關曉威,李毅民,袁金站,陳鳳虎
(甘肅稀土集團金熊貓稀土有限責任公司燒堿廠,甘肅白銀730922)
智能節(jié)電技術在氯堿生產中的應用
關曉威,李毅民,袁金站,陳鳳虎
(甘肅稀土集團金熊貓稀土有限責任公司燒堿廠,甘肅白銀730922)
介紹了水泵節(jié)能的可行性、節(jié)電原理及LP智能節(jié)電設備在電機節(jié)能改造中的應用情況。關鍵詞:智能;節(jié)電;應用
甘肅稀土集團公司燒堿廠現(xiàn)有金屬陽極隔膜法電解食鹽水生產工藝1套。配套各類水泵、鹽水泵40余臺,所用電機除個別采用變頻調速運行外,大多數(shù)采用自耦降壓或星三角啟動,起動電流大,對設備沖擊大,功率不能隨負載調節(jié),能源消耗高。
該公司于2007年組織實施了能量系統(tǒng)優(yōu)化工程,包括對氯堿生產系統(tǒng)中的3臺循環(huán)水泵和2臺精鹽水泵安裝LP智能化節(jié)電設備。經過近一年的運行,該裝置運行平穩(wěn),節(jié)電效果十分明顯。
泵在工業(yè)生產中是不可缺少的一部分,用電量占整個生產用電的30%~40%,其在生產運行過程中的有效功率僅達到50%~60%,約40%的電能都消耗在調節(jié)閥門及管道阻力降上。又因在使用過程中的流量、液位根據(jù)生產需要不斷調整,設計者為確保設備正常運行,大部分超大化配備,出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象,所以,水泵的實際總效率很低。用變頻器調節(jié)提高水泵的運行效率是可行的。
泵的流量控制很少采用轉速控制方式,多是由三相異步電動機拖動,進行恒速運轉,當需要調節(jié)流量時,采用的辦法是調節(jié)出口管路上的節(jié)流閥。這種控制雖然簡單,但很不經濟。采用變頻器對泵類機械進行轉速控制來調節(jié)流量的方法,對節(jié)約能源具有重要意義。
當泵的轉速從n變到n'時,流量Q、壓頭H及軸功率P的變化關系如下:
Q'=Q(n'/n)H'=H(n'/n)2P'=P(n'/n)3
即流量與轉速、壓頭與轉速的平方、軸功率與轉速的立方均成正比。
通過對風機、水泵各種調速節(jié)電的比較,可得出如下結論:擋板及閥門控制節(jié)電效果不大;變頻器調速控制更接近理想控制曲線,變頻器的小風量(低轉速)運行時間越長,效益越大;變頻調速控制比擋板及閥門控制一般節(jié)省30%~40%電量。
選用由北京樂普四方方圓科技股份有限公司研制開發(fā)的LP智能化變頻節(jié)電設備。該設備的工作原理是在變頻器的基礎上,依據(jù)計算機模糊控制理論,結合PID控制原理,利用PLC多元化控制功能,開發(fā)出具有獨立專利技術的優(yōu)化控制軟件。運用該設備可根據(jù)系統(tǒng)的實際運行狀況,自動檢測變頻器、電機、負載的運行曲線和各種復合信號,及時進行分析、運算,并進行適時優(yōu)化控制,使三者運行曲線均達到最佳,確保在滿足系統(tǒng)需求的前提下大幅度提高系統(tǒng)效率,降低電能消耗。
同時,該設備能有效抑制諧波(諧波率<5%),提高電機的功率因數(shù)(高達0.96以上),更加環(huán)保。
該設備主要由信號采集系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、操作及顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)打印系統(tǒng)組成。主板控制器根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和設定數(shù)據(jù)進行對比運算,得出系統(tǒng)最佳工作狀態(tài),控制變頻器按照計算的數(shù)據(jù)運行。系統(tǒng)構成見圖1。
該設備具有以下特點:
(1)節(jié)電效率高。依據(jù)計算機模糊控制理論開發(fā)出的獨立專利技術軟件,多點監(jiān)測運行系統(tǒng)數(shù)據(jù),并實時進行運算和調節(jié),確保系統(tǒng)始終在最經濟狀態(tài)下運行。節(jié)電率一般不低于40%,最高可達80%。
(2)操作簡單。采用國際上最先進的可編程技術和最簡單的操作方法,自動調整電動機的運行狀態(tài),并可通過計算機進行遠程監(jiān)控。
(3)安全穩(wěn)定,可靠性高。采用國際上最先進的低壓電器,保證設備本身的穩(wěn)定性。在設計時,采用自動轉換和雙備用模式,在系統(tǒng)或設備故障時,可自動啟動備用設備。
(4)抑制諧波。加裝輸入、輸出電抗器和濾波器,使諧波低于國家標準。
(5)提高功率因數(shù)。使用該設備可提高電動機的功率因數(shù),達到0.96以上。
(6)提高設備安全性。延長電容器的使用壽命,提高電動機的效率和電網質量,設備內部采用多級保護裝置,包括電機過熱、過載,過壓、欠壓,過流,接地、短路、缺相、系統(tǒng)流量過低等系統(tǒng)保護。
此次改造的水泵電機現(xiàn)場均配有相關控制柜,只需拆除原有控制柜,將LP節(jié)電設備安裝于原有基礎上即可,現(xiàn)場無須做較大的調整。
LP智能節(jié)電設備安裝前后實測數(shù)據(jù)見表1。
表1 燒堿廠LP智能節(jié)電設備檢測數(shù)據(jù)
由表1可知,安裝LP智能節(jié)電設備后,平均節(jié)電率為53.34%,年運行時間按7 920 h計,可節(jié)約電32.24萬kW·h,折合標準煤112.85 t,電費按0.42元/(kW·h)計算,年節(jié)約資金13.54萬元。
Application of intelligentelectricity-saving technology in chlor-alkaliproduction
GUANXiao-wei,LIYi-min,YUAN Jin-zhan,CHEN Feng-hu
(Caustic soda Plant,Gansu Rare Earth Group Co.,Ltd.,Baiyin 730922,China)
Electricity-saving feasibility and principle of the pump and application of the LP intelligent electricity-saving equipment in innovation ofmotorenergy savingwere introduced.
intelligent;electricity-saving;application
book=26,ebook=81
TM762
B
1009-1785(2010)07-0026-02
2009-03-30