建設(shè)節(jié)約型社會,是伴隨我國整個現(xiàn)代化進(jìn)程的長期任務(wù),“十一五”期間認(rèn)真實(shí)施《節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃》更是我們的先期目標(biāo)。與此同時高能耗、高排放行業(yè)增速仍然過快,受結(jié)構(gòu)因素影響和市場需求的拉動,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨于重型化的格局沒有改變。 本著要在全社會樹立節(jié)約意識、節(jié)約觀念,務(wù)求建設(shè)節(jié)約型社會取得實(shí)實(shí)在在的效果。我們應(yīng)看到隨著變頻技術(shù)的發(fā)展,變頻技術(shù)的逐步完善,為交流傳動的應(yīng)用提供了廣闊的天地。采用交流變頻調(diào)速控制不僅能夠?qū)崿F(xiàn)水泵的平滑起動,還可以使水泵的流量得到調(diào)節(jié)。變頻技術(shù)在排水泵站節(jié)能工作中應(yīng)用體現(xiàn)了其經(jīng)濟(jì)可行性和技術(shù)可靠性。現(xiàn)以變頻技術(shù)在排水泵站的應(yīng)用作如下探討。 一、排水泵站目前現(xiàn)狀 眾所周知,排水泵站運(yùn)行中所發(fā)生的動力電費(fèi)始終是排水管理行業(yè)經(jīng)濟(jì)支出的重要部分,根據(jù)小王莊泵站過去四年的資料顯示:泵站動力電費(fèi)支出到了全所資金支出的40%~50%,由此可見,實(shí)行泵站節(jié)能降耗工作具有積極的時代緊迫性和必要性。只有認(rèn)清當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)經(jīng)營形勢和狀況,端正對節(jié)能工作的認(rèn)識和態(tài)度,采取科學(xué)合理有針對性的方法,才能實(shí)現(xiàn)排水泵站的節(jié)能降耗。 二、變頻技術(shù)在排水泵站節(jié)能工作中的應(yīng)用 1、變頻技術(shù)的原理分析 變頻技術(shù)是近年來興起的節(jié)能手段,通過各行業(yè)的實(shí)踐,已經(jīng)被證明是節(jié)能效果最為顯著的方法,因此被列為國家重點(diǎn)推廣的技術(shù)。變頻器是應(yīng)用電磁平衡技術(shù)原理,使供應(yīng)于電器設(shè)備上的電壓得以平衡,并且能調(diào)整電器的耗電功率,達(dá)到最佳的節(jié)電效果的一種低電壓(380V)電器。 (1)主要性能 它可使三相平衡的電源電壓得到明顯改善,消減電源不平衡狀態(tài)下所產(chǎn)生的負(fù)序和零序分量的電壓和電流,使電機(jī)減少較大的附加損耗,達(dá)到最佳的節(jié)能效應(yīng)。在設(shè)計(jì)上,它加設(shè)濾波裝置,可有效地消減電流供電回路上輸入的三次及以上的電網(wǎng)高次諧波,從而減少了高次諧波對電機(jī)等電氣設(shè)備的沖擊,并節(jié)約電能,改善計(jì)量裝置的準(zhǔn)確性。具備了消減電力系統(tǒng)固有原線路的操作或故障等因素,而造成工作線路上產(chǎn)生的閃變現(xiàn)象,使得工作線路上的電壓不發(fā)生突變現(xiàn)象,保證了工作狀態(tài)的穩(wěn)定。該系統(tǒng)為瞬時反應(yīng)電磁效應(yīng)節(jié)能系統(tǒng),對電源電壓的急劇變化或負(fù)荷的急劇變動可作出即時反應(yīng),以保證工況的平衡變動。 (2)節(jié)電原理分析 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)相當(dāng)于帶一個串聯(lián)電抗器聯(lián)接一個調(diào)壓器的混合體。內(nèi)部附有消減電力網(wǎng)送來的高次諧波分量(主要是3次、5次、7次)的阻波或陷波回路。 變頻器的控制原理是把交流輸入電壓進(jìn)行整流變?yōu)橹绷麟妷海缓笤賹⒃撝绷麟妷赫{(diào)整為可變頻和可變電壓的交流輸出電壓或電流,從而使電機(jī)設(shè)備得到變化的輸出轉(zhuǎn)速。 當(dāng)輸入電壓V到R-S-T端時,電壓即時加入到A-B-C各組線圈上,且從A組到B組的線圖間輸出電壓,由于B、C組中的勵磁線圈所產(chǎn)生的磁通是由各相勵磁線所產(chǎn)生的磁通交匯在同一個三柱式鐵心上的,使得三相鐵心上的磁勢得到平衡,在數(shù)量上大致相等,因而在輸出端的電壓也得到了平衡,數(shù)量上也大致相等,且穩(wěn)定在所設(shè)定的工作點(diǎn)電壓上。 