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福州工业水处理设备是如何节能改造的?

来源:http://fz.fjscls.com/news383347.html 发布日期:2020-5-26 3:00:00

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福建福州工业水处理设备是如何节能改造的?

本文针对污福州水处理泵类设备存在着工频作业阀门操控流量的作业方法形成电能、设备与材料糟蹋的现状进行剖析研究,采纳科学的方法进行技能改造。运用变频操控设备、软发动操控器与可编程序操控器和组态王软件有机结合,完成智能化自动操控功用,替代现有的继电操控,进步电能利用率以及下降操作人员的劳动强度。

1现状剖析研究

污水处理设备设备自投入作业以来,负荷大都在22千瓦以上,设备合计27台,其中有20台未运用变频器,体系选用工频定速全电压作业。依据福建工业水处理工艺要求,水泵流量需求不断调整,可现有继电操控方法紧靠调理阀门开度来操控流量。阀门开度小时会导致:节省空隙小,流速大,冲刷严峻,阀的寿数下降。流速、压力改动过激时,会导致阀门安稳性差,甚至冲发作震荡。开度过小时,有损阀芯密封。管路和阀门的密封功用差或遭到损坏,会呈现泄漏,保护量添加,经济性下降。一起有些阀不适合小开度作业,开度小时,会发作跳开现象,无法预备操控流量。因为水泵平常均是全电压作业,电能糟蹋尤为严峻,每年仅电费耗费就65万元。2012年以来咱们进行了很多的泵类变频改造。通过调整电动机电源频率,调整电机即水泵的转速,然后抵达调理给水流量和水泵扬程的意图。替代因环境所形成的较高毛病率的阀门操控方法。节能20%~60%,下降设备磨损,削减备品备件的投资,进步操控精度,延伸设备运用寿数。

2操控剖析

2.1通用变频器的根本作业原理

变频器是把电压、频率固定的交流电变换成电压、频率可调的交流电的变换器。

工频电网的对称三相正弦交流电接入变频器的输入端,通过不可控整流或可控整流环节变换为直流电。通过操控电路来操控逆变器的输出,然后改动了变频器的输出电压与频率抵达调整电机、水泵转速的意图。

2.2异步电动机变频调速原理

异步电动机的转速n、电源频率f、电机转差率s、电机磁极对数p,参数联系:n=60f(1-s)/p。关于制品电机,其极对数p已确定,转差率s改动不大,则电机的转速n与电源频率f成正比,改动输入电源的频率可改动电机的转速,然后抵达异步电动机调速的意图。变频器是通过改动电源的频率f来改动电动机转速的,然后完成电动机节能降耗。

2.3水泵变频操控特色

水泵流量Q与转速n联系:Q1/Q2=n1/n2;电动机的转速n与电源频率联系:n=60f(1-s)/p;扬程H与转速n联系:H1/H2=(n1/n2)2;功率P与转速联系:P1/P2=(n1/n2)3;由此以上联系可看出流量与频率成正比,扬程与频率的二次方成正比。因而改动电动机电源频率,可改动电机即水泵的转速,然后抵达调理给水流量和水泵扬程的意图。

2.4水泵調速的节电原理

选用交流变频技能操控水泵的作业,是目前节能改造的有用途径之一。从水泵调速扬程特性曲线能够看出:用阀门操控时,当流量要求从Q减小Q1时,必须关小阀门,这时阀门的摩擦阻力变大,则阻力曲线从R移到R1,扬程从H0上升到H1,作业工况点从A移到B点。用调速操控时,当流量要求从Q减小Q1时,因为阻力曲线R不变,泵的特性取决于转速。假如把转速从N100降至N80,作业工况从A移到C点,扬程从H0降至H2。特性曲线公式:P=QHr/102η,ΔP=Q1(H1-H2)r/102η,用阀门操控流量时,有ΔP功率被损耗糟蹋掉了,且随阀门不断关小,这个损耗还要添加。而用转速操控时,依据流量、扬程、功率、转速的联系,功率与转速成3次方的联系下降。假如不用关小阀门的方法,而是把电机转速降下来,那么在相同流量的情况下,原来耗费在阀门的功率就能够全防止。用变频器调速的方法来削减水泵流量进行节能改造的经济效益是非常明显的。

