSp = 1.732x10.5x15x0,88 = 240KWPl消耗的实际功率U电压电流卩一功率因数当前用风量下，采用变频器后实际消耗功率预估:0f96 =（355-bLI）x*240<296）#0.96 = 172KW卩一实际消耗功率P 厂额定功率Qi 实际用风量Q一额定产风量（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 68吃40=28.3 %从上述计算得出，在风机上使

6、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 X100%例如：水泵转速降低 30 %,即变频器运行频率=35Hz 水泵节电率=1 -( 35Hz 弋0Hz ) 3 X100%=65.7 % 水泵转速降低

7、 20%，即变频器运行频率 =40Hz 水泵节电率=1 -( 40Hz 弋0Hz ) 3 X100%=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 240 172=68KW如果全年生产时间 280 天68KW X24 小时 X280 天=456960 度每度电 0.6 元计算456960 度 X0.6 元=274176 元如果全年生产时间 310 天68KW X24 小时X310

8、 天=505920505920 度 X0.6 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9 5 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