此外C組相位調(diào)整線圈采用了調(diào)整組別結(jié)線的方式來調(diào)整各相輸出電流與電壓的相位,從而改善了各相功率因數(shù),減少了無功損耗,消減了負(fù)荷上所產(chǎn)生的高次諧波分量。 (3)綜合節(jié)電效應(yīng) ①變頻器采用了電磁平衡技術(shù)原理來調(diào)整用電設(shè)備上電壓的平衡度和穩(wěn)定性,在純電阻的照明、電熱負(fù)荷中節(jié)電率η為: η=△P/P1=(P1-P2)=1-P2/P1=1-(V2/V1)2 將用電設(shè)備的運(yùn)行電壓從V1調(diào)整為V2時,如V2=0.98V1,則T1=4%;如V2=0.96V1,則T1=7.8%; 如V2=0.94V1,則η=11.6%;如V2=0.92V1,則η=15.4%。 ②通過消減電壓的不平衡度對電機(jī)進(jìn)行節(jié)電 在三相電壓幅值相等時,一般三相電壓是平衡的,其各相電壓矢量也相差120°,但在三相電壓不平衡時,則將產(chǎn)生負(fù)序電壓和零序電壓分量。 從三相不平衡電壓按對稱分量法分解出的負(fù)序分量電壓U2是一個反時針方向的序量,它可使電動機(jī)產(chǎn)生附加的反方向旋轉(zhuǎn)的制動力矩,如要克服它并且產(chǎn)生按正方向保持原速度,就要增加一倍的正序能量才能保持原速度,例如:U2=1.5%U1時,則要增加2*1.5%的功率。對于零序分量就是由于電壓的不平衡產(chǎn)生的電壓中心點(diǎn)偏移,導(dǎo)致產(chǎn)生電壓或電流分量,它對電動機(jī)產(chǎn)生的電動力矩和增大線圈漏磁通損耗,所以通過對不平衡電壓的程度消減,可帶來節(jié)電效應(yīng)。 ③減小了電機(jī)的起動電流 電機(jī)在起動時的陽抗ZL極小,起動電流一般為(3.5~5.5)ZA即3~5倍的額定電流。但在加裝省電裝置后,等于接入了一定數(shù)量的等值陽抗ZF,可將起動電流減少為2~3倍的額定電流。 ④消減了電力網(wǎng)絡(luò)帶來的高次諧波 電網(wǎng)所帶來的多種高次諧波分量對電動機(jī)的損耗加大,對電度表及其它計(jì)量裝置影響很大。在安裝節(jié)能裝置后,可消減一半數(shù)量以上的高次諧波分量,也起到了一定程度的節(jié)電效果。 ⑤降低送電線路和電機(jī)線組銅的損耗。 在較長線路或過載電流大的線路上,按銅損耗公式PCU=I2R分析,減少電流值對銅損耗就有明顯的減少。 ⑥消減系統(tǒng)出現(xiàn)的閃變現(xiàn)象 當(dāng)相鄰送電線路發(fā)生故障或擾動會波及到工作線路上的電壓穩(wěn)定,電壓擾動對用電設(shè)備工作影響極大。而節(jié)能裝置采用磁性材料和特殊的結(jié)線,平衡電壓或電流的瞬間變動,由于工作線路上的電壓得到了緩慢的升降,對用電設(shè)備起到了一定的穩(wěn)壓的保護(hù)作用,使用電設(shè)備免受系統(tǒng)中浪涌電壓的損害。 2、變頻技術(shù)的應(yīng)用設(shè)想實(shí)例分析 針對到常運(yùn)行泵站全壓、全流量、全負(fù)荷的實(shí)際情況,綜合投資、效果、性能等諸多因素,經(jīng)對小王莊泵站實(shí)際用電線路情況和用電狀況調(diào)查,發(fā)現(xiàn)在安裝相應(yīng)型號的變頻器后,通過同類對比,總用電量將會明顯降低,綜合節(jié)電效益非常可觀。 (1)用電設(shè)備現(xiàn)狀 現(xiàn)有36WZ-82W臥式軸流泵5臺;單臺電流為:180A,功率155KW;平均電壓為420V;運(yùn)行時問為日運(yùn)行時間24小時,以年運(yùn)行122天計(jì)算;電費(fèi)單價為平均電費(fèi)單價0.70元/kWh (2)變頻裝置的技術(shù)分析 通過對小王莊泵站用電情況的系統(tǒng)分析、現(xiàn)場的勘測,并根據(jù)實(shí)際用電情況及衡量的各種因素,為更加有效發(fā)揮設(shè)備最佳節(jié)能效果,按線路實(shí)際功率滿負(fù)荷量匹配同等容量的KY-10變頻節(jié)能裝置,從而保障用電設(shè)備的安全和穩(wěn)定,節(jié)能用電達(dá)到可觀的效果。具體表現(xiàn)如下: ①減低高峰時的用電量,使用電分配更具彈性。 ②節(jié)約電能、延長設(shè)備使用壽命。