文档介绍：变频调速节能
技术方案
上海倍特讯电气公司
一、概述
本方案根据用户要求编制,用于8台6000V 355kW离心水泵调速节能。
二、原系统状况
对2009年度送水泵组运行数据进行统计分析,其供水情况为:
(1) 2009年度供水情况
泵组每天供水总量约:200000m3~260000m3;轧钢时瞬时流量:11000m3/h~13000m3/h;停轧(换辊)时瞬时流量:1100m3/h~3000m3/h;波动较为平缓。
,~。
目前,通过开关泵组回流电动阀和起停单泵来控制供水总管流量。
(2) 水泵投运情况
8台送水泵,正常运行4~5台;
目前,根据系统循环水量决定投运水泵数量,并根据池液位控制范围,开关泵组回流电动阀。
(3) 5台送水泵典型工况
泵组供水总管流量12000m3/h、,送水泵出口电动阀开度为100%,手动阀开度为100%,,回流阀开度100%,泵组回流量约为1500m3/h。
(4) 对2009年度工业水供水量及水泵投运情况分析,形成下表。
2009年泵组供水数据统计表
№
泵组水量
(m3/h)
泵组运行
(台)
时间
(h)
时间
比例
节能潜力
1
11000-13000
5
7500
2
1100-3000
2
500
三、系统方案说明
由于生产用水量随时变化,为保证供水质量,一般使供水水压恒定,最常见的办法是采用变频恒压供水系统,即压力变送器装在主管网上检测管网压力信号,再将此压力信号送到变频器(PLC)的模拟信号输入端口,由此构成压力闭环控制系统,管网压力的恒定依赖变频器的调节控制。对于多泵情况,
对低压水泵电机(380VAC~690VAC)可以两种不同的控制系统方案,一种是”顺序控制方案”,系统图如图一所示
图一顺序控制方案系统图
图中:BPI--变频器;BUI~BU4--软起动器,PT—压力变送器。由图一可见,变频器连接在第一台水泵电机上,需要加泵或减泵时,由变频器RO1~RO3端口输出信号起动或停止其他的水泵,这时水泵的起动采用自耦减压起动装置或软起动器。这种方案的特点是水泵电机不需要在变频和工频之间切换;第一台水泵永远连接在变频器上,没有切换过程中的失压现象;由于变频泵以外的泵都有软起动器,所以不需要再做备用系统,当变频器故障时,可用软起动器手动起动M2~M4水泵,保证供水不致中断;每台电机都有起动器,初始投资较大。另一种是“循环投切“方案,系统图如图二所示
图二变频恒压供水循环投切方案系统图
图中:BP1—变频器,BU1—软启动器,PT-压力变送器,ZJ1、ZJ2-用于控制系统的起动/停止和自动/手动转换。由图二可见,变频器连接在第一台水泵电机上,需要加泵时,变频器停止运行,并由变频器的输出端口RO1~RO3输出信号到PLC,由PLC控制切换过程。切换开始时,变频器停止输出(变频器设置为自由停车),利用水泵的惯性将第一台水泵切换到工频运行,变频器连接到第二台水泵上起动并运行,照此,将第二台水泵切换到工频运行,变频器连接到第三台水泵上起动并运行;需要减泵时,系统将第一台水泵停止,第二台水泵停止,这时,变频器连接在第三台水泵上。再需要加泵时,切换从第三台水泵开始循环。这种方式保证永远有一台水泵在变频运行,四台水泵中的任一台都可能变频运行,这样,才能做到不论用水量如何改变都可保持管网压力基本恒定。
以上两种供水方案水泵电机的投、切比较频繁,对低压电机影响不大,但对高压电机不允许频繁的投、切,供水方案如图三所示:
图三高压电机水泵变频调速节能方案
由5台送水泵典型工况和2009年泵组供水数据统计表:泵组供水总管流量12000m3/h、,送水泵出口电动阀开度为100%,手动阀开度为100%,,回流阀开度100%,泵组回流量约为1500m3/h。每台水泵的流量为2500 m3/h左右。为节能将回流阀开度设置为零,5台水泵同时运行。轧钢时,其中变频泵工作频率为50Hz,满足轧钢需要的最大供水流量13000m3/h;当供水量减小时管网压力上升,压力变送器的输出信号是变频器降频,当频率降到35Hz时,变频水泵的压力为原来压力的49%,可能水泵也不出水了,但不能产生倒流,可在变频器上设定下限频率来保证。换辊时,水量的变化是1100~3000 m3/h,关3台工频泵,同样用一台变频器来自动调节,但在低流量时,如果两台都是变频泵节能效果更好,这要增大投资。
四、高压变频器
选用森兰SB-HV高压变频器
1、产品特点
SB-HV系列