循环水泵电机变频改造

循环水泵电机变频改造（精选五篇）

循环水泵电机变频改造篇1

北京现代车身二工厂使用155台点焊机完成车体的焊接工作。每台点焊机均由循环水进行实时冷却, 各循环水管道逐级汇合, 最后通过一个处理中心对循环水进行冷却、过滤, 重复利用。

1. 车身工厂的循环水系统运行图见图1。

2. 车身工厂水泵房及环境条件。

车身二工厂循环水共三套循环系统: (1) 主循环系统。包含两台132kW主电机及过滤器等设备。 (2) 水冷却系统。包含两台30kW电机。 (3) 备用冷却系统。包含两台30kW电机。循环水泵房温度为10～35℃, 相对湿度为85%～90%, 符合变频器运行的环境要求。

3. 车身工厂水泵房运行原理图 (见图2) 。

二、变频控制电机的节能原理

原循环水系统水泵电机的电压恒定, 水泵时刻是以满载荷运行, 仅依靠出水管的阀门对出水的压力进行调节, 存在着能量浪费。

1. 变频控制转速的节能原理。

水循环系统中, 流量调节方法一般为阀门控制法和转速控制法两种。此前, 车身工厂一直使用流量阀对车身工厂的循环水进行流量、水压的控制。如图3所示, 当流量从QA下降到QB时, 稳定工作点由A点移到B点, 供水功率PA与OEBF区域的面积成正比。

转速调节法是通过改变水泵转速来改变水的流量及压力。管道一般处于全开状态, 如果水泵转速改变, 则压力也改变。采用转速调节法时, 压力随着转速改变而改变, 但管阻特性则保持不变。如图3所示, 当流量从QA下降到QB时稳定工作点由A点移到C点, 供水功率PB与OECH区域的面积成正比。

从图3可看出, 采用转速调节法比采用阀门调节法节约的功率△P与HCBF区域的面积成正比。由水泵特性得出以下关系:Q1/Q2=n1/n2, 即流量与转速成一次方关系;而电机实际功率与转速成三次方关系, 即P1/P2= (n1/n2) 3。由此可知, 采用转速调节法的节能效果很明显。

由电机转速公式n=60f/p, 其中, n为电机同步转速, f为供电频率, p为电机极对数, 可知电机供电频率f与转速成正比。这样, 采用变频器调速时, 变频器的输出频率与流量、压力及电机轴功率也有上述的n次方 (n=1, 2, 3) 比例关系。

2. 变频控制转速原理。

车身工厂从循环水房出来的压力设定为4.5MPa。由于ROBOT程序内设定的循环水流量为固定值7.5L/min, 因此要求循环水泵房出水压力也为固定值。这一条件可由管道内的压力传感器进行检测, 并将检测数据发送至变频器, 从而根据水压对电机的转速进行调节 (见图4) 。

3. 变频器的选用。

三菱变频器F系列专用水泵变频器型号为FR-F740-S160K-CHT, 适用电机功率范围132～160kW。

三、能源节约分析

由于无法对水泵房电机使用时间及耗电量进行单一的测算, 只能通过理论值对节约金额进行估算。水泵房电机使用情况以2009年为基准进行计算。由于水泵房电机仅在长时间停产或者定期检修清污时才停止运转。2009年水泵房电机累计停止运转12天 (国庆节设备改造6天, 春节设备改造6天) , 正常运行353天, 计8 472h。

1. 改造前耗电量计算 (2009年) 。

电机能耗=U·I·cos, U为运行电压, I为运行电流, cos为功率因数, t为运行时间。2009年耗电量为380×186×0.88×1.732÷1 000×8 472=912 668.5kW·h。

2. 变频器控制后的耗电量。

测得使用变频器后的电压为239V, 电流为183A, 耗电量=239×183×0.88×1.732÷1 000×8 472=564 762.1kW·h。

3. 节约量。

一台132kW主电机每年可节电347 906.4kW·h, 1年累计可节约19.48万元, 设备改造费用为11.4万元, 投入1年即可收回改造投资。

四、变频器控制电机的优点

1. 降低了能源消耗。

2. 使电机软启、停和降速运行, 减少了振动、噪声和磨损, 延长了电机的使用寿命和维修周期。

3. 安装了水压检测装置, 使得水压更加稳定, 增加了设备稳定性。

参考文献

[1]刘栋良, 赵光宙.交流伺服系统及其控制策略综述[J].电气时代, 2006, 2.