該裝備能根據(jù)電機(jī)的負(fù)載情況進(jìn)行適時的控制,消除不必要的電能損耗,使電機(jī)以最佳的效率運(yùn)轉(zhuǎn)。降低電機(jī)和震動,改善工作環(huán)境。 ③自動重試功能。利用自動重試功能,使電機(jī)在瞬間停電或跳閘之后,能已極快地速度恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。重試的次數(shù)與加速時間可根據(jù)需要來設(shè)定。 ④大幅提高電動機(jī)功率因數(shù)。該裝置對供給給電機(jī)的電壓及電流進(jìn)行優(yōu)化控制,大幅度改善電動機(jī)的功率因數(shù),使電動機(jī)能在最高效率下運(yùn)轉(zhuǎn)。 ⑤對負(fù)載變化快速反應(yīng)。該裝置對頻繁的負(fù)載變化做出快速反應(yīng),輸出電壓能在瞬間達(dá)到能在瞬間達(dá)到所需水平,使電機(jī)產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩,令電機(jī)平均的運(yùn)轉(zhuǎn)。 ⑥根據(jù)以往的安裝經(jīng)驗(yàn),安裝省電裝置后,如計(jì)及平衡三相電壓,抑制啟動電流,消除高次諧波等因素,綜合評定節(jié)電率可達(dá)20%或以上。 (3)安裝變頻裝置的經(jīng)濟(jì)分析 方案①:對1臺水泵安裝型號KY-10-185(標(biāo)準(zhǔn)型)變頻器1臺,預(yù)計(jì)價格:94000元; 方案②:對1臺水泵安裝型號KY-10-185(一用一備型)變頻器l臺,預(yù)計(jì)價格:112000元。 說明:該變頻節(jié)能裝置不允許改變電動機(jī)設(shè)備運(yùn)行情況。例如:轉(zhuǎn)速不能有變化一該變頻節(jié)能裝置安裝費(fèi)用(根據(jù)現(xiàn)場情況而定)及運(yùn)費(fèi)不含在設(shè)備總投資內(nèi),此兩項(xiàng)費(fèi)用應(yīng)另行計(jì)算。 (4)安裝變頻裝置的節(jié)能分析 根據(jù)小王莊泵站目前用電情況分析、估算取得以下數(shù)據(jù):(平均每度電費(fèi)按:0.70元/kwh計(jì)算) 日平均用電量:3720kWh,日平均電費(fèi):2604元;年平均用電量:453840kWh,年平均電費(fèi)317688元。 根據(jù)以上電費(fèi)數(shù)據(jù)和投資總額數(shù)據(jù),以方案1為例進(jìn)行分析,評估得出以下回報(bào)期(詳見表1、表2) 2、節(jié)約電費(fèi)表(以方案1為例進(jìn)行分析) 說明:KY-10變頻節(jié)電器實(shí)際的使用壽命是20年。變頻節(jié)電器為用電設(shè)備延長使用壽命可起到積極的作用,綜合其附加效益,回收期應(yīng)比預(yù)計(jì)的回收時間可提前。可考慮到延長設(shè)備使用壽命1.5~2倍的附加效益。 三、總結(jié) 通過以上實(shí)例的運(yùn)行效果可以看出:采用變頻裝置以后,水泵運(yùn)行平穩(wěn),水泵故障明顯下降,完全克服了原控制系統(tǒng)的缺陷,具體表現(xiàn)在如下幾個方面: ①變頻裝置精度高,保護(hù)功能完善。系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化直接通過柜面鍵盤設(shè)置,系統(tǒng)故障自診斷后直接顯示在柜面窗口上,系統(tǒng)基本屬于免維護(hù),大大提高了工作效率。 ②通過液位計(jì)檢測液位,其檢測信號作為控制系統(tǒng)的輸入基準(zhǔn),控制系統(tǒng)的輸出頻率,實(shí)現(xiàn)浪位閉環(huán)控制,提高了系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo),改善了水泵的工作狀況,降低了水泵的起、停次數(shù),延長了水泵的使用壽命。 ③改造后,控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,電機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,不但降低了故障時間,且節(jié)約了大量能源。 ④由于頻器的免維護(hù)及低故障率,節(jié)約了大量的維護(hù)和檢修費(fèi)用。 ![]() ![]() |