变频器恒压供水方案简述.docVIP

刘河煤矿压风机房冷却水系统变频器恒压供水方案 　　我矿目前安装有5台压风机，在压风机的冷却水系统设计上采用的是5台压风机同时运行时的冷却水供水量，但是根据我矿目前的生产情况，实际上在正常情况下5台压风机只需要运行2台—4台，所以冷却水系统有一定的调节范围，而采用变频调速技术用于我矿压风冷却系统恒压供水，具有节能、安全、供水品质高等优点： 一、恒压供水的目的 　　对于供水系统进行的控制，归根到底是为了满足我矿压风冷却系统对于流量的需求。在高峰时期需求量大，需能快速供水;低峰时应维持一定管压。其最根本的控制对象是流量，压力被用来作为控制流量大小的参变量。如果保持供水系统某处压力的恒定，也就保证该处的供水能力和用水流量处于平衡状态，可满足压风冷却系统的用水需求。 二、恒压供水的意义 1、消除水锤效应 　　异步电机在全电压起动时，从静止状态加速到额定转速的时间非常短。在极短时间内，水的流量从零猛增到额定流量。这巨大变化将引起流质对管道的压强产生过高或过低的冲击，并产生空化现象。压力的冲击会使管壁受力，就像锤子敲击管子一样，故称为水锤效应。 水锤效应具有极大的破坏性:压强过高，将引起管子的破裂;压强过低又会导致管子的瘪塌。 恒压供水调速系统可实现水泵电机的无级调速，从而消除供水系统中，因起动和制动过程中动态转矩太大而引起的水锤效应，可延长水泵和管道系统的寿命。 2、水泵变频调速系统的节能收益 我矿却水系统的供水量设计上采用的是5台压风机同时运行时的水量，结合我矿生产需求实际上在正常情况下5台压风机只需要运行2台—4台，所以供水时除高峰期外大部分时间流量较小，只需要维持正常水量时的1/2或4/5，用变频器控制可以使水泵运行的转速随流量的需求而变化，最终达到节能的目的。 采用变频调速方案带来的的经济收益： 水泵属于平方转矩负载，水泵的水量Q与转速n成正比，而水泵的功率P与转速n的立方成正比。 水泵水量Q = K1n 水泵水压 P = K2 n2 水泵功率 P = K2 n3 由于水泵需要全年连续运行，所以按水泵每年工作365天计算，每天24小时，每年累计工作时间为：24×365=8760小时，水泵电机功率为55kw。下面我们对方案的耗能进行一下比较计算。 1）、采用工频运行方式： 每年耗电量为: 8760×55=481800度 按每度电0.55元计算，年支出电费为：481800×0.55≈264990元 2、采用变频调速方式： 由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳ H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。我矿水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％ 每年耗电量为: 4/5转速时：8760×28.16=246681.6度 按每度电0.55元计算，年支出电费为：246681×0.55≈135674元 每年节省129315元 1/2转速时：8760×6.875=60225度 按每度电0.55元计算，年支出电费为：60225×0.55≈33123元 每年节省231866元 所以，采用变频调速方式的水泵运行节能效果是非常明显的。 实践证明变频器的应用不仅节省了能源, 且改善了工艺，启动平稳, 可对电机及水泵起到保护作用, 可提高生产效率，可保障生产安全。 三、系统的构成 我们在给水管上由压力传感器采集给水的水压信号，此信号与所设定的泵出口压力进行比较，利用比较的结果来控制变频器的输出，进而达到控制水压的目的。　　 1、ID调节功能 恒压供水系统的关键在于其电气回路为闭环控制系统，变频器内建的PID功能就可将压力传感器送来的0~5V信号（反馈值）与泵的出口压力（设定值）进行比较，再控制变频器输出，使反馈值与设定值一致以保持恒定的水压。 2、PID休眠状态 当设定值（ 水泵出口压力）低于PID休眠动作准位特定时间后，变频器将执行PID 休眠状态，变频器降低频率运转;当反馈信号超过PID 休眠位准动作特定时间后，变频器会自动切换频率，继续执行PID控制。 3、负载运行可选递减转矩形式 对于水泵类负载，变频器通过自定义V/F曲线来实现递减转矩这种负载特性，其特点为：变频器输出的电压和电流会随着负载的输出而改变，从而达到自动节能的效果。并且可以避免电机长时间运行在大电流时因温升而造成绝缘的破坏，从而延长电机的使用寿命，减少