章村矿循环水泵恒压供水变频改造篇2

关键词：变频调速；恒压供水；节能；PID

1 概述

现章村矿洗煤厂压滤车间使用2台循环水泵，互为备用。水泵的规格型号是200ZJ-Ⅰ-65A，额定流量是350m3/h，，扬程是40M ，配套使用电机型号：Y355L-6，额定功率220KW，额定电压 380V，控制手段相对比较传统依靠调节阀门开度来调节介质流量，供水量不能根据生产工艺的要求精确调整，电机做功部分消耗在挡板阀门之间的“頂牛”状态中，存在电能浪费。

2 改造的必要性

2.1 操作简便可控：循环水泵设备的开停车在集控操作界面对该设备实现控制，同时针对重介洗选工艺与脱介筛相关设备设置联锁，大大满足生产需要。

2.2 优化指标控制：循环水泵实现变频调速可分为自动和手动，手动状态下可通过电位器调节速度，自动状态是通过PLC模拟输入信号输入指定频率控制，自动状态下根据工况实时调速，提高了生产效率，为优化运营提供了可靠保证。

2.3 节能节电效果显著：采用变频调节后，系统实现软启动，软停车等功能，系统效率得到提高，节约能源，为降低企业用电率提供了良好的途径。

3 现场情况及节电效果分析

3.1 工频状态下的耗电量计算

Pd：电动机功率；Cd：年耗电量值； U：电动机输入电压；I：电动机输入电流；cosφ：功率因数； T：年运行时间；δ：单负荷运行时间百分比。

电机耗电功率计算公式：Pd=×U×I×cosφ ①

累计年耗电量公式：Cd=T×∑（Pd×δ） ②

其中取电机输入电流为320A， cosφ为0.85，设备运行每年按运行5440小时（340天）340天计算。

根据计算公式①②，通过计算可得出工频情况下各负载的耗电量如下：

Pd=179（kW） Cd=97.4万kW·h

3.2 变频下单位时间耗电量计算

根据流量、压力、轴功率与其转速的关系

用文字表述为：流量与转速成正比、压力与转速的平方成正比、轴功率与转速的立方成正比。

变频状态下的计算如下：

P'：泵实际轴功率；P0：水泵额定轴功率；Cb：年耗电量值；

Q'：水泵实际流量；Q0：水泵额定流量；H'：水泵出、入口压力差；

H0：水泵额定压力。

低压配电系统运行电压380V，电机实际运行电流201A，水泵电机功率l10kW、极数4极、实际出力为55%～83%，取Q/QN=0.80得：

即流量为改造前的80%，则转速为当转速变为80%额定转速时，80%转速变为80%流量、64%压力，最后输出51%轴功率。故：

4 系统技术方案

闭环控制运行：根据现场提供的反馈信息（如压力，流量等）做闭环控制，变频器自动根据反馈值自动调节运行频率，满足现场运行工况。

现场直接接收管道压力变送器传感到变频器PLC 4—20mA信号，变频器内置PID调节器，自动实现闭环控制。随着水泵出水压力的变化，随之变频器的输入反馈信号相应变化，在变频器的PID控制作用下，变频器输出与之相反的控制，最终使得出水压力恒定，实现恒压供水。

5 结语

变频恒压供水系统的设计，提高了供水质量，减少了对设备的冲击，具有节省能源，操作方便，自动化程度高等优点。节能延长电机、水泵使用寿命4年以上。为章村矿洗煤厂优化洗选工艺、提高工作效率、减岗并岗具有重要意义。

参考文献：

[1]赵华军.基于PLC和变频器控制的恒压供水系统设计[J].自动化与信息工程，2006（3）.

