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              循環(huán)冷卻水離心泵變頻節(jié)能改造

              放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2018-03-17  瀏覽次數(shù):114
              核心提示:(淮北礦業(yè)相山水泥有限責(zé)任公司安徽淮北235043) 中圖分類號:TQ172.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1007-6344(2011)04-0001我公司2

               

              (淮北礦業(yè)相山水泥有限責(zé)任公司  安徽 淮北 235043)

               

                  中圖分類號:TQ172.6    文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B     文章編號:1007-6344201104-0001

               

              我公司2500t/d噸熟料生產(chǎn)線循環(huán)冷卻水池使用三臺臥式單級離心水泵,為增濕塔提供霧化及全線大型設(shè)備軸瓦冷卻用水,正常情況下兩臺開啟、一臺備用。其規(guī)格型號見表1所示。

               

              表1  單級離心水泵參數(shù)

              型號:KQWZC150/400—4.5/4  

              配用功率:45kW   轉(zhuǎn)速:1480r/min

              流量:200m3/h   揚(yáng)程:50m  必需汽蝕量:3.5m

              電機(jī)型號:Y225M-4  功率:45kW

              額定電流:84A       電壓:380V 

              功率因數(shù): 0.84   

               

              1   原始設(shè)計的缺點

              三臺離心泵為直接啟動,手動閘閥控制出口流量。由于全線管路布局錯綜復(fù)雜、管道口徑大小不一,所以管網(wǎng)阻力很大。單獨開啟一臺離心泵時,水泵工作電流大于95A,高于額定電流,電機(jī)會出現(xiàn)異響發(fā)熱狀況,循環(huán)冷卻水量低于200 m3/h,夏季時不能滿足生產(chǎn)需求,給設(shè)備帶來重大安全隱患;當(dāng)開啟兩臺水泵并聯(lián)運(yùn)行時,每臺水泵正常工況下的電流在75A~80A左右,泵口出水壓力高達(dá)0.5MPa,循環(huán)水量高于300 m3/h,完全能夠滿足生產(chǎn)設(shè)備需求。但在冬季或某些設(shè)備處于停運(yùn)狀態(tài)時,供水量相對太大,回水循環(huán)率太高,回水溫度較低,在這種情況下同時開啟兩臺水泵,無疑將是一種耗能行為。

               

              圖1所示為兩臺離心泵并聯(lián)工作工況曲線,根據(jù)曲線分析,若兩泵不并聯(lián),而是其中一臺泵對管路工作,則當(dāng)泵Ⅰ(或泵Ⅱ)單獨工作時,其工況為點1(或2),流量為Q1(或Q2)。對比并聯(lián)前后情況可知,并聯(lián)后的等效泵(Ⅰ+Ⅱ)在管道c中的聯(lián)合流量Qm大于任何一臺單獨工作時流量Q1或Q2,而并聯(lián)后每臺水泵各自的流量Qm1和Qm2都小于它們單獨工作時的流量Q1和Q2,即Qm1<Q1,Qm2<Q2。形成這種狀況的原因是由于并聯(lián)后管路流量加大,管路中水頭損失相應(yīng)增加所致。

               

              并聯(lián)的目的是為了增加通過排水管路的流量。并聯(lián)的效益η可以用并聯(lián)后的流量Qm,與并聯(lián)前揚(yáng)程相對較高的水泵(泵Ⅱ)單獨工作時的流量Q2之差,對揚(yáng)程較低的水泵(泵Ⅰ)單獨工作時的流量Q1之比值來度量。

               

                  很明顯,管路阻力系數(shù)愈小,管路特性曲線愈平緩,并聯(lián)效益愈高。反之,管路阻力系數(shù)愈大,管路特性曲線愈陡,并聯(lián)效益愈差。由以上分析可知,既要保證供水流量隨實際工作需要而變化,又要實現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo),僅靠開閉水泵的數(shù)目或手動調(diào)節(jié)閘閥控制流量是不能同時達(dá)到目的的。

               

               變頻改造后節(jié)能效果

               

              2011年1月,我公司將其中的一臺水泵進(jìn)行了更換并加裝變頻改造,使之在冬季及大型設(shè)備停運(yùn)的情況下,只開啟一臺變頻水泵,其余兩臺作為備用以利于節(jié)能;而在其它季節(jié),視大型設(shè)備潤滑冷卻供油溫度情況(按照設(shè)計,稀油站回油溫度小于50℃),再開啟兩臺水泵并聯(lián)供水,以降低軸瓦和潤滑油溫度。

              變頻泵的規(guī)格型號見表2所示。

               

              表2  變頻離心水泵參數(shù)

              電機(jī)型號:JM250M—4  功率:55KW   電壓:380V

              轉(zhuǎn)速:1480r/min      功率因數(shù):0.87  電流:103A

              流量:400m3/h   揚(yáng)程:48m   必需汽蝕量:4m

              配置RCC—E380—4T—0550變頻器

               

              從流體力學(xué)原理可知,使用感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動水泵負(fù)載,當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n1變化到n2時,Q、H、P與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下:

              Q1/ Q2= n1/ n2,輸出流量Q與轉(zhuǎn)速n成正比;

              H1/H2=(n1/ n22,輸出壓力H與轉(zhuǎn)速n二次方成正比;

              P1/P2=(n1/ n23,輸出軸功率P與轉(zhuǎn)速n三次方成正比;

               

              例如當(dāng)需要80%的額定流量時,通過調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速的80%,即調(diào)節(jié)頻率到50Hz×80%=40Hz,這時所需功率將僅為原來的(80%)3,即51.2%。

               

              改造時,在水泵的出水管口接一壓力變送器(工作范圍0~1MPa),根據(jù)設(shè)備實際需求,在變頻柜上設(shè)定運(yùn)行頻率用以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速、控制泵口出水壓力和流量。數(shù)據(jù)顯示,在只使用一臺變頻水泵并將頻率設(shè)定為45Hz的情況下,電機(jī)電流穩(wěn)定值為69A左右,泵口出水壓力大于0.23 MPa,能夠滿足冬季生產(chǎn)需要;當(dāng)頻率設(shè)定為50 Hz(全頻)時,電機(jī)電流穩(wěn)定值為95A左右,泵口出水壓力大于0.3 MPa,在該工況下,變頻泵每小時實際消耗功率為P=
              I×U×cosφ
              =×95×380×0.87 ≈54.4KW。

              改造前,兩臺并聯(lián)水泵每小時實際消耗功率為:

              P=(I1+I2)×U×cosφ2=[(75A~80A)+( 75A~80A)]×380×0.84≈83KW~88KW,

              亦即改造前后每小時至少可節(jié)電約83KW -54.4KW = 28.6KWh。

              點擊次數(shù):  [責(zé)任編輯:羅明松 林琳 賀光岳] 轉(zhuǎn)載請注明“來源:水泥商情網(wǎng)”
               
               
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