智能節(jié)電技術(shù)在氯堿生產(chǎn)中的應用

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）

智能節(jié)電技術(shù)在氯堿生產(chǎn)中的應用

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)能改造中的應用情況。關(guān)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(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。

1 可行性分析

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。

2 泵的節(jié)電原理

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。

3 節(jié)能改造方案

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。

4 效益分析

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

B

1009－1785(2010)07－0026-02

2009-03-30