计量泵

石油和化工行业作为能源消费的大户,我国化学工业每年能源消费量约占全国消费总量的10%~12%。在化工产品成本中,能源通常占到20%~30%,高耗能产品甚至达到60%~70%。按照国家关于部门的调查统计,我国发电量的50%以上用于驱动马达做功,此中90%的马达是交流马达,这些马达被广泛用于电力、冶金、钢铁、石化等大、中型企业,拖动风机、泵类、压缩机等各种负载设备,并且大大都是采用直接恒速拖动,每年城市造成大量的能源浪费。

各类水泵与风机是我厂的一类主要设备,出于防火防爆与安全角度有考虑,在设计选型时,一般都要留有绝对是的裕度,致使水泵风机的现实运行负载率都比力低,一般只有40%~60%。选配电机时,又要将所需轴功率的数值乘以1.1~1.15倍,而在查电机目录时,又会将电机功率再向上升一级,从而使所选的电机功率比现实所需的轴功率大的多。另外水泵风机的等级多,配套电机可供选择的功率等级少,往往某一型号的水泵风机有6~8个轴功率值,而配套电机只能按最大轴功率来选取,有时还要按照最大轴功率的1.15倍来选取,造成在选取配套电机时所达到的名义负载率也只有60%~80%左右。如许一来,在设备的现实运行中,这些泵与风机马达大部分运行在低负荷状况,而不是额定负荷状况。同时由于具体的生产工艺状况随时间、产量、品种改变等诸多因素而变化,需要时常对负荷进行调整,对风机与水泵来说,这种调整往往是通过调节挡板的开度来调节风量与水量的大小。如许的工作状况造成了大量的能源浪费。

对于泵惠风机,由流体动力学理论可知,流体流量与泵或者风机的转速一次方成正比:

即:,所以

水泵或者风机的扬程(压力)与转速二次方成正比:

即:,所以

而其功率则与转速的三次方成正比:

即:,所以

式中:q、n、t和p别离表示流量、转速、转矩和功率,式中脚标"e"均表示额定工况参数。当转速减小时,马达的能耗将以其三次方的速率下降,因此变频调速的节电效验非常显著。如流量由100%降到70%,则转速相应降到70%,压力降到49%,而电机的功率降到34.3%,即节约电能65.7%。并且采用调速的方法来调流量时,调节深度越深(要求的流量越低),节能率就越高。即使调节到90%的流量,理论上能耗也可降低27.1%,节能效验极为显著。

泵的现实输出轴功率:

⑷

水泵的额定输出功率:,

:①造粒机组系统如:挤压机/熔化泵/切粒机以及旋转加料器;②部分计量泵如:hdpe丙/丁烯泵;③催化剂添加剂加料器;④空冷风机如sm/水气循环水凉水塔。前1-3类为设备自己就使用了变频调速器或者后来改造为用变转速调器进行调节,在使用变频调速器的目的不是为了节能,而是出于工艺控制的目的。第4类使用变频调速器一是出于自己工艺的要求,更主要的是为了节能,在使用实践中有绝对是的节能效验,但因为没有与工艺控制参数(温度)实现闭环控制,没有达到最大限度的节能。从以上的统计可以看出,目前塑料厂真正意义上的为消灭调节阀而实施变频节能的变频器应用场合还太少。

按照生产现场的现实情况与生产工艺的要求,决定对各生产装置的一些泵、风机、压缩机等设备进行变频改造,共安装了21台变频调速器用于节能改造,这一批设备从90kw到5.5kw不等,总功率835kw。设备均选用了vacon公司的nx系列变频器。在控制上,大部分采用了与工艺状况相接洽关系的闭环控制,自己主动按照工艺状况的变化调节电机的运行频率。

vacon nx变频器在机械上由两个单元组成:功率单元和控制单元。主电源的三相交流电抗器和直流桥电器皿一起,组成lc滤波器,再加上二极管桥就产生了igbt逆变模块所需要的直流电压。交流电抗器的作用是按捺从电源到变频器或者就频器内部所产生的对电源侧的高压扰动。它同时也可以改善变频器的输入电流波形。如许使患上变频器从电源侧接收的功率几乎都是有功功率。igbt桥产生作用于电机的对称三相交流pwm交流电压。