ATV1200变频器在工业水回用节能改造中应用.doc

ATV1200变频器在工业水回用节能改造中应用 　　摘 要：该文介绍了工业污水回用的工况和能耗情况，通过案例对工业污水回用中外送离心水泵一次供电系统、二次控制系统设计以及对改造完成后运行效果和节能效果分析，详细阐述了施耐德ATV1200高压变频器在的节能改造中的应用。运行结果表明，利用ATV1200高压变频器对大功率水泵进行变频驱动改造，节能效果明显，提高设备和系统的安全可靠性。 关键词：ATV1200高压变频器 工业污水回用 节能改造 安全可靠 中图分类号：TP316.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（b）-0082-02 随着国民经济的持续发展，节能减排已成为共识，而大多数的能源以电能的形式供应，因此，节约电能是节能减排的重要组成部分。据统计目前全国各类电机年耗电量约占全国总发电量的65%，而其中大功率风机、泵类的年耗电量约占工业总耗电量的50%，最大限度地降低风机、泵类等设备的耗电量对于节能具有重要意义。 1 工业污水回用的工况 炼油化工工业污水回用是将工业污水通过隔油、浮选、曝气池及沉淀等工艺环节的处理，达到国家或行业排放标准的前提下，再通过过滤、渗透等工艺步骤进行深度处理，能够达到工业生产用水标准，回用到工业用水系统中，从而达到污水回用的再利用的目的。 1.1 工况特点 北京燕山一水厂，在整个炼油工业污水回用工艺过程中，涉及到物理过滤、沉淀与化学加药等多种工艺处理方式，主要是利用设备对污水进行提升、加药搅拌以及泵送来实现最终处理回用。污水回用处理的过程属于连续不断的生产过程，其中关键部位的原水提升、中间提升环节设备使用的是潜水泵，水回用外送主要采用高压电机拖动离心泵工频连续运行进行传输，以达到使用单位的需求。 1.2 能耗分析 在现场运行设备中，主要在提升和泵送两个环节使用设备的功率较大，其耗电量占到整个回用水生产能耗的65%以上，特别是在回用水外送环节使用高压电机拖动的离心水泵，其能耗占到总能耗的45%～50%之间，所以整个回用水能耗指标受到外送水泵能耗的影响较大。 根据设备日常运行的工况分析，在设备运行过程中，阀门的开度基本上在30%～40%。根据离心泵工作原理，在工频运行条件下，一部分能耗直接消耗在阀门要求相同的流量时，若是使用阀门调节来控制流量，则相对于水泵转速调节，有ΔP的功率被损耗浪费了，并且随着阀门的不断关小，这个损耗还要增加。 根据外送泵的生产操作特性与工况，正常运行时外送泵阀门的开度基本上在30%～40%之间，根据离心泵工作原理，采用变频调节装置根据工况调节流量是很有必要性的。通过对运行工况及负载分析，为2台外送水泵配备变频器，通过变频器可对泵的输出压力和流量进行直接控制，既可以调节泵的出水量，又可以降低电动机的功耗，从而达到了保证和改善工艺，又可达到节能降耗的目的和效果。 2 改造设计 2.1 一次系统供电改造 根据回用水外送泵工艺采用“一用一备”模式运行，由配电室的高压断路器直接供电，采用安装操作柱，实现现场启停和运行电流监视功能。 为最大限度的节能，结合泵定期切换以及运行稳定性要求，变频系统采用一拖二方式，并能实现变频和工频运行。具体改造是采用一台变频器分别单独传动二台水泵设备电动机中的一台水泵电动机变频运行，电动机可以变频运行也可以通过旁路方式工频运行，工频运行和变频运行可以根据现场需要进行灵活切换。 改造前、后一次供电系统如图1： 变频系统由变压器柜、旁路柜、控制柜、功率柜及配套的现场断路器柜。相关说明： 1QF和2QF以及M电动机为现场原有设备。VSD变频器、含QS10、QF11和QF12的RM6高压断路器柜体、含QS1-QS3高压隔离开关的一拖二旁路柜体以及QS4为新增设备。 系统要求正常情况下，允许有一负载工作在变频状态，另一负载工作在工频状态，也可以两台负载同时工作都在工频状态。变频运行、工频运行以及只能一台水泵运行在变频状态具有相应的机械以及电气连锁。 2.2 ATV1200变频器简介 ATV1200变频器是施耐德公司推出的一款专用节能的中压变频器，采用了目前高压变频器最成熟的一种技术??―多电平串联的技术来实现高压电的输出。这是目前高压变频器最成熟的一种技术。 该高压变频器具有运行稳定、调速范围广、输出波形正弦度好、输入电流功率因数高、效率高等特点，对电网谐波污染小，直接满足国际谐波抑制标准，功率因数高，不必采用功率因数补偿装置，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt等问题，不必加输出滤波器就可以使用普通的异步电机。由于这种结构的高压变频器对电网和电机都几乎没有影响，所以选用ATV1200变频器