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技术论谈篇 制氧机冷却水泵变频节能改造与效果 王学德李佩和朱圣华魏传波刘欣 (莱芜钢铁集团天元气体有限公司。山东省莱芜市钢城区棋山大街271126) 摘要：介绍了变频调速节能技术，提出了冷却水泵变频改造方案，取得显著的节能效果。 关键词：变频调速改造方案节能效果 l概述 随着现代企业的不断进步和发展，效益最大化是企业永恒的主题。利用新技术来提高企业 生产装置的管理水平和节能降耗已是各企业首选的手段之一。变频节能技术随着国内一些生 产厂家研制水平的不断提高，已接近世界同行业的领先水平，并以产品性能稳定、价格适宜深得 国内企业广泛接受和应用。 中共配置8台冷却水泵，水泵电机功率为llOkW，每台制氧机配置2台冷却水泵，一用一备。 冷却水泵机组通过阀门控制调节供水量，由于水泵设计余量大，”大马拉小车”，正常运行阀 门开度为50％左右，系统功率损耗大，实际运行效率低，能耗严重。而且因阀门的结构特性，导 致水泵经常运行在高压状态，易引发停泵等故障，系统运行不稳定，设备磨损大、振动大、元器件 温度高，设备检修、维修周期短。为此，天元公司以4台大型制氧机组冷却水泵为例，进行变频 节能技术改造，进一步提高系统的自动化水平，减轻工人劳动强度，降低维修费用，延长设备使 用寿命，降低成本，提高效益。 2冷却水泵变频调速节能技术 2．1节能原理 假设系统要求流量由Q1减小至Q2，两种调节方式的特性曲线见图1。 至硒、运行工况点从a移至b。 (2)变速调节(降低转速)。管网特性曲线不变，泵的特性取决于转速，泵特性曲线由(Q— H)移至(Q—H)’、扬程从Ha下降至Hc、运行工况点从a移至c。 根据离心泵特性曲线公式： N=甓 式中：N一水泵工况点轴功率，kW Q一工况点的流量，矗／s H一工况点的扬程，m R一输出介质单位体积重量，kg，0 T】一工况点的泵效率，％ 中国工业气体工业协会第十九次会员代表大会暨二00九年年会 a)阀门调节 b)变速调节 图1两种调节方式功率比较 得出泵运行在b、C点的轴功率和AN为： Nb=器 №=篱 AN=NC-Nb=墼掣 可见调至同样流量，阀门调节会损耗AN功率，造成浪费，且随着阀门不断关小，AN还将 增加，采用变频调节转速控制流量，可避免AN功率的损耗，实现节能。 2．2水泵变频调速供水技术特点 节约能源：管网运行成本低，设备运行安全性高。变频供水设备采用软启停技术可以限制 电机启动电流，避免冲击电网，减小电机与水泵的磨损，降低维护周期，延长设备使用寿命。还 可根据需要在变频器中设定保护性参数，保障整个系统稳定运行，如设置升速和降速时间，控制 管道系统内的流量变化率在允许范围内，彻底消除水锤效应。另一方面变频供水涉及计算机控 制、给水及电力电子等技术领域，提高了一次性投资费用。 3变频节能改造 3．1改造要求 因属于改造，力求设计简洁，本着减少费用的原则，尽量减少一、二次回路接线改动，利用原 冷却水泵回路电源、元器件及电机电缆。满足工艺运行控制的实际要求。即 (1)要求机旁启动和停机，主控制室实现远控停机。根据实际运行水压基本恒定的实际，控 制方式采用手动调节电位器来调节电机频率及转速。 (2)要求节电、工频两路控制。节电设备正常时，冷却水泵采用节电运行方式，节电设备故 障时，切换至工频运行方式。 (3)满足运行控制要求。去仪控DCS系统的冷却水泵运行反馈信号正确，便于运行人员监 控运行情况。 3．2原理图 主接线及控制部分原理图如图2所示。 100 技术论谈篇 L11