2.5污泥回流泵继电操控

污泥回流泵改造前选用工频定速全压作业,流量紧靠调理阀门开度来操控,阀门开度小时会导致:节省空隙小,流速大,冲刷严峻,阀的寿数下降。流速、压力改动过激时,会导致阀门安稳性差,甚至冲发作震荡。开度过小时,有损阀芯密封。管路和阀门的密封功用差或遭到损坏,会呈现泄漏,保护量添加,经济性下降。一起有些阀不适合小开度作业,开度小时,会发作跳开现象,无法预备操控流量。因为水泵平常均是全电压作业,电能糟蹋尤为严峻。2012年以来咱们进行了很多的泵类变频改造。通过调整电动机电源频率,调整电机即水泵的转速,然后抵达调理给水流量和水泵扬程的意图。替代因环境所形成的较高毛病率的阀门操控方法。节能20%~60%,下降设备磨损,削减备品备件的投资,进步操控精度,延伸设备运用寿数。

污泥回流泵选用PLC可编程操控器集中继电操控与手动操控和远方操控相结合,全压作业,由阀门操控流量。

2.6软起动器(晶闸管)的作业原理及主要特色

软起动器的作业原理是在主回路的每一相串接一个双向大功率晶闸管或两个反并联单向大功率晶闸管作为电子开关调压元件,通过软起动器的中中心操控器(单片机),操控其触发延迟角(α)来改动晶闸管的导通时刻,完成输出电压的平稳升降和主回路的无触点通断,然后改动了加到定子绕组的三相均匀电压的大小。整个起动和中止进程是在数字化程序软件操控下自动进行,完成了电动机的无级滑润发动。因而,软起动器具有了很强的功用和灵活性,可依据负载的需求挑选不同的参数设定。

3技能改造方案

污水处理有许多泵类设备,节能潜力大,泵类设备在矿井水处理体系中起到要害的作用。依据现在的继电操控体系挑选合适的变频改造方案,下面针对详细设备事例简略介绍改造进程。

3.1污泥回流泵变频操控  为节能降耗的需求,随对其进行了变频改造。选用ABB系列变频器ACS510-01-157A-4一台,塑料外壳式断路器DZ20Y-100/330040A一个,欧姆龙小型继电器AC220V一个。

为了节省资金和下降操作人员的作业量,进步可操作性,一起又保证操控体系的完整性,保留了原有的各种操控功用。因为污泥回流流量在处理工艺中相对比较固定,采纳通过人为的从人机界面中设定所需频率。

变频操控改造后,因为频率、转速、流量存在一定的联系,可通过调频率来改动转速,然后改动流量,保证了体系以安稳的流量平稳作业。阀门根本可处于全开状况,杜绝了堵塞现象。体系正常作业以来,作业安稳,下降了修理量。

3.2反冲刷泵软起动操控

依据详细设备的作业工艺要求,关于不适宜变频调速的反冲刷水泵选用了软发动操控器。它具有体积小、重量轻、操控方便且精度高,是一种集电动机软起动、软泊车、轻载节能和多功用保护于一体的电动机操控设备。软发动器的运用下降了电能的耗费与修理操作人员的劳动强度。

污水处理站有2台55kw反冲刷水泵,1台作业1台备用。在电机作业负载功率在80%以上时,选用软发动器是好、有用、省钱的。因为该负荷为水泵类且在福建工业水处理工艺中作业次数及时刻较少,所以选用性价比较优的ABBPSS85/147-500L型软发动器。塑料外壳式断路器DZ20Y-100/3300100A。正常作业以来,根本免于保护。