[2]胡雪梅.变频恒压供水系统的设计与应用[J].电机与控制应用，2011，38（8）.

[3]张慧宾.变频调速应用实践[M].北京：机械工业出版社，2000：128-129.

作者简介：

循环水泵电机变频改造篇3

1.1 国电肇庆电厂一期工程建设2×350MW抽凝式燃煤热电联产机组, 采用2台350MW超临界、中间再热、抽汽凝汽式汽轮发电机组, 配套2台1150t/h超临界一次中间再热煤粉锅炉, 同步建设供热系统进行集中供热。公司配套建设脱硫脱硝系统, 应用等离子点火及稳燃、固态干排渣等14项国内外成熟的先进技术, 率先引进国际领先的微藻养殖固碳技术, 通过微藻养殖吸收二氧化碳, 排放氧气, 改善空气质量, 并与其他企业在废水、废热循环利用、灰渣综合利用等方面开展合作, 保护生态环境, 促进可持续发展。公司符合国家“热电冷联供”、“上大压小, 节能减排”的电力产业政策和国家环保标准, 公司现已投入商业运营。

1.2 肇庆电厂取水流程

北江水经重力引水管、补给水池、补给水泵、补给水管进入水质净化系统。补给水管道同时设置旁路管道, 水质较好时原水可直接通过旁路管道用作机组循环冷却系统的补给水。在洪水期水质较差时, 原水须经过絮凝沉淀池处理后才可用作机组循环冷却系统的补给水。

2 补给水泵变频改造前概况

2.1 补给水泵及其配套电机参数 (表1)

2.2 补给水泵运行概述

补给水泵房一期安装有三台补给水泵, 配套电机功率均为132k W。全年长时间运行, 正常情况下运行方式为一运两备, 当两台机组运行且带高负荷时会间断增加一台补给水泵运行。补给水泵后端设计两套絮凝沉淀池, 处理水量为2×1000m3/h, 化学值班员根据机组用水需求控制补给水泵出口门开度, 确保取用水平衡。目前, 运行人员采用调整泵出口门开度控制取水量, 这种操作方式的缺点是无法调整驱动电机的转速和达到按比例节能的目的, 从而造成了运行中辅机调节特性差及电能的大量浪费。

3 补给水泵变频改造及运行操作说明

3.1 补给水泵变频改造概况

经公司领导同意, 现已对#1补给水泵进行了变频改造。#1补给水泵变频器厂家为施耐德, 变频器型号为ATV71-132k W, 变频器容量为132k W。该变频器尺寸为105×35×38mm, 变频器控制柜尺寸为230×80×60mm, 控制柜安装在380V补给水泵房PCA段母线抽屉柜旁边。在#1补给水泵的电源开关输出端与电机之间加装变频器。变频器以总线控制, 敷设一根15m长的通讯线至补给水泵配电室内的通讯柜上, 用以传输控制及反馈信号。在变频器盘柜顶部安装排风扇, 盘柜下部离地300mm处, 开300×200mm的进风口, 并加装过滤棉防尘。用风扇将变频器内部热量不断地排放到室外。

3.2 补给水泵变频操作说明

3.2.1 #1补给水泵电机停送电操作步骤不变, 只是在变频器柜内增加了一个风机电源小开关, 在将电源框架开关送电后, 还必须合上变频器柜内风机电源小空开 (风机安装在变频器柜顶部) ;停电时只需将电源框架开关停电即可, 变频器风机电源小开关除特别要求需将其断开外, 一般都保持在合闸位置。

