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变频器在选煤系统中的节能作用
发布日期:2012-7-3    字体设置:【    】    查看次数:2453

变频调速以其优异的调速,启动和制动性能,高效率,高功率因数,良好的节电效果及广泛的适用范围等优点被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。变频器节能主要表现在风机,水泵的应用上。为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费。风机,泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板,阀门开度来调节给风量和给水量,其输入功率大,且大量的能源消耗在挡板,阀门的截流过程中。当使用变频调速时,如果流量要求减小,通过降低泵或风机的转速即可满足要求。由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)H(压力),流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比,如果水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。   所以当所要求的流量Q减少时,可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低。这时,电动机的功率P将按三次方关系大幅度地降低,比调节挡板,阀门节能40%~50%. 1系统简介   1.1原系统概述   系统主要实现合介罐内液位恒定,在罐底部有出水口,装有泵电机。原有系统合介泵的电动机采用降压启动,通过人工调节阀门改变泵的流量和扬程,控制罐内液位,满足所用合介液流量,压力。此方法需人工参与,稳定性和可靠性不高,而且费时费力,耗电量大,且电机负荷较大,阀门磨损严重,更换频繁,维护费用高,对停产检修极其不利。   1.2改造后系统构成   1.2.1系统框图   系统改造后,通过增加PID调节器,变频器和现场液位传感器,实现系统恒液位控制。系统可任意设定液位值,通过PID调节器,自动调节变频器的输出频率,控制合介泵电机的转速,使得系统的液位能自动恒定在某个设定位置,减少了人工操作,使控制系统操作趋于简单化,整个系统稳定性极大的提高。同时减小了阀门磨损,大大减少了停产检修的时间,使得整个系统的工作效率大大提高,并且节能效果明显,给洗煤厂带来了可观的经济效益。   1.2.2运行方式及工作原理   系统采用两种运行方式:闭环自动控制方式和应急手动控制方式,在操作站设有转换开关。   当系统处于闭环自动控制方式时,通过液位传感器采集当前合介罐内的液位信息,内部处理转换为标准信号,远传至调节器的输入端,通过与设定液位进行比较,经由PID调节器分析处理,输出标准信号控制变频器输出频率,自动调节合介泵电机的转速,使得合介罐内液位恒定在设定值范围内。   当某个时段出现突发情况,可选择应急手动控制方式,通过操作站的调速旋钮,依据当前合介罐内液位值,人工调节泵电机的转速,以满足当前系统要求。   1.3系统改造后的优点   改造后系统具有如下优点:(1)采用变频器实现平稳启动,减小了对电网的冲击,延长了电机的使用寿命,在整个调速范围内,运行平稳,损耗减小;另外由于启动平稳,合介泵噪声和振动也大大减低。   (2)在闭环自动工作方式下,通过采集罐内液位信号,经由PID调节,可以实现罐内液位恒定在设定液位(0.9~1.4m)。用户可依据自身需求自行调节液位值,同时实现了运行中可更改设定液位值的要求<4>。   (3)在应急手动工作方式下,可按用户要求任意调节电机转速,解决了进料口突加或突减带来的溢出或抽空现象。   (4)控制室设有液位显示和电机频率显示,方便操作人员随时观察液位变化和电机转速变化。   (5)改造后整个系统用电量极大减少,可节约电量50%~70%.(6)改造后操作更加简单化,大大缩减了操作员的工作量,减低了劳动强度,实现了减员增效,同时减少了停产维修的时间和次数,提高了工作效率。   (7)设备维护费用大大降低。采用变频调速后,在液位稳定时,电机转速降低,主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减轻,设备寿命得以延长;改造后阀门开度可达100%,运行中不承受压力,可显着减少阀门的维护量,节省了大量更换阀门所需的开支。同时变频器运行中,只需定期对变频器除尘,不用停机,保证了生产的连续性。
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