运用软发动器发动电机时,晶闸管的输出电压逐步添加,电动机逐步加快,直至晶闸管全导通,电动机作业在额外电压的机械特性上,完成滑润发动,下降发动电流,防止发动过流跳闸。待电机抵达额外转数时,发动进程完毕,软发动器自动用旁路接触器替代完成任务的晶闸管,为电动机正常作业供给正常额外电压,以下降晶闸管的热损耗,延伸软发动器的运用寿数,进步其作业效率,使电网防止了谐波污染。软发动器一起供给泊车功用,软泊车和软发动进程相反,电压逐步下降,转数逐步下降到零,防止自在泊车引起的转矩冲击。

依据负载特性、电源容量及原理图的操控要求设定技能参数,发动时电压进步时刻为6S;挑选初始电压为40%;因为咱们选用的是电动机外接的方法,所以将连接挑选开关S1置于外接位置上。然后进行设备发动试验,当按下发动按钮后电动机开始发动作业,通过6S的电压进步时刻,旁路接触器闭合电动机全压作业。查看发现软起动器毛病信息指示灯点亮,按下中止按钮后电动机正常泊车。通过查看发现软起动器中止时电压下降的速度设定在5S,依据原理图剖析在软起动器全压切换时旁路接触器给软起动器中止信号后直接切断了软起动器的负荷,软起动器则认为电动机毛病。将此参数设定为0S后毛病扫除,设备正常发动作业。由此可见在软起动器运用进程中应仔细剖析操控环境因素,做到参数设定精确方可正常运用。

因为电机发动特性,电机直接连接供电体系发动(硬发动),将会发作高达电机额外电流5-7倍的浪涌(冲击)电流,使得供电体系和串联的开关设备过载。直接发动也会发作较高的峰值转矩。冲击电流不光会对驱动电机发作冲击,也会使机械设备受损,还会影响接在同一电网的其他电气设备正常作业。

软发动器在电机发动时通过改动加在电机上的电源电压,以削减发动电流和发动转矩来完成电动机的软起。软发动的限流特性可有用限值冲击电流,防止不必要的冲击力矩以及对配电电网的电流冲击,有用地削减线路刀闸和接触器的误触发动作;对频繁启停的电动机,可有用操控电动机的温升,延伸电动机的寿数。因而软发动器既能改动电动机的发动特性保护拖动体系,更能保护电动机可靠发动,又能下降发动冲击。

3.3进步体系安稳性

为了进一步进步自动化程度以及体系安稳性,从头做了信号传输线的抗干扰处理,更换了部分抗干扰能力差的液位变送器,并对原有PLC程序进行了修正、完善、写入、调试。

4结语

污水处理设备大都是高能耗设备设备,高能耗设备设备形成了污水处理本钱高,因而,选用变频、软发动操控技能对污福建工业水处理设备设备进行技能改造是必然趋势。

变频器与软起动器的运用减小了对设备的冲击,保护和修理量也跟随下降,作业本钱下降,发作了可观的经济效益。该项意图实施适应了节能降耗的企业之本,对全矿的推行有著非常重要的意义。

经济效益和社会效益:水处理本钱包括设备折旧、材料耗费、人工工资、药品耗费、电能耗费,其中电能耗费所占比例特别大,所以机电设备的作业工况尤为重要。项目实施后,经济效益和社会效益明显。

经济效益:该项目自2014年10月底实施至2016年3月底完毕。从日常作业记载表上能够看出,同期电耗每月节省近1.6万kW.h电量,全年节省近19万kW.h电量,按0.6元/kW.h,全年将节省电费19×0.6=11.4万元。一起,机电设备作业工况的改进下降了修理保护量和材料的耗费,发作的间接经济效益也是非常可观的。

社会效益:节省了电能资源,改动了水处理职业的高耗能形象。促进了矿井节能减排的奋斗目标,为我矿吨煤本钱的进一步下降做出了贡献;下降了轰动和噪声,下降了员工劳动强度,改进了职作业业环境,进一步体现了以人为本的企业理念。

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