變頻器恒壓供水方案簡述

1、劉河煤礦壓風(fēng)機房冷卻水系統(tǒng)變頻器恒壓供水方案我礦目前安裝有5 臺壓風(fēng)機，在壓風(fēng)機的冷卻水系統(tǒng)設(shè)計上采用的是 5 臺壓風(fēng)機同時運行時的冷卻水供水量，但是根據(jù)我礦目前的生產(chǎn)情況，實際上在正常情況下5 臺壓風(fēng)機只需要運行2 臺 4 臺，所以冷卻水系統(tǒng)有一定的調(diào)節(jié)范圍，而采用變頻調(diào)速技術(shù)用于我礦壓風(fēng)冷卻系統(tǒng)恒壓供水，具有節(jié)能、安全、供水品質(zhì)高等優(yōu)點：一、恒壓供水的目的對于供水系統(tǒng)進行的控制，歸根到底是為了滿足我礦壓風(fēng)冷卻系統(tǒng)對于流量的需求。在高峰時期需求量大，需能快速供水;低峰時應(yīng)維持一定管壓。其最根本的控制對象是流量，壓力被用來作為控制流量大小的參變量。如果保持供水系統(tǒng)某處壓力的恒定，也就保證該處的

2、供水能力和用水流量處于平衡狀態(tài)，可滿足壓風(fēng)冷卻系統(tǒng)的用水需求。二、恒壓供水的意義1、消除水錘效應(yīng)異步電機在全電壓起動時，從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速的時間非常短。在極短時間內(nèi)，水的流量從零猛增到額定流量。這巨大變化將引起流質(zhì)對管道的壓強產(chǎn)生過高或過低的沖擊，并產(chǎn)生空化現(xiàn)象。壓力的沖擊會使管壁受力，就像錘子敲擊管子一樣，故稱為水錘效應(yīng)。水錘效應(yīng)具有極大的破壞性:壓強過高，將引起管子的破裂;壓強過低又會導(dǎo)致管子的癟塌。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)可實現(xiàn)水泵電機的無級調(diào)速， 從而消除供水系統(tǒng)中，因起動和制動過程中動態(tài)轉(zhuǎn)矩太大而引起的水錘效應(yīng)，可延長水泵和管道系統(tǒng)的壽命。2、 水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)的節(jié)能收益我礦卻水系統(tǒng)的

3、供水量設(shè)計上采用的是5 臺壓風(fēng)機同時運行時的水量， 結(jié)合我礦生產(chǎn)需求實際上在正常情況下5 臺壓風(fēng)機只需要運行 2 臺 4 臺，所以供水時除高峰期外大部分時間流量較小，只需要維持正常水量時的1/2 或 4/5，用變頻器控制可以使水泵運行的轉(zhuǎn)速隨流量的需求而變化，最終達到節(jié)能的目的。采用變頻調(diào)速方案帶來的的經(jīng)濟收益：水泵屬于平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，水泵的水量 Q與轉(zhuǎn)速n成正比，而水泵 的功率P與轉(zhuǎn)速n的立方成正比。水泵水量Q = K1n水泵水壓P = K2 n2水泵功率P = K2 n3由于水泵需要全年連續(xù)運行，所以按水泵每年工作365 天計算，每天24小時，每年累計工作時間為：24X365=8760小時，

4、水泵電機 功率為55kw。下面我們對方案的耗能進行一下比較計算。1) 、采用工頻運行方式：每年耗電量為:8760X55=481800度按每度電0.55元計算，年支出電費為：481800X 0.55弋2649902、采用變頻調(diào)速方式：由流體力學(xué)可知，P （功率）=Q （流量）X H （壓力），流量Q與轉(zhuǎn)速N 的一次方成正比，壓力H 與轉(zhuǎn)速 N 的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速N 的立方成正比，如果水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時，轉(zhuǎn)速N 可成比例的下降，而此時軸輸出功率P 成立方關(guān)系下降。 即水泵電機的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系。我礦水泵電機功率為 55KW,當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的4/5時，其

5、耗電量為28.16KW,省電48.8%,當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的1/2時，其耗電量為6.875KW,省電 87.5%每年耗電量為:4/5 轉(zhuǎn)速時：8760X 28.16=246681.6 度按每度電0.55元計算，年支出電費為：246681X0.55弋135674 元每年節(jié)省129315元1/2 轉(zhuǎn)速時：8760X 6.875=60225 度按每度電0.55元計算，年支出電費為：60225X 0.55弋33123元每年節(jié)省231866元所以，采用變頻調(diào)速方式的水泵運行節(jié)能效果是非常明顯的。實踐證明變頻器的應(yīng)用不僅節(jié)省了能源, 且改善了工藝，啟動平穩(wěn) , 可對電機及水泵起到保護作用, 可提高生產(chǎn)效率

6、，可保障生產(chǎn)安 全。三、系統(tǒng)的構(gòu)成我們在給水管上由壓力傳感器采集給水的水壓信號，此信號與所設(shè)定的泵出口壓力進行比較，利用比較的結(jié)果來控制變頻器的輸出，進而達到控制水壓的目的。1、 ID 調(diào)節(jié)功能恒壓供水系統(tǒng)的關(guān)鍵在于其電氣回路為閉環(huán)控制系統(tǒng)，變頻器內(nèi)建的 PID 功能就可將壓力傳感器送來的05V 信號（反饋值）與泵的出口壓力（設(shè)定值）進行比較，再控制變頻器輸出，使反饋值與設(shè)定值一致以保持恒定的水壓。2、 PID 休眠狀態(tài)當(dāng)設(shè)定值 （ 水泵出口壓力）低于 PID 休眠動作準(zhǔn)位特定時間后，變頻器將執(zhí)行PID 休眠狀態(tài)，變頻器降低頻率運轉(zhuǎn);當(dāng)反饋信號超過PID 休眠位準(zhǔn)動作特定時間后，變頻器會自動切

7、換頻率，繼續(xù)執(zhí)行PID 控制。3、負(fù)載運行可選遞減轉(zhuǎn)矩形式對于水泵類負(fù)載，變頻器通過自定義V/F 曲線來實現(xiàn)遞減轉(zhuǎn)矩這種負(fù)載特性，其特點為：變頻器輸出的電壓和電流會隨著負(fù)載的輸出而改變， 從而達到自動節(jié)能的效果。并且可以避免電機長時間運行在大電流時因溫升而造成絕緣的破壞，從而延長電機的使用壽命，減少維護費用。四、系統(tǒng)簡圖及選型表1、電路圖QF16TATCHL3220VAC / GMD/ 5VDC2、選型表序號 名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1變頻柜1800*800*60012變頻器F2000-P0750T3C1歐瑞3空開ABS203b 200A1LG4空開BKN 2P 6A1LG5直流電源S-50-51明緯6電流表6C2 DC10V 200A1龍光7壓力表6C2 DC10V 1MPa1龍光8接線端子UDJ-200/32友邦9按鈕LAY50-22D 黃、綠、紅各1雙科AD56-22D AC220V 黃 1、 紅10指示燈23友邦11指示燈AD56-22D DC24V 綠色2友邦12電位器WXD 2.2K 2W1南通13柜內(nèi)電線BVR 50mm215m14柜內(nèi)電線BVR 1mm250m15線槽65x503m16輔材線鼻子、繞