關(guān)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(shù)在氯堿生產(chǎn)中的應(yīng)用
關(guān)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(shè)備在電機節(jié)能改造中的應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞:智能;節(jié)電;應(yīng)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(chǎn)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(diào)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(shè)備沖擊大,功率不能隨負載調(diào)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(chǎn)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(shè)備。經(jīng)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(chǎn)中是不可缺少的一部分,用電量占整個生產(chǎn)用電的30%~40%,其在生產(chǎn)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(diào)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(chǎn)需要不斷調(diào)整,設(shè)計者為確保設(shè)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(diào)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(zhuǎn)速控制方式,多是由三相異步電動機拖動,進行恒速運轉(zhuǎn),當需要調(diào)節(jié)流量時,采用的辦法是調(diào)節(jié)出口管路上的節(jié)流閥。這種控制雖然簡單,但很不經(jīng)濟。采用變頻器對泵類機械進行轉(zhuǎn)速控制來調(diào)節(jié)流量的方法,對節(jié)約能源具有重要意義。
當泵的轉(zhuǎn)速從n變到n'時,流量Q、壓頭H及軸功率P的變化關(guān)系如下:
Q'=Q(n'/n)H'=H(n'/n)2P'=P(n'/n)3
即流量與轉(zhuǎn)速、壓頭與轉(zhuǎn)速的平方、軸功率與轉(zhuǎn)速的立方均成正比。
通過對風機、水泵各種調(diào)速節(jié)電的比較,可得出如下結(jié)論:擋板及閥門控制節(jié)電效果不大;變頻器調(diào)速控制更接近理想控制曲線,變頻器的小風量(低轉(zhuǎn)速)運行時間越長,效益越大;變頻調(diào)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(shè)備。該設(shè)備的工作原理是在變頻器的基礎(chǔ)上,依據(jù)計算機模糊控制理論,結(jié)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(shù)的優(yōu)化控制軟件。運用該設(shè)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(fù)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(shè)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(shè)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(shè)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(gòu)成見圖1。
該設(shè)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(shù)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(diào)節(jié),確保系統(tǒng)始終在最經(jīng)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(shù)和最簡單的操作方法,自動調(diào)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(shè)備本身的穩(wěn)定性。在設(shè)計時,采用自動轉(zhuǎn)換和雙備用模式,在系統(tǒng)或設(shè)備故障時,可自動啟動備用設(shè)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(shè)備可提高電動機的功率因數(shù),達到0.96以上。
(6)提高設(shè)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(wǎng)質(zhì)量,設(shè)備內(nèi)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(guān)控制柜,只需拆除原有控制柜,將LP節(jié)電設(shè)備安裝于原有基礎(chǔ)上即可,現(xiàn)場無須做較大的調(diào)整。
LP智能節(jié)電設(shè)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(shè)備檢測數(shù)據(jù)
由表1可知,安裝LP智能節(jié)電設(shè)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
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1009-1785(2010)07-0026-02
2009-03-30