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泵房节能改造-二次供水节能改造

时间:2016-04-15 14:41来源:未知 作者:上海森海泵业 点击:
55KW水泵节能改造项目方案 公司简介:(上海森海泵业) 一、基本情况 该公司目前采用三台55KW水泵,供生产中冷却所需用水,全天24小时不间断运行,水泵一直处于工频状态下运行,对
55KW水泵节能改造项目方案
 
公司简介:(上海森海泵业)
 
一、基本情况
 
该公司目前采用三台55KW水泵,供生产中冷却所需用水,全天24小时不间断运行,水泵一直处于工频状态下运行,对电能的浪费比较严重。
 
二、运行状况分析
 
1、对生产工艺中负荷变化的适应能力差 
具体说,由于生产负荷在不断地变化,生产过程中冷却水的实际所需也在不断变化,而现有系统只有以最大需用量为标准,以供给用水来满足所需。所以对生产工艺中负荷变化的适应能力差。
 
2、能源浪费严重 
现有取水方式是以能满足生产所需最大用水来设计。在实际应用当中,生产过程中冷却水的实际所需变化大,水泵扬程浪费。同时由于操作不便,为了保证生产,所抽取水有一部分系没有利用就白白流走。
 
3、操作不便,起动和停止对设备都有负面影响
由于水泵起动过程中,起动电流高达额定电流的4-7倍,而且操作复杂,维护量大,设备故障率高,增加维修费用。同时在停机换泵过程中,由于不是软停车会产生水锤效应,危害设备。
 
三、节能改造方案
 
根据目前水泵运行的实际状况,我公司提出改用变频调速控制方式,实现水泵房节能降耗,提高水泵的运行效率。
 
1、 恒压供水变频节能的原理
 
如图1所示,当水泵工作在曲线②的A点时,其流量与压力分别为Q1、p2,此时水泵所需的功率正比于p2与Q1的乘积。由于工艺要求需减小水量到Q2,通过增加管网管阻,使水泵的工作点移到曲线③上的B点,水压增大到p1,这时水泵所需的功率正比于p1与Q2的乘积,由图可见这种调节方式控制虽然简单,但功率消耗并无减少
 
 采用变频调速,水泵转速由n1下降到n2,这时工作点由A点移到C点,流量仍是Q2,压力由p2降到p3,这时变频调速后水泵所需的功率正比于p3与Q2的乘积,由图可见功率的减少是明显的。
 
2.调速控制系统设计
 
根据生产工艺供水要求,考虑若干方面的因素,采用闭环调速控制(图2)。系统主要由一下部分组成:
 
(1) 控制对象。电机功率55kW,额定电流110A;
 
(2) 变频器选用ATV61HD55N4,适配电动机功率55kW;
 
(3) 压力测量变送器(PT)。选用QB1-2002 5~10MP,用于控制水管出口压力并将压力信号变换为0~10VDC的标准电信号,再输入调节器。
 
四、改造方案实施
 
首先安装一台控制柜,柜内安装变频器及其他控制设备,在主水管上安装压力传感器,将压力传感器的0~10VDC压力信号送给变频器内部PID控制器,控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算,并给出信号直接控制变频器的输出以使管网的压力稳定。当用水量不是很大时,水泵在变频器的控制下稳定运行;变频器处于低频运行,从而达到节能目的,当用水量大到变频器全速运行而且不能保证管网压力稳定时,可以通过切换开关转到工频运行。
 
改造后该系统能够以三种方式工作,分别为变频全自动、变频手动和工频手动方式操作,通过转换开关自由切换。具体工作原理参考电气原理图。
 
五、工程设备投资及附件价格:(见下面详细清单)
 
 
六、效果分析
 
1.节能效果计算
 
节能效果可按GB12497《三相异步电机经济运行管理》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式计算:采用阀门调节流量对应电动机输入功率P1V与流量口的关系为
 
P1V=[0.45+0.55(Q/QN)2]P1e
 
式中 P1e——额定流量时电动机输入功率,kW
 
QN——额定流量,m3/h
 
节电率Ki为
 
Ki=1-(Q/QN)3/[0.45+0.55(Q/QN)2]
 
低压配电系统运行电压410V,电机实际运行电流110A,水泵电机功率55kW、极数4极、实际出力为55%~83%,取Q/QN=0.69得
 
Ki=1-(Q/QN)3/[0.45+0.55(Q/QN)2]=1-0.693/(0.45+0.55×0.692)=0.5385
 
P1e=1.732×410×110=78kW
 
P1V=(0.45+0.55×0.692)×P1e=0.7119×78=55.5kW
 
变频器调速调节水量时相对阀门调节水量的节电率为0.5385。设备运行每年按300天计算。年节电量超过16.2万kW•h。按电价0.60元/kW•h计算,年节约电费超过9.72万元,技术经济效益可观。
 
2.设备运行效果
 
(1)变频改造后,降低了电机的运行电流、供水系统的压力,改善了电机的温升。
 
(2)采用变频调速实现恒压供水,水泵电机为软启动,且转速普遍下降,减少了电机轴承的磨损和发热及启动时电机突然加速造成系统的喘振。
 
(3)系统操作简便,同时因水泵出口阀全开,消除了阀门因节流而产生的噪声,改善了工人的工作环境和劳动强度。
 
(4)系统采用闭环控制,参数超调波动范围小,水泵可实现平稳,无波动切换。变频器的加、减速可根据工艺要求自动调节,控制精度高。
 
5、投资回报=节电效益÷投资成本=97200÷38879=250% 
6、投资回报周期=12(月)÷投资回报率=12÷250%=4.8月 根据以上分析,投资在4.8月内基本收回,变频器使用寿命为十年,一次投入,长期受益。 
 
七、服务承诺: 我公司负责用户的售前技术支持、售后维修服务,一年免费维修。
(责任编辑:上海森海泵业)
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