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HLR智能水泵风机专用节电器
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HLR智能水泵风机专用节电器

现有风机、水泵系统电机都是通过改变电机的管网特性曲线来实现对用量的调节,这种办法是通过调节挡风板的开关程度来实现的,如图1所示:风机、水泵类系统电机在管网特性曲线R1工作时,工况点为M1,其用量、压力分别为Q1、H1。如果要减少流量,可将系统电机用量的挡板关小,管网特性曲线变为R2,工作点移至M2,流量和压力变为Q2、H2....

(1).风机、水泵专用节电器节能原理:

  现有风机、水泵系统电机都是通过改变电机的管网特性曲线来实现对用量的调节,这种办法是通过调节挡风板的开关程度来实现的,如图1所示:风机、水泵类系统电机在管网特性曲线R1工作时,工况点为M1,其用量、压力分别为Q1、H1。如果要减少流量,可将系统电机用量的挡板关小,管网特性曲线变为R2,工作点移至M2,流量和压力变为Q2、H2。其实质是人为地增加或减少电机的管网阻力,而电机的性能曲线(H—Q曲线)不变,工作点沿着电机的性能曲线(H—Q曲线)由M1移到M2,继续关小挡风板,特性曲线变为R3,工况点移至M3,从而达到调节流量的目的。这种方法结构简单,操作容易,目前大多数用户现运行的风机、水泵用量调节都采用这种方法,但是此种方法由于人为地增加了电机用量的管网阻力,多消耗了一部分能量,故很不经济,尤其是风机、水泵类电机用量变化较大时,损耗的功率更大。

图1 改变风机、水泵电机的管网的特性曲线   

2).通过改变和转速来实现对风机、水泵电机调节

  当风机、水泵类电机的转速改变时,其性能曲线的变化如图2所示,当电机转速为n1时,风机、水泵类电机用量曲线与管网特性曲线R1相交于M1点,其电机用量分别为Q1、H1,电机的轴功率P1与Q1、H1的乘积成正比,在图中可以用面积H1M1Q1O来表示。若工艺变更,需要的用量为Q2时,可将电机转速降到n2,电机的性能曲线(H—Q曲线)相应下降并与R1相交于M2点,此时用量为Q2,压力为H2,可见流量、压力同时下降,达到用量调节的作用。相对于节流调节而言,当用量为Q2时,是靠关闭挡板来实现的,此时管网特性曲线由R1变化到R2,与n1时的电机特性曲线相交于M3,此时用量为Q2,压力为Hf,由图2可见,Hf>H2,即用关闭挡板来调节流量,虽然流量下降了,但压力相对于调节电机转速来说,反而上升了,因而节能调速调节比节流调节时的压力要减小ΔH=Hf-H2。在满足同样流量Q2的情况下,压力H2大幅度降低,在假设效率不变时相应的轴功率P2随着显著减少,用面积H2M2Q2O表示。节省的功率△P=(Hf-H2)×Q2,用面积HfM3M2H2表示,显然,节能的效果非常明显。即节能调速调节比节流调节时, 电机从电网吸收功率要减少,因此采用节能调速调节,能把消耗在节流中的损耗省下来,达到节能的目的。由于 值较大,一般约占Hf的30%~40%,因而节能调速调节是风机、水泵电机经济运行的有效途径。

图2 改变风机、水泵电机的转速来改变电机的特性曲线

(3).不同流量,采用不同调节流量方法时的电机输入功率

 从下表可看出,在降低同样流量的条件下,采用节能调速调节流量时可大大降低电机的输入功率。而在采用挡板调节流量时电机的输入功率几乎没有什么变化。从上面表格还可看出,当需要的流量减少到 80%时,节能调速带电机的输入功率减少了几乎一半。

采用不同调节流量方法时的电机输入功率

风量 %

轴功率( kW)

出口挡板

入口挡板

节能调速

电机输入

总损耗

电机输入

总损耗

电机输入

总损耗

100

100

107

7

106

6

108

8

90

72.9

103.5

30.6

84

11.1

79

6

80

51.2

99.5

48.3

72.5

21.3

55

3.8

70

34.3

96

60.7

68

33.7

38

3.7

60

21.6

89.5

67.9

64

42.4

25

3.4

50

12.5

84

71.5

60

47.5

15

2.5

40

6.4

77.5

71.1

56

49.6

9

2.6

30

2.7

71

68.3

52

47.3

5

2.3

 (4)、节能改造方案

  HLR智能风机、水泵专用节电器可根据实际需要来调节用量和流量,它采用一对一的智能控制方式带动相对应功率的电机,并将阀门的开度都设置为100%,HLR智能风机、水泵专用节电器将接收手动设定或PLC的用量信号来改变节电器的输出频率,自动调节电动机的转速,达到按要求调节流量的目的。

  HLR智能风机、水泵专用节电器由以下部分组成:节能控制器、PLC可编程控制器、节能器、电抗器、接触器、空气开关、电缆、按钮、互感器等。

  PLC控制部分由触摸屏、电源、CPU、模拟量输出模块、开关量输入、输出模块等组成。其中采用PLC来实现电气部分的控制。包括五部分:起动、运行、停止、切换、报警及故障自诊断。

各电机的开停选择,控制参数的输入等都在触摸屏操作,同时显示运行参数。

 (5)风机、水泵电机系统节能改造后的性能

1.流量的保障

  节能在实际使用中要考虑流量与电机的转速的平方成正比的关系及管损与电机的转速平方成正比的关系;在风机、水泵类电机的流量随转速的降低而降低的同时管道损失也在降低,因此,系统对风机、水泵实际需求一样要降低;而通过设定节电器智能调节的方法可保证系统对电机流量的最低需求。

2.控制性能的提高

  用电系统运行稳定,抗干扰能力强,软启动,高效节能,保护功能完善,可逻辑控制,操作简单安装方便,可实现工频、节能双回路控制,可切换使用,安全运行有保证,低噪音,环保效果显著等。

3.避免了因调节挡板的维护费用的发生。

4.节电效果显著,根据现场设备实际运行数据和运行工况确定,节能改造后,一般节电率可达到20%--55%之间。

(6).采用节能控制技术的其它益处:

  节能控制柜软启动功能可以消除电机起动对电网的冲击,并可避免电机因过载而引起的故障;能大幅度延长电机及末端设备的使用寿命;减小设备运行噪音及震动,保护了环境。

1、 节能控制柜原理

  由节能模块,压力变送器、控制系统、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速进行恒压控制。压力变送器反馈的压力与设定压力进行比较运算,实时控制节能控制转速的输出,从而调节电机转速,使用量稳定在设定压力目标值上。

  风机、水泵节能控制系统通常以输出压力作为控制对象,如下图所示.由压力传感器取出的反馈信号,接至控制器,与预置的给定信号相比较,经控制器调节后的综合信号接至节能控制柜的给定端,从而调节电动机的工作频率和转速。

2、风机、水泵节能改造后性能优化

根据改造前控制存在的问题结合生产工艺要求,节能控制改造后系统可以满足以下功能:

● 电机节能控制运行,保持出口压力稳定,压力波动范围不超过±0.02Mpa;

● 系统具有节能和工频两套控制回路;

● 系统具有开环和闭环两套控制回路;

● 根据控制要求,系统电动机具有恒转矩运行特性;

● 为防止谐波干扰电机控制器,节能控制柜输入端设有抑制电磁干扰功能;

●  负载小时,电机低速运行,保障电机绕组温度和电机噪音不超过允许的范围。