3.2.2 #1补给水泵送电后, DCS上变频器状态仍处于失电状态 (变频器显示黄色) , 这是正常现象, 是由于还未合上该泵电源框架开关的原因。

3.2.3 变频器运行频率范围在30Hz~50Hz, 启动频率为30Hz。启动后加减频率速度要缓慢, 变频器跟踪频率有一定延时。

3.2.4 严禁用高压摇表测量变频器的输出绝缘, 这样会使功率单元中的开关器件损坏。如果要对电机进行绝缘测试, 应首先通知检修人员将变频器连接电机的电缆解开, 再用摇表测试电缆及电机绝缘。

3.2.5 变频器运行环境温度尽量保持在30℃以下。如果变频器风机故障停运, 应立即切换泵运行, 将#1补给水泵停电处理风机正常后再投运。

4 补给水泵变频改造前、后各参数对比

4.1 改造前通过阀门开度改变水量、压力、电流等参数对照表 (表2)

4.2 改造后通过频率变化改变水量、压力、电流等参数对照表 (表3)

4.3 工频和变频控制下运行120小时电流、电量统计对照表 (表4)

5 补给水泵变频改造后的节能情况

5.1 节约耗电量、电费:补给水泵工频运行日耗电按2807.88千瓦时计算, 年耗电=2807.88×365=1024876.2千瓦时;补给水泵变频运行日耗电按1871.92千瓦时计算, 年耗电=1871.92×365=683250.8千瓦时。补给水泵采用变频运行年节约电量=1024876.2-683250.8=341625.4千瓦时, 电费按0.5元/千瓦时计算, 一年节约电费17.08万元。

5.2 补给水泵变频改造后, 补给水泵出口门全开, 大大减小了水的阻力损耗。由于水泵的驱动电机在变频状态下工作, 工作频率在不断的变化中, 使水泵的固有共振频率与工作频率一致, 从而避免了共振现象的产生, 保证了运行设备安全并达到了辅机节能的效果。

5.3 补给水泵采用变频调速后, 驱动电机基本工作在30Hz~50Hz的频率范围内, 相对降低了水泵的转速。采用变频后电机实现了软启动, 可以在低速低电压启动, 直至达到工作电流为止。一旦频率和电压的关系建立, 变频器就可以按照V/f或矢量控制方式带动负载进行工作, 几乎对系统没有冲击。同时, 启动时的缓慢升速过程也使得整套机械设备的零部件、密封和轴承等的使用寿命大大延长。出口门的使用寿命大大延长, 使检修维护工作量减少, 更降低了检修工作的强度和费用。

结语

贯彻国家关于节能的方针、政策, 加强节能管理工作是每个企业的当务之急, 环保、节能工作任重道远。肇庆电厂立足自身实际情况, 狠抓辅机的节能降耗工作, 从根本上杜绝了“跑、冒、漏、滴”等现象, 全面提高了设备利用效率、不断增强了行业竞争力;肇庆电厂始终坚持以科学发展观为指导, 坚持节约优先、效益为本的原则, 始终坚持以能耗对标、设备治理、技术提升等为途径, 不断提升节能管理水平。诚然, 只有建立完善的节能管理体系, 才能实现机组主要能耗指标在全国同类机组中处于领先水平, 才能从根本上降低发电成本, 提高市场核心竞争力。

参考文献

[1]张孝红.变频器节能作用概述[J].节能技术, 2010 (06) .

[2]吴昌斌.变频器控制在水泵中的应用与节能分析[J].包装与食品机械, 2014 (03) .

