泵房改造项目方案
一、基本情况某公司目前采用三台55KW水泵,供生产中冷却所需用水,全天24小时不间断运行,水泵一直处于工频状态下运行,对电能的浪费比较严重。
二、运行状况分析
1、对生产工艺中负荷变化的适应能力差具体说,由于生产负荷在不断地变化,生产过程中冷却水的实际所需也在不断变化,而现有系统只有以最大需用量为标准,以供给用水来满足所需。所以对生产工艺中负荷变化的适应能力差。
2、能源浪费严重现有取水方式是以能满足生产所需最大用水来设计。在实际应用当中,生产过程中冷却水的实际所需变化大,水泵扬程浪费。同时由于操作不便,为了保证生产,所抽取水有一部分系没有利用就白白流走。
3、操作不便,起动和停止对设备都有负面影响由于水泵起动过程中,起动电流高达额定电流的4-7倍,而且操作复杂,维护量大,设备故障率高,增加维修费用。同时在停机换泵过程中,由于不是软停车会产生水锤效应,危害设备。
三、节能改造方案根据目前水泵运行的实际状况,我公司提出改用变频调速控制方式,实现水泵房节能降耗,提高水泵的运行效率。
1、恒压供水变频节能的原理,当水泵工作在曲线②的A点时,其流量与压力分别为Q1、p2,此时水泵所需的功率正比于p2与Q1的乘积。由于工艺要求需减小水量到Q2,通过增加管网管阻,使水泵的工作点移到曲线③上的B点,水压增大到p1,这时水泵所需的功率正比于p1与Q2的乘积,由图可见这种调节方式控制虽然简单,但功率消耗并无减少采用变频调速,水泵转速由n1下降到n2,这时工作点由A点移到C点,流量仍是Q2,压力由p2降到p3,这时变频调速后水泵所需的功率正比于p3与Q2的乘积,由图可见功率的减少是明显的。
2.调速控制系统设计根据生产工艺供水要求,考虑若干方面的因素,采用闭环调速控制(图2)。系统主要由一下部分组成:(1)控制对象。电机功率55kW,额定电流110A;(2)变频器选用ATV61HD55N4,适配电动机功率55kW;(3)压力测量变送器(PT)。选用QB1-20025~10MP,用于控制水管出口压力并将压力信号变换为0~10VDC的标准电信号,再输入调节器。
四、改造方案实施首先安装一台控制柜,柜内安装变频器及其他控制设备,在主水管上安装压力传感器,将压力传感器的0~10VDC压力信号送给变频器内部PID控制器,控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算,并给出信号直接控制变频器的输出以使管网的压力稳定。当用水量不是很大时,水泵在变频器的控制下稳定运行;变频器处于低频运行,从而达到节能目的,当用水量大到变频器全速运行而且不能保证管网压力稳定时,可以通过切换开关转到工频运行。改造后该系统能够以三种方式工作,分别为变频全自动、变频手动和工频手动方式操作,通过转换开关自由切换。具体工作原理参考电气原理图。