泵房改造項目方案
一、基本情況某公司目前采用三臺55KW水泵,供生產中冷卻所需用水,全天24小時不間斷運行,水泵一直處于工頻狀態下運行,對電能的浪費比較嚴重。
二、運行狀況分析
1、對生產工藝中負荷變化的適應能力差具體說,由于生產負荷在不斷地變化,生產過程中冷卻水的實際所需也在不斷變化,而現有系統只有以最大需用量為標準,以供給用水來滿足所需。所以對生產工藝中負荷變化的適應能力差。
2、能源浪費嚴重現有取水方式是以能滿足生產所需最大用水來設計。在實際應用當中,生產過程中冷卻水的實際所需變化大,水泵揚程浪費。同時由于操作不便,為了保證生產,所抽取水有一部分系沒有利用就白白流走。
3、操作不便,起動和停止對設備都有負面影響由于水泵起動過程中,起動電流高達額定電流的4-7倍,而且操作復雜,維護量大,設備故障率高,增加維修費用。同時在停機換泵過程中,由于不是軟停車會產生水錘效應,危害設備。
三、節能改造方案根據目前水泵運行的實際狀況,我公司提出改用變頻調速控制方式,實現水泵房節能降耗,提高水泵的運行效率。
1、恒壓供水變頻節能的原理,當水泵工作在曲線②的A點時,其流量與壓力分別為Q1、p2,此時水泵所需的功率正比于p2與Q1的乘積。由于工藝要求需減小水量到Q2,通過增加管網管阻,使水泵的工作點移到曲線③上的B點,水壓增大到p1,這時水泵所需的功率正比于p1與Q2的乘積,由圖可見這種調節方式控制雖然簡單,但功率消耗并無減少采用變頻調速,水泵轉速由n1下降到n2,這時工作點由A點移到C點,流量仍是Q2,壓力由p2降到p3,這時變頻調速后水泵所需的功率正比于p3與Q2的乘積,由圖可見功率的減少是明顯的。
2.調速控制系統設計根據生產工藝供水要求,考慮若干方面的因素,采用閉環調速控制(圖2)。系統主要由一下部分組成:(1)控制對象。電機功率55kW,額定電流110A;(2)變頻器選用ATV61HD55N4,適配電動機功率55kW;(3)壓力測量變送器(PT)。選用QB1-20025~10MP,用于控制水管出口壓力并將壓力信號變換為0~10VDC的標準電信號,再輸入調節器。
四、改造方案實施首先安裝一臺控制柜,柜內安裝變頻器及其他控制設備,在主水管上安裝壓力傳感器,將壓力傳感器的0~10VDC壓力信號送給變頻器內部PID控制器,控制器根據壓力設定值與實際檢測值進行PID運算,并給出信號直接控制變頻器的輸出以使管網的壓力穩定。當用水量不是很大時,水泵在變頻器的控制下穩定運行;變頻器處于低頻運行,從而達到節能目的,當用水量大到變頻器全速運行而且不能保證管網壓力穩定時,可以通過切換開關轉到工頻運行。改造后該系統能夠以三種方式工作,分別為變頻全自動、變頻手動和工頻手動方式操作,通過轉換開關自由切換。具體工作原理參考電氣原理圖。