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供水系统设备变频节能改造设计与节能效果研究

内容摘要

随着高压变频技术的不断发展和性能的提高，其越来越广泛的应用于设备的节能改造中，变频器在一些高能耗行业的应用已经非常普遍，节能成果显著。

本文主要介绍了变频节能技术的基本结构、分类、变频节能的原理以及变频节能的应用领域；其次，以自来水公司为案例设计了一套恒压供水系统，采用PLC控制实现两台泵的切换控制和工频转换，得出恒压变频供水原理图和恒压变频供水系统主电路图。最后，通过恒压供水系统的投入运行结果和先前系统的运行结果作分析，论证了变频节能技术的优越性，供水系统通过变频节能改造之后，不仅可以在保证设备工作性能不受影响的前提下可靠运行，还能节约大量的能源。

关键词：变频节能；变频器；恒压供水

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

1绪论 3

1.1课题的背景及意义 3

1.2国内外发展现状 4

1.2.1国外变频技术发展现状 4

1.2.2我国变频技术发展现状 4

1.3论文主要工作 5

2变频节能技术简介 5

2.1变频器的基本结构 5

2.2变频器的分类 6

2.3变频节能原理 7

2.4变频节能的应用领域 8

3变频节能技术在供水系统设备的应用 10

3.1供水系统设备 10

3.2变频恒压供水系统的基本原理 12

3.3系统调试及参数 15

3.3.1自动恒压供水系统调试要点 15

3.3.2硬件技术参数 15

4变频节能改造效果分析 16

4.1变频改造后的运行分析 16

4.2变频改造后的节能分析 19

5结论 21

参考文献 22

1绪论

1.1课题的背景及意义

能源工业是国民经济的基础，对于社会和经济发展以及提高人民生活水平非常重要。在当前世界经济发展进程中，能源短缺不仅限制了大多数发展中国家的经济增长，而且对许多发达国家造成了很大的问题。因此，在我国有效利用能源非常迫切。电动机是主要的能源消耗者之一，在节能研究方面具有巨大的潜力。变频调速技术是通过变频调速改变轴的输出功率来达到降低输入功率，节省电能的目的。变频调速技术已广泛应用于中国许多行业的电机驱动设备中，具有出色的调速性能，节电效果和设备利用率的提高，降低了电机的功耗，实现了高效的系统运行节能。

目前，由于环境污染和不合理的能源消耗，特别是从冬季开始以来，中国北部、中部、东部和中国大部分地区的雾霾天气一直很大。经济发展不可避免地导致了一些能源消耗，而过多的能源消耗不可避免地会加剧环境污染，因此节能已成为中国必须面对的主要问题。电动机在中国许多企业中得到了广泛的应用，采用变频技术不仅可以有效地提高设备的使用寿命，而且不影响设备的运行性能，而且可以大大降低和减少设备的能耗。平衡环境污染与经济发展之间的矛盾。

电机节能是发改委发起的十大节能项目之一，根据国家发展计划的要求，积极推广变频调速和节能技术，如水泵、风机、压缩机等。这种通用机械系统使用变频调速和节能方法，工业机械使用交流电动机变频过程调速技术。

据估算，我国电动机的总装机容量约为5.8亿千瓦，已经达到全国耗电总量的60%～70%，而其中交流电动机就占据了90%左右的份额。和国外相比，我国各类电机运行效率平均要低3%～5%，风机和泵类的运行效率要低2%～3%，总体上在用的电机类驱动系统的效率要低近20%。假如按照电动机总容量10%对相关系统进行调速改造，那么按照年平均运行时间4000时、节电效率达到20%～25%来计算，每年的节电潜力可以达到310亿～410亿千瓦时的总量。再加上为改善工艺流程，而进行调速改造的电动机这方面带来的一些节电潜力，总节电潜力大约可以达到500亿千瓦时，这就相当于装机容量为1万兆瓦的发电厂一年的总发电量。从这些实际的数据我们可以看出，目前我国节能市场中最具商业潜力的领域就是电机系统节能技术[1]。

众所周知，风机和水泵是变频器节能的重要领域和潜力市场领域，其使用量占据变频器市场份额的半壁江山。而它们的电能消耗和维修、维护的费用以及阀门、挡板等相关设备的节流损失就能占到其生产成本的8%-27%，这是一笔相当可观的费用开支。伴随着不断深入经济改革，市场的竞争也不断加剧，在工艺水平相对成熟，无法大幅改变的情况下，节能降耗就成为了提高企业自身竞争力、降低生产成本的重要手段之一。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外变频技术发展现状

高压逆变器的主要海外供应商是西门子，罗宾康，罗克韦尔（AB）和ABB。以西门子为代表的海外，外国品牌为大型市场提供支持，并为大型项目提供支持。海外