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莱钢科技 第2期(总第146期) -’?．‘? ?．’?．‘?．‘“ ÷经验交流÷ ；?．．．．．．．?．．?．．?．．?．．?．二 水泵节能改造实践 巩立刚 (棒材厂) 摘要：介绍了节电器的工作原理及其在水泵上的应用情况，实践证明，节电率达30％，经济 效益可观。 关键词：电机节电器 变频功率因数旁路扬程 0 前言 2008年底，莱钢为降低生产单位电能消耗、提 高设备功率因数，实施了节能改造工程。在节电改 造中积极推广应用 DJ型电机节电器，该设备采 用高智能控制技术，使电动机工作在最佳状态，提高 功率因数，能够有效地改善电机的启动性能，降低对 电网的冲击，节电效果良好。棒材厂运转车间率先 在水泵类负载上应用了该节电新技术，经过实际运 行电能考核，取得了30％ 的节电效果。在节电新技 术应用的同时，又根据现场不同的工况进行了不断 创新，使系统更加完善，操作简单、实用性强。 l 电机节电器的工作原理 TSDJ型电机节电器是专门为电动机设计制造 的节电设备，兼有自动跟踪节电和变频调速节电两 大功能。它采用高智能控制技术，并实时跟踪负载 变化，输出最经济的功率，使电动机工作在最佳状 态；通过变频对电机的转速进行调整达到调整流量 的目的，以满足负载的工况。该设备无谐波污染、功 率因数在0．9以上，同时具有很强的设备保护功能， 能够有效地改善电机的启动性能，降低对电网的冲 击；能够延长电机与机械的使用寿命，实现30％左 右的节电效果。 2 水泵节电分析 2．1 水泵的工艺要求及工作状况、数据分析 作者简介：巩立刚(1971一)，男，1997年毕业于山东电大电气工程专 业。助理工程师，主要从事电气设备管理工作。 68 2．1．1 中小型区域电机冷却水泵 棒材厂运转车间的电机冷却水泵负责给中小型 区域轧线直流电机、液压站及轧线空调设备供应冷 却水，回水经过过滤、冷却后再循环利用。系统共有 2台泵，一用一备。启动方式采用软启动。水泵电 机160 kW，额定电流289 A，水泵流量515 m ／h，70 nl扬程，出口压力0．7 MPa。存在的主要问题为水 泵长期运行，存在泵憋压现象，导致电机发热严重， 电机长期运行电流280 A，泵出口阀门开度小约为 30％ ，则泵实际流量约在100 rll ／h，泵流量远大于 实际需要水量，而且电机长期额定状态下运行，造成 电能的浪费和电机使用寿命缩短。 2．1．2 水处理泵工艺要求及工作状况、数据分析 大型区域一台水处理泵，用于将旋流井的水送 到轧线，电机功率110 kW，泵流量380 In ／h，扬程 50 in，工频启动 额定电流201 A。阀门全开，供水 压力0．4 MPa。实际运行电流160 A，实际电机输出 功率为87．5 kW，因此存在20％功率浪费，即造成了 电能浪费20％ 。 2．2 节电分析 圈1 水泵工作曲线 莱钢科技 2010年4月 曲线1为水泵转速按N1工作时的特性曲线， 曲线2为水泵转速按N2工作时的特性曲线，曲线 3、4分别为管道阻力曲线。Q为流量，H为扬程0 ． 根据第一工况即曲线l，水泵自A点，流量为 Q1，扬程为Hl，若转速不变，水泵通过阀门调节到B 点，流量为Q2，扬程为H2，途中可知流量减小，扬程 上升，管道阻力由3变为4。 如果不采用阀门调节，则管阻力曲线保持3不 变，改用调节水泵电机的转速来减小流量，则水泵执 行曲线2，转速曲线为N2；即工作在c点，流量仍为 Q2，扬程减小为I-I2，可以得出相对于B、C两点，输 出功率减少。因此得出结论：减小阀门的阻力带来 的功率减少量P=PB—PC。在中小型区域的电机 冷却水泵为这种类型，通过调节电机转速，使阀门由 30％开到100％ ，可使输出功率降低，因此该泵具有 节能空间，并通过降低电机转速，降低电机运行电 流，改善电机的运行状况。 在管道阻力不变的前提下，水泵的流量Q压力 (扬程)H，轴功率P，转速N，存在如下关系：Q N， H ocN2。PocN3 因此通过调速改变水泵流量，流量下降50％ ， 则水泵轴功率将下降87．5％。可以得出在满足压 力的情况下，降低电机转速，即变频调速(将电机工 频下的额定转速降至50 Hz以下转速)，使水泵的输 出功率降低，从而节电。大型区域的水处理泵符合 上述情况，可通过变频调速降低输出功率，达到工况 需要并节电的功效。 3 节电改造 1)在中小型区域电机冷却水水泵上(160 kW) 采用 DJ一160节电器，系统共由2台GGD的控制 柜组成。该泵为一用一备，均采用软启动控制。现 采用一台节电器装置驱动两台电机，并分别实现两 台电机的节电与旁路的切换，旁路即原系统的软启 动功能(系统中标识为l 节电／旁路，2 节电／旁 路)。 由于该泵远离值班室，将故障报警信号通过远 传至值班室，具有声光报警，提醒操作工注意。当出 现故障时，立即到现场判断故障原因或立即切换到 旁路状态，保持系统的不问断供水。 电机的原长期运行电流由原来的280 A下降到 现在160 A，电机变频运行，频率42 Hz，满足工艺要 求的0．7 MPa压力要求，消除了电机过热，泵出口阀 门开度有原来的30％到现在的100％。 2)在大型区域水处理泵上(110 kW)采用TSDJ — ll0节电器，由一台GGD的控制柜组成，可实现 节电与旁路的切换，旁路状态为原来的电机直接启 动。由于该泵正常情况下有生产车间的轧钢工来操 作，因此在柜体面板上自主安装了手动调频旋钮，操 作工可根据轧钢工艺要求的流量压力进行相应的频 率调节。 在满足系统要求的压力前提下，电机变频运行， 降低电机转速，调节流量。电机的原长期运行电流 由原来的160 A下降到现在100 A，电机运行频率一 般运行在41 Hz。 4 改造效果 经过一年的运行，节电器运行正常。通过实际 的用电考核，原工况下l’泵(160 kW)运行l h用电 160 kWh(度)，节电运行l h电度表读数107 kWh ， 节电率32．8％。原工况下2 泵(110 kW)运行1 h 用电90 kWh(度)，节电运行1 h电度表读数63．6 kWh ，节电率29．3％。因此两台水泵节电效果显 著，同时改善电机运行工况，延长了电机的使用寿 命。经测算两台泵年节电效益40多万元，经济效益 显著，实现了节能减排。 特邀编辑：刘红军 Transformation of W ater Pumps for Energy-saving Gong Ligang (The Bar Plant) Abstract：The working principles of a powersaver and its application on water pumps are presented．Pracrice testifies that its power saving rate gets up to 30％ ，with remarkable economic returns． Key words：motor power saver；frequency control；power factor；bypass；head of deliver |
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