淺談變頻節(jié)能在鹽業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

淺談變頻節(jié)能在鹽業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要：針對(duì)鹽業(yè)生產(chǎn)中水泵、風(fēng)機(jī)等能耗大、效率低的問題，建議運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)達(dá)到水泵、風(fēng)機(jī)節(jié)能的目的。本文闡述了變頻調(diào)速的優(yōu)異特性、節(jié)能原理以及詳述了變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成和應(yīng)用。
　　1前言
　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源問題越來越受到大家的關(guān)注。鹽業(yè)生產(chǎn)中大量的使用水泵、風(fēng)機(jī)等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在沒有調(diào)速情況下，要求改變流量時(shí)，只能通過機(jī)械調(diào)整閥門開啟角度，雖然流量下降了，但泵或風(fēng)機(jī)的出口壓力升高，功率下降并不明顯，近似成為恒功率負(fù)載，造成電源利用率極低。因此，節(jié)能降耗將是鹽業(yè)企業(yè)發(fā)展所面臨的一個(gè)重要問題。流速儀 | 紅外線測(cè)溫儀 | 紅外線溫度計(jì) | 測(cè)厚儀 | 工具包 | 圓嘴鉗 | PH計(jì) | 螺絲批 | 水份儀 | 沼氣檢測(cè)儀 | 電壓計(jì) | 濁度計(jì) | 彎嘴鉗 | 電流計(jì) | 滴定儀 | 傳感器 | 電表 | 光功率計(jì) | 電源供應(yīng)器 | 硬度計(jì) | 可燃氣體檢測(cè)儀 | 壓力表
　　2節(jié)能潛力
　　交流調(diào)速系統(tǒng)在節(jié)約能源方面有著很大的優(yōu)勢(shì)。一方面，交流拖動(dòng)的負(fù)荷在總用電量中占一半或一半以上的比重，這類負(fù)荷實(shí)現(xiàn)節(jié)能，可以獲得十分可觀的節(jié)電效益。另一方面，交流拖動(dòng)本身存在可以挖掘的節(jié)電潛力。在交流調(diào)速系統(tǒng)中，選用電機(jī)時(shí)往往留有一定余量，電機(jī)又不總是在最大負(fù)荷情況下運(yùn)行；如果利用變頻調(diào)速技術(shù)，輕載時(shí)，通過對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，就能達(dá)到節(jié)電的目的。鹽業(yè)生產(chǎn)上大量使用風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等，如果采用變頻調(diào)速技術(shù)，既可大大提高其效率，又可減少10%的電能消耗。
　　交流變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)已得到廣泛應(yīng)用。美國(guó)有60%-65%的發(fā)電量用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于有效地利用了變頻調(diào)速技術(shù)，僅工業(yè)傳動(dòng)用電就節(jié)約了15%-20%的電量。
　　3節(jié)能原理
　　由水泵工作原理可知：水泵流量與水泵（電機(jī)）轉(zhuǎn)速成正比，水泵揚(yáng)程與水泵（電機(jī)）轉(zhuǎn)速平方成正比，水泵軸功率等于流量與揚(yáng)程乘積，故水泵軸功率與水泵轉(zhuǎn)速三次方成正比。上述原理可知改變水泵轉(zhuǎn)速就可改變水泵功率。
　　流量基本公式：Q∝NH∝N2KW=Q＊H∝N3
　　以上Q代表流量，N代表轉(zhuǎn)速，H代表揚(yáng)程，KW代表軸功率。
　　按照理論計(jì)算，其具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

　　變頻調(diào)速正是通過改變供給電動(dòng)機(jī)的供電頻率，來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變負(fù)載的轉(zhuǎn)速的。我們知道，電機(jī)的轉(zhuǎn)速：n=60f(1-S)/P
　　其中f為供電頻率，P為電機(jī)的極對(duì)數(shù)，S為滑差。因此，改變f可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速的，達(dá)到節(jié)能的目的。
　　4變頻調(diào)速的優(yōu)異特性
　　4.1變頻節(jié)能：
　　為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)，在壓力偏高時(shí)，可降低電機(jī)的運(yùn)行速度，使其在恒壓的同時(shí)節(jié)約電能。
　　4.2動(dòng)態(tài)調(diào)整節(jié)能：
　　迅速適應(yīng)負(fù)載變動(dòng)，供給最大效率電壓。變頻調(diào)速器在軟件上設(shè)有5000次/秒的測(cè)控輸出功能，始終保持電機(jī)的輸出高效率運(yùn)行。
　　4.3通過變頻自身的V/F功能節(jié)電：
　　在保證電機(jī)輸出力矩的情況下，可自動(dòng)調(diào)節(jié)V/F曲線。減少電機(jī)的輸出力矩，降低輸入電流，達(dá)到節(jié)能狀態(tài)。
