德莱尔变频调速在水泵系统中的应用吊钩
小田五金网 2022-08-05 19:27:13
德莱尔变频调速在水泵系统中的应用
德莱尔变频调速在水泵系统中的应用 2011年12月09日 来源: 1、前言 大庆石油管理局供水公司每年耗电费用约占供水总成本费的30%左右,而其中输配水环节的电费约占总电费的70%左右,因此,如何调整好外输泵的日常运行,使输配水吨水电耗保持在一个较经济合理的范围内,是节能工作的重点。我们始终积极探索,认真研究,采取有效措施来解决这个问题。 2、问题的提出 公司龙虎泡取水厂位于龙虎泡北岸,日取水能力为50万立方米/日。当初设计时,考虑到中长期规划和最不利水量、水位情况,选择了两种机组泵型,一种为电机1400KW/10KV,取水泵900HR(H62米,Q6360立方米/小时),另一种为电机900KW/10KW,取水泵700HR(H62米,Q3900立方米/小时)。取水厂的二级泵站——中引水厂的一、二期工程设计供水量为50万立方米/日。由于油田限产,外网用水量逐年下降,目前取水厂实际输水量只有25-30万立方米/日,泵的总流量Q仅为10400-12500万立方米/小时,输水管线水头损18—20米,而泵的铭牌扬程为62米,若要泵压降到与管网阻力相当,则机泵就会超负荷运行。因此,取水厂只能靠调整出口闸门来控制泵压,使水泵能在高效区运行。如此运行不仅增大了闸门的水头损失,浪费了大量电能,而且如果闸门节流调整不适当,机泵就很容易偏离高效段或超载运行,导致机泵的故障率增高, 缩短了机组的使用寿命,近两年机泵已经累计维修10余次,消耗维修费100余万元。中引水厂是公司生产大户,对能否确保油田用水起着举足轻重的作用,因此,龙虎泡取水厂输水泵的技术改造势在必行。 3、变频改造方案的初步计算和论证 一般情况下,泵都在额定工作条件下,按最佳工作条件设计操作。如图1所示为泵的典型的工作曲线,AB是泵的性能曲线,与额定系统压力曲线OB相匹配,在B点可以得到额定压力下的额定流量,在该点泵有最高的效率,关闭阀门可控制流量,当流量减小时,泵分别工作在P、Q、R、S点,此时泵需要在很高的压差下工作,因此泵的的能量输出比实际系统需要多得多,多余的能量在阀上表现为热量损耗,并被液体流动时带走。用泵的输出能量除以泵的效率,可以求得对泵的总输入能量。调节泵出口阀开度来减小流量,能量损失相当大。
利用变频器调速,可使电动机驱动泵变速运行,泵的特性曲线与系统在任何流量下的需要相匹配,流量与电机转速成正比,产生的压差与转速度的平方成正比,如图2所示,无级变频调速后可得到AB—CD无数条水泵特性曲线,管路特性曲线与ABDC形成的阴影带任何一个交点,都可作为工况点与外网水量变化相适应,在较小的扬程下达到P、Q、R、S点所对应的流量,而且只损失很少的能量,其节能效果相当可观。 对于同一台叶片式水泵有如下规律:Q1/Q2=n1/n2 H1/H2=(n1/n2) 2 N1/N2=(n1/n2 ) 3 龙虎泡取水厂1#、3#、6#泵均为进口大泵,其电机转速分别为748 r/m,745 r/m,750 r/m。 如果3#泵调速到500 r/m,则其流量、扬程及功率参数如下:Q原/Q变=n原/n变 =748/500=1.496 Q变=4251.3立方米/小时H原/H变=(n原/n变) 2=1.496 2H变=28.59米N原/N变=(n原/n变) 3=1.496 3N变=412.2千瓦 如果调速到550r/m,则Q=4663立方米/小时,H=34米,N=547千瓦,调速后泵参数基本适合目前工况。当然,以上计算是在假定系统的管路特性曲线不变的情况下进行的,安装变频调速设备后,泵出口阀门可以全部打开,系统的管路特性曲线将向外偏移,那么调速后的泵运行参数更有可能满足实际工况的要求,因此,可确定此方案为可取。 4、变频调速方案的节能估算 水泵的耗能计算公式为:P=(K×H×Q)/ η K:为裕度系数 η:效率 假设水泵的实际压力由目前的5.8公斤调速降至2.5公斤,且流量不变,则P25/P58=25/58=43%,即功率消耗理论上比原来减少1-43%=57%。按电费0.41元/度,电机效率为0.95,运行330天/年,则原来年耗电电费为(1400KW×24×330×0.41)/0.95=478万元。 变频调速降至2.5公斤后,年耗电电费为:478×43%=205.54万元,年节省电费为478-205.54=272.5万元。初步看来节能效果相当可观。 5、方案确定 考虑到中引一泵的实际条件,经过认真计算,论证,多方面考察,众多厂家的比较,我们决定安装北京利徳华福公司生产的高压大功率变频器。该变频器各项性能指标满足水泵工艺要求,可靠性较高,且改造时间短、见效快。 具体方案为关闭一期和二期之间的联络阀门,二期管网独立运行,变频器采用一带一方式拖动6#泵,6#泵故障时,可投入工频运行。工频/变频的切换通过旁路柜手动切换。而且,工频和变频切换有电气联锁和
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