循环水泵电机变频改造篇4

我公司的汽轮机采用哈汽公司联合制造生产的600MW超临界单轴、两缸、两排汽、一次中间再热、凝汽式机组。型号为:CCLN600-25/600/600, 最大连续出力为622.1M W, 额定出力600M W。配装两台100%容量的凝结水泵, 正常运行中一运一备。凝结水泵电机参数如下:

2 变频调速的原理

交流异步电动机的输出转速由下式确定:

式中n———电动机的输出转速;

f———输入的电源频率;

S———电动机的转差率;

p———电机的极对数。

由公式 (1) 可知, 变频调速就是通过改变输入到交流电机的电源频率, 从而达到调节交流电动机的输出转速的目的。所以调节了电机的供电频率f, 就能改变电机的实际转速。电机的滑差s和负载有关, 负载越大则滑差增加, 所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。

变频调速系统是从电网直接接收工频50Hz的交流电, 经过交-直-交变频方式, 将输入的工频交流电变换成为频率和幅值都可调节的交流电直接输出到交流电动机, 实现交流电动机的变速运行。

3 凝结水泵变频改造实施

3.1 变频改造的基本概况

考虑到改造工作的实际情况, 我公司1号机组采用凝泵变频器一拖二的改造方案。即同一时刻只能一台泵处于变频状态;

首先对除氧器水位控制回路逻辑修改, 那就是一台凝泵变频运行, 另一台凝结水泵保持工频备用, 变频调节跟踪凝结水泵出口压力, 而除氧器上水主调节阀仍做水位调节, 当机组负荷低于180MW时, 除氧器水位调节采用辅调节器单回路调节。

由于采用变频器的转速控制除氧器水位, 响应后水位变化较慢, 所以这次改造只考虑变频凝泵用于调节凝结水母管压力, 原有的调节阀门仍用于调节除氧器水位, 只需增加一个压力调节回路, 凝结水母管压力设定值在一个负荷对应的滑压曲线基础上设置偏置的方法来实现。

3.2 变频改造控制方法

基本控制原理仍采用PID控制原理。将凝结水母管压力偏差引入PID, 完成偏差反馈控制, 使得凝结水母管压力可以在设定值附近变化。控制原理见下图:

当某一台泵正处于工频运行时, 启动或联锁启动另一台变频泵时, 须按照一定的升速率使变频泵转速升至工频转速, 变频调节强制切为手动。

当变频运行模式下联启另外一台工频泵时, 为保证水位不至于波动太大, 适当超驰关小除氧器水位调节门一定开度。原则上不改变凝结水再循环门的调节。

3.3 变频运行方式试验

首先进行变频器空载试验, 确认1A凝结水泵电机M1工作在变频状态, 电源回路正常, 凝结水泵电机与泵体联轴器分开, 将变频器调节开度置为0, 远方启动变频装置, 检查变频转速在最低位900转/分。分别按每次5%开度指令逐渐开大变频调节指令至100%, 对应转速达到工频1500转/分左右。再依次减下来, 测试变频调节指令与转速对应关系, 并做好电机运行振动, 温度等情况。一切正常后, 把凝结水泵电机与泵体联轴器接好, 再进行凝结水泵变频带负荷试验。带负荷试验正常后即投入生产运行。

4 凝结水泵变频改造后运行方式

保持一台凝结水泵变频运行, 另一台工频备用。运行凝结水泵跳闸后, 备用泵自动联启从而保持除氧器水位的稳定。

正常切换:正常情况下, 1A凝泵变频运转, 1B凝泵作为工频备用。当进行正常切换时, 首先将1A凝泵变频调节指令逐渐开大, 直至100%达到工频状态, 由于除氧器水位调节接受除氧器水位调节门三冲量调节, 水位基本稳定。接着启动1B凝结水泵, 待1B凝结水泵运行正常后, 逐渐调节1A凝结水泵指令至最小0, 即可停止1A凝结水泵。完成切换。1B凝泵变频运行时切换同上。

5 凝结水泵电机变频改造后运行状况

2012年3月份1号机组凝泵变频改造投运后, 凝结水系统运行良好稳定, 运行人员也根据运行实际, 重新编制和修订了相应操作规程, 进一步保证了机组安全运行。

6 凝结水泵变频改造后经济分析

以下表一为1号机凝结水泵电机变频改造后的运行参数, 表二为凝结水泵电机改造前相同对应负荷下的运行参数。由此可以看出, 变频改造后, 凝结水泵电流小了很多, 而且凝泵出口压力明显减小, 除氧器水位调节阀开度增大, 节流损失明显会减小。