　　4.4變頻自帶軟啟動(dòng)節(jié)能：
　　在電機(jī)全壓?jiǎn)��?dòng)時(shí)，由于電機(jī)的啟動(dòng)力矩需要，要從電網(wǎng)吸收7倍的電機(jī)額定電流，而大的啟動(dòng)電流既浪費(fèi)電力，對(duì)電網(wǎng)的電壓波動(dòng)損害也很大，又增加了線損和變損。采用軟啟動(dòng)后，減少了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，節(jié)約了電費(fèi)，也減少了啟動(dòng)慣性對(duì)設(shè)備的大慣量的轉(zhuǎn)速?zèng)_擊，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
　　4.5提高功率因數(shù)節(jié)能：
　　電動(dòng)機(jī)由定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組通過電磁作用而產(chǎn)生力矩。繞組由于其感抗作用。對(duì)電網(wǎng)而言，阻抗特性呈感性，電機(jī)在運(yùn)行時(shí)吸收大量的無功功率，造成功率因數(shù)很低。采用變頻節(jié)能調(diào)速器后，由于其性能已變?yōu)椋篈C－－DC－－AC，在整流濾波后，負(fù)載特性發(fā)生了變化。變頻調(diào)速器對(duì)電網(wǎng)的阻抗特性呈阻性，功率因數(shù)很高，減少了無功損耗。
　　5變頻恒壓供水系統(tǒng)組成
　　變頻器是整個(gè)變頻恒壓供水系統(tǒng)核心部分。其系統(tǒng)組成框圖見圖1
　　
　　圖1中，水泵電機(jī)是輸出環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速由變頻器控制，實(shí)現(xiàn)變流量恒壓控制。變頻器接受PID控制器信號(hào)對(duì)水泵進(jìn)行速度控制，壓力傳感器檢測(cè)管網(wǎng)出水壓力，把信號(hào)傳給PID控制器，PID控制器調(diào)節(jié)變頻器頻率來控制水泵轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。一些變頻器本身具有PID調(diào)節(jié)功能，可以不選用外置PID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)更加平穩(wěn)。
　　6變頻恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)用
　　合理的利用恒壓變頻調(diào)節(jié)供水系統(tǒng)對(duì)我們的泵房等供水系統(tǒng)進(jìn)行改造一定可以取得很可觀的經(jīng)濟(jì)效益。許多鹽業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)中已經(jīng)開始應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)改造設(shè)備進(jìn)行節(jié)能。
　　本企業(yè)通過變頻技術(shù)改造循環(huán)水系統(tǒng)。以電氣變頻調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速來取代傳統(tǒng)的管道閥門節(jié)流調(diào)節(jié)的方式，對(duì)工藝要求的冷卻水流量進(jìn)行科學(xué)、合理的調(diào)節(jié)。用一對(duì)變頻調(diào)節(jié)的冷、熱水泵來帶動(dòng)與其并聯(lián)運(yùn)行的另外兩臺(tái)工頻運(yùn)行的冷、熱水泵，從而既使變頻的這對(duì)水泵產(chǎn)生了明顯的節(jié)能效果，還使得另外兩對(duì)工頻泵的工作特性有所改變，達(dá)到了最佳工作狀態(tài)，也取得了較好的節(jié)能作用，致使整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)的總體電耗產(chǎn)生了較大的變化。此項(xiàng)改造使生產(chǎn)工藝調(diào)節(jié)更為方便，并且可延長(zhǎng)水泵、電動(dòng)機(jī)和閥門等設(shè)備的使用壽命。
　　變頻技術(shù)在本企業(yè)化工廠深水泵和氯化鎂制片機(jī)生產(chǎn)中也都有所應(yīng)用。通過變頻調(diào)節(jié)，深水泵使不同時(shí)刻的用水量得到有效的滿足，而且達(dá)到了節(jié)能的效果。變頻技術(shù)應(yīng)用于氯化鎂制片機(jī)的工藝流程，滿足了生產(chǎn)的需要，也大大提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量。
　　7總結(jié)
　　通過以上的分析，我們看到在鹽業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用變頻器實(shí)現(xiàn)水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的節(jié)能，潛力很大而且簡(jiǎn)單易行。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，性能可靠、匹配完美、價(jià)格便宜的變頻器會(huì)不斷的出現(xiàn)，也會(huì)促進(jìn)變頻器在鹽業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。