變頻器在廠網循環泵上的運用

摘要：簡要介紹了變頻器在廠網循環泵上的運用。
關鍵詞：變頻器；廠網循環泵：運用
變頻器是將固定頻率的交流電變換為頻率連續可調的交流電的裝置。變頻器的問世，使電器傳動領域發生了一場技術革命，既交流調速取代直流調速。交流電動機變頻器技術其有節能、改善工藝流程、提高產品質量和便于自動控制等諸多優勢，是國內外公認最有發展前途的調速方式。變頻調速裝置還可以使電動設備處于最佳運行狀態，大大提高運行效率，在煤礦、發電廠、冶金等各行各業中獲得了廣泛的應用，特別是在風機、水泵的節能運行方面，效果尤為顯著，雙鴨山虹焱熱電公司通過技術改造，在廠區熱網循環泵上使用變頻調速技術，獲得了較好的經濟效益。
1 變頻器節能原理
根據電機學原理，異步感應電動機的轉速與電源頻率f、轉差率s、電機極對數P三個參數有如下關系：
N=60f（1-s）／p改變其中任何一個參數都可以實現轉速的改變，變頻器就是通過改變電源頻率的方式來改變電動機轉速的，在異步感應電動機的設計制造完成后，轉速與頻率線性關系即確定。
由于轉速n與頻率f之間為線性關系，從理論上分析。調速范圍在0-100％內線性度良好，隨著科學技術的不斷發展，變頻調速逐漸成為交流電機調速主要方式。
對于水泵，由于流動力學理論可以知道，流量與轉速的一次方成正比；轉矩與轉速的二次方成正比；而泵的功率則與三次方成正比。用n 分別表示轉速和功率，腳標‘ “均表示額定T況參數，當流量由額定Qo降至Q時，與額定功率比較，采用轉速調節的電機的功耗為：當流量由100％降至70％，則轉速相應降到70％，而電機的功率降到34.3％No，也就是說節約電能.7％，扣除閥門調節時的功耗與額定功耗的差，轉速下降引起電機的效率下降等因素，節能效果也是非常顯著的。
2 廠區熱網循環泵變頻改造方案
廠區熱網循環泵是廠區熱網供熱水循環的動力源，它的作用是把經過換熱器加熱后的水輸送到供熱管網中，由于循環泵采用定速運行，出口流量只能由控制閥門調節，節流損失大、出口壓力高、管損嚴重、系統效率低。且經常發生泄露，造成能源浪費，維修量增加。
虹焱熱電公司廠區熱網循環泵共有四臺，一～ 二臺工作，一臺備用，一臺檢修。其設備規范如下：
水泵型號 250R— —_62
揚程 62m
流量450rMa
轉速 1480rpm
功率 115kw
電機型號 Jsll4—_4
轉速 1475rpm
額定電流 207A
額定電rE 380V
現在采用變頻器無級調速，丌環控制，以達到最佳經濟運行的目的、系統改造后的原理如圖1。

將l#廠區熱網循環泵改為變頻拖動，將原控制系統斷開（可不予拆除），2托3 4#泵的控制系統刁<變。正常時，變頻器拖動l#泵變頻運f行，另一臺泉泵工頻備用。當變頻器或運行泵發生故障時，備用泵可以工頻運行，使用原來的調節方式，保證熱網運行。這樣做的好處是：充分利用變頻器和現有設備，改動最小，投資相對較少，既保留了原系統的控制操作方式不變，又保證了系統改造后緊急狀態下的工頻運行，且易于系統維護。
變頻器經過調研選用臺灣產的普傳變頻器，具體參數如下：
額定容量 132KVA
額定電流 250A
額定電壓 380V
輸出功率o——50Hz
適用電機功率 132kw
輸出頻率精度0．1Hz
過載能力額定電流150％ l min
2OO％ 0.1s
保護功能IGBT溫度顯示；變頻器風扇控制；
瞬間掉電再啟動 參數保護功能。
3 使用變頻器的效益分析
3．1節約廠用電效果顯著
在保證同樣供暖效果（即供水出口壓力 0．38MPa）的前提下測得：
改造前： 電流207A 電壓380V 轉速l480rpm頻率50Hz
改造后： 電流l69A 電壓288V 轉速1085rpm頻率36Hz

一年可節約電費=（改造前電機功率一改造后電機功率）＊年運行時間＊電價
= （l15—71．81）＊24＊30＊6＊0.48=8．96萬元
3.3 減少電機啟動時的沖擊電流
使用變頻器可使電機轉速變化沿著循環泵的加減速掙眭曲線變化，沒有應力負載作用于軸上，延長了軸承壽命，同時有關數據說明，機械壽命與轉速的倒數成正比，降低循環泵轉速可成倍的提高循環泵的壽命。使用費用自然就降低了。
3.4 低噪占循環泵改用變頻器后，降低水泵轉速的同時，噪音也大幅度降低，克服了對于調節閥門線性度不好，調節品質差，引起管道錘擊和振動。經過循環泵近一年來的實際運行，證明變頻器可以大幅度降低廠用電率。減少發電成本，提高企業經濟效益。
4 改造時的注意事項
4.1 電流
電動機采用變頻器運轉唰采用工頻電源運轉相比，山于輸出電壓、電流中所含高次諧波的影響，電動機的效率、功率因數將降低，電流增加％ ，故要考慮適當增加電動機的容量。
4.2 頻率根據對水泵揚程的要求設定下限頻率，上限頻率的設定不要靠近工頻因為當某些原因發生時會使異步電動機超過基頻轉速以上速度運轉，負載所需的動力隨轉速的提高而急劇增加，極易超出異步電動機和變頻器的容量，導致運行中發生過熱，另外，靠近T頻運行也失去了用變頻器節能的意義。
4.3 設定變頻器的運行涉及到多項頻率參數，需要對各參數進行功能預置，才能儀電動機變頻調速后的特性滿足水泵的要求，注意變頻器的輸出頻率要跳過機械諧振轉速所對應的頻率。避免機械諧振的發生。
4.4 接線
輸入端和輸出端不能接反，否則，會燒毀變頻器。為了，防止觸電、火災等災害和降低噪聲，必須連接接地端子；通電后，需要改接線時，即使已經關閉電源，也應等充電指示燈熄滅后，用萬能表確認直流電壓降到安全電壓（DC25V以下）后再操作。若還殘留有電壓就進行操作，會產生火花，這時應先放先放完電后在進行操作。

參考文獻

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