由表三知:凝结水泵效率方面, 工频运行时, 600MW、500M W、400M W时的水泵效率分别约为78%、72%、66%, 其中600M W时效率因负荷高较接近额定值, 变频后效率提升空间很小;500M W时水泵效率降低了, 变频后效率有少许提升空间;400M W时水泵效率非常低, 变频后效率提升空间较大。

由以上可知, 影响网侧耗电功率的因素主要有变频器效率、水泵效率、水泵全压, 这3个参数经过分析已经得到数据, 而耗电功率与水泵全压/水泵效率成正比, 从而可以很容易得到变频改造后的节电率和耗电功率。

从结果上来看, 在500MW负荷时, 节电率为29.9%;在400M W时, 节电率为41.1%, 节能效果非常明显。

7 变频改造后小结

1号机组凝结水泵电机变频改造后对厂用电率做一比较如下:凝结水泵电机变频改造前单元机组平均厂用电率#1为P1 5.65%:凝结水泵电机变频改造后单元机组:平均厂用电率#1为P2 5.49%。厂用电率降低:ΔP=P1-P2=5.65%-5.49%=0.16%。从节能降耗角度来讲, 平均降低了0.16个百分点, 一台单元机组按一年发电量30个亿计算, 平均可以节约450万度电能。节约电能效果显著, 初步达到了降低机组能耗的目的, 凝结水泵电机变频改造后, 还具有以下优点:

1) 凝结水泵变频改造后, 功率因数得以提高, 变频调速可以在很宽的转速范围内保持高功率因数运行;

2) 凝泵改为变频方式运行后, 电动机线圈的温度下降了4~5℃。在一定程度上延长了电机的使用寿命;

3) 采用变频调速, 减少了凝结水系统节流损失, 提高了泵组效率, 转速降低使环境噪音影响得到改善, 而且控制性能也得到改善;

4) 变频改造后调节阀的调整频率降低, 阀门可靠性和寿命得到保证。

8 结论

循环水泵电机变频改造篇5

大型立式异步电动机在发电厂中主要用作拖动循环泵的原动机,循环水主要是供凝汽器用。某发电厂循环水泵电机采用的是6kV高压大型立式异步电动机。由于季度不同,水温也随之变化,因此凝汽器所需水量要作相应变动,为此将电机的绕组接线方式进行改造,使其变为双速电机,再根据各季节气温条件的改变,来变更电机的绕组接线方式,进而达到改变电机转速,以达到水量的调节,从而达到节能的目的。

2 改造方法

此次变极改造按循环水泵运行的要求和方式采用换相变极法,具体在改造设计时,以高转速档为基本极,进行对称轴线优化,得到低速档的单绕组双速的要求,并在电机双速改造同时,在机座适当部位,设置双速切换的接线盒,分别为二种不同极数的变换提供接线连接,切换时只须改变接线端子上的连接片即可,整个电气系统可不必变动。

根据原电机定子槽数,原电机定子绕组参数(线规、匝数)、现场运行所需的接线方式,重新计算电机电磁方案,确定新电机绕组参数(线规、节距)、接线方式(2Y、△),新定子绕组需兼顾高低速性能。

定子绕组采用真空浸漆(VPI工艺);增加改极接线盒,改变接线柱的连接方式,可实现不同转速的运行。

3 电机改造所遵循的标准

GB755旋转电机定额和性能;

GB1032三相异步电动机试验方法;

GB10068.1.2旋转电机振动测定方法及限值;

GB10069.1.2旋转电机噪声测定方法及限值;

GB/T 13957大型三相异步电动机基本技术条件;

DL/T 596电力设备预防性试验规程。

4 电机型号及参数

4.1 改造前电机的型号和参数

电机型号:YL1800-14