高壓變頻器在循環氨水泵節能改造中應用

摘要：變頻調速是近年來興起的一門成熟的新技術，它通過改變電源頻率來實現速度的調節，因其具有調速平穩、瞬態穩定性高、節能等特性，越來越被人們所重視。隨著變頻調速技術的不斷成熟，變頻調速裝置在水泵設備上的應用也越來越廣泛。

關鍵詞：變頻調速 水泵

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（b）-0000-00

1、循環氨水泵工況特點及存在問題

1.1、循環氨水泵工況特點

凈化分廠一期兩臺循環氨水泵，一用一備，泵組是將循環氨水打入集氣管為荒煤氣進行初步冷卻，控制荒煤氣溫度為75～80度之后送入初冷器，根據荒煤氣量的大小應及時調節循環氨水量。

1.2、工頻運行存在問題：

兩臺循環氨水泵電機均為工頻運行，啟動電流高，既影響設備壽命又對電網產生很大沖擊。而且工頻運行耗電量高，不能隨生產負荷自動調節，不符合現代企業“節能降耗”的管理理念。

循環氨水泵工頻運行，流量及壓力只能通過旁通閥及出口閥調節，但調節負荷有限。在今2012年年初，結焦時間較長，荒煤氣量少，循環氨水流量無法進一步降低，導致荒煤氣溫度極低，曾降至40度（工藝要求控制溫度為75～80度），使得荒煤氣管道內焦油氨水混合液流動性極差，存在堵塞荒煤氣管道的隱患。由此可見，荒煤氣溫度是至關重要的指標，如果控制不當，整個凈化系統都將處于癱瘓狀態。

原設循環氨水泵為工頻運行，只能由操作工調節泵出口閥門及循環管閥門開度來控制循環氨水壓力和流量。如果循環氨水量發生變化，崗位人員又不能及時調節，將會導致循環水泵壓力過高或過低。如果壓力過高，會造成泵機封、電機燒損；如果壓力過低，會導致荒煤氣溫度無法控制、集合溫度超標，造成初冷、電捕以及煤氣凈化系統的嚴重堵塞。

2、改造方案

循環氨水泵組是保證焦化廠煤氣系統正常運行的重要設備，必須保證連續、穩定、可靠運行。經過詳細的技術和經濟論證，決定采用高壓變頻調速裝置，通過變頻調速調節電機轉速滿足工藝要求

高壓變頻調速系統采用功率單元串聯技術直接輸出10KV電壓，屬高一高電壓源型變頻器，高壓變頻器調速成套系統整體結構由旁路柜、變壓器柜、單元柜及控制柜組成，系統采用一用一備兩臺泵雙路電源，一拖二手動旁路的方案，基本原理圖如圖下

雙電源手動切換柜一次原理圖

此系統由高壓開關1QF、2QF、雙電源手動切換柜（由高壓隔離開關QS1—QS6組成）、高壓變頻器、兩臺高壓電機組成，其中雙電源手動切換柜和高壓變頻器由投標方提供。

說明：①其中QS2、QS3是雙刀雙投隔離開關，QS5、QS6也是雙刀雙投隔離開關；實現自然機械互鎖②QS1和QS4不能同時閉合，實現電氣閉鎖；QS2和QS5不能同時閉合，實現電氣閉鎖；③變頻器故障時，聯跳相應的高壓開關，柜子的柜門都有高壓閉鎖，高壓電上電后，柜門就會被電OeDwLDy6T3Iwql4h5CO/Pw==磁鎖自動鎖死，除非用專用的鑰匙，不能打開柜門。

3、運行可靠性分析

經過多次調試，實現變頻器控制電機轉速隨循環氨水泵出口壓力的變化而改變，即減少了電量消耗，又降低了電機的噪音，改造效果非常明顯：①節電效果顯著，電機定子電流從15A降至6A，每天節約電量為3500度左右。②電機的轉速下降，電機和泵運行狀況明顯改善，延長了設備的使用壽命，降低了設備的維修費用。③采用變頻調速技術后，由于泵出口閥全開，消除了閥門因節流而產生的噪聲，改善了工作環境 ；④電機的加速和減速可根據工藝要求自動調節，控制精度高，即保證可生產指標穩定，又降低了工人的工作量。 ⑤循環氨水壓力穩定，避免了壓力波動，管道漏點明顯減少，降低了檢修工作。

4、產生的經濟效益

根據以上數據得知每天節約電量為3500度左右，月節約電量為106500度（以30天計算），年節約電量為127.75萬度，按照每度電0.48元計算，年節約電費613200元。

5、結語

隨著市場競爭日益激烈以及國家對節能減排工作的要求越來越嚴格，節約能源、降低生產成本、提高競爭力對企業來說尤為重要，該變頻器投入近四個月來，循環氨水泵的出口閥門全開，運行穩定，減少了閥門截流導致能源損失，節能效果明顯，實現了電機的軟啟動，延長了電機、泵及其附屬設備的使用壽命。實踐證明高壓變頻器在循環氨水泵上的應用是非常成功的。

參考文獻

1、魏召剛 工業變頻器原理及應用（J） 電子工業出版社 2006

2、《HIVERT通用高壓變頻器用戶手冊》