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【实例】泵的变频改造到底有多大影响

北极星环保网来源:2016/10/27 15:51:29我要投稿
所属行业: 节能  关键词:变频改造 变频器 变频调速

北极星环保网讯:摘要:发电厂中机组各系统随着机组负荷的变化,各种系统参数随工况的变化而不断变化.为了实现准确地控制,采用控制阀门或挡板开度的方法,人为增减阻力,使大量能量损失在阀门和挡板上。随着变频调速技术的日渐成熟,可以实现根据电动机的负载特性来调整泵与风机的转速来适应压力流量等参数的要求,从而具有明显的节能特性。

1 火力发电厂的生产特点

(1) 消耗大量的煤炭资源

火力发电厂其生产的实质就是把一次能源转化为二次能源。温州发电厂装机容量1470MW,去年耗煤就达332.5万T。购煤成本占生产总成本的70%以上,现在煤价高企,千方百计降低单位煤耗,关系到各个火力发电厂的生存和发展。

(2) 电力的生产与消费时刻保持平衡

目前电能尚无法大量的储存,电力的生产与消费要保证时间和数量上的一致性。因此机组出力要根据外部负荷随时进行调整。

(3) 对社会生产生活影响巨大

由于电能与其它能量形式之间转换方便,宜于大量生产、集中管理、远距离输送和自动控制,电能在社会生产中得到广泛的使用,随着人们生活水平的提高,家用电器越来越普及,在生活中对电的依赖性越来越强。因此人们对供电可靠性提出了很高的要求。

2 变频调节的节电分析

2.1异步电机变频调速的工作原理

交流异步电动机的同步转速,即旋转磁场的转速为:

n₀= 60f/p (2-1)

式中,n₀代表同步转速(r/min);f代表定子频率;P代表磁极对数;

异步电动机的转子转速为:

n = n₀ (1-S) = 60f (1-S)/p (2-2)

式中,S代表异步电动机的转差率

S = (n₀-n)/ n₀ (2-3)

由上式可见,调速有三种方法:

1) 改变电动机转差率S;

2)改变电动机定子绕组极对数p;

3)改变电源频率f。

由于一般异步电动机转差率s变化范围很小,电机调速范围很小。当极对数p改变时,转速就随之而改变,但是这种调速方法,不是平滑调速而是极差调速。在电动机极对数P、转差率s不变的情况下,改变电动机定子供电频率,可以平滑改变电动机的同步转速。

2.2 变频调速的节能原理

发电厂中机组各系统随着机组负荷的变化,各系统参数随工况的变化而不断变化,为了实现准确地控制,采用控制阀门或挡板开度的方法,人为增减阻力,使大量能量损失在阀门和挡板上。随着变频调速技术的日渐成熟,可以实现根据电动机的负载特性来调整泵与风机的转速来适应压力流量等参数的要求,从而具有明显的节能特性。下面将结合凝结水泵系统的变频调速控制给予具体的分析。

发电厂的凝结水系统的凝结水泵其工作点取决于凝结水泵的工作特性和管道系统的阻力特性。采用变频调速的电动机来改变泵的转速,以满足工况改变时对性能的要求,其调速时的H-Q曲线为图2-1所示,泵的特性曲线N与管道性能曲线DE的交点A₀即为泵的正常运行时的工作点。

下面通过节流控制和变频调速的比较,说明变频调速的节能原理。



变频调速

图2-1水泵变频调速时的H-Q曲线

节流控制是通过改变装在管道上的阀门或挡板的开度,使阀门对供水的阻力发生变化。所以反映到上图中,阻力曲线从DE移到DE',扬程则从H₀升到H₁,流量由Q₀减小到Q₁,运行工况点从A₀点移动到A₁点。

变频调速控制是在管道性能曲线不变的情况下,通过改变泵的工作转速,使其性能曲线变化,从而变更运行工作点来实现调节。泵的特性曲线取决于电机的转速,如果把速度从n变为n',工况点将从A₀点移到A₂点,扬程将从H₀降到H₂,流量将从Q₀减小到Q₁,与用节流控制时输出的流量相同。

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