高压变频器在三级渣浆泵中的应用及节能分析.doc

高压变频器在三级渣浆泵中的应用及节能分析［摘要］关键词0引言电气传动频器在三级渣浆泵中的应用及节能分析赵月良（云天化国际三环分公司，昆明650113）将一级泵采用高压变频调速，二,三级泵全开不调速将三级泵的液力 耦合器调速装置作为备用，这不仅改善了一，二级泵的负荷，而且避免了发丰过负荷跳闸事故，从而确保了 生产装置的安全稳定运行.高压渣浆泵调速高压变频器节能1组3台高压渣浆泵担负着年产40万吨重钙生产用渣浆的排放任务.矿浆生产重钙后产生的大量渣浆由3台500kw6kv/60.5A电机带动，分成一级输入，二，三级加压输出的三级串联泵，然后将渣浆输送至5kin以外海拔高度为1925m的渣坝内.原三级泵使用液力耦合器调速方式进行流量调节，在满足工艺要求的基础上,具备一定的调速效果•但由于，二级泵功率与三级泵相同，三级泵的调速限流就相当 于在一，二级泵出口处增加了描板限流，导致了一，二级 泵比三级泵增加了一定的负荷，未能达到良好的节能效 果•因此，需对一级泵采用高压变频器进行改造.1渣浆泵改造方案三级渣浆泵系统组成结构图如图1所示•将一级泵改 为变频凋速，二，-:级泵全开不凋速,保留原-:级泵的液 力耦合器调速装置•流量调节要求不能让渣浆池溢出或干 涸.3台泵串级在-•起提供系统扬程，保障流量供给. 输出到渣浆池级泵二级泵三级泵（液力耦合（输入）器调逮）调整流量一输出图1三级泵组成结构图2高压电机变频方式高压变频调速主要有"高〜低一高高一低"，“高一高”等方式，其中”高一高”方式效率较高.“高一高方式变频器输入直接为6〜10kV,输出不需要设升压变压器，变频器每相有9个功率单元相串联•单元的输入电压为三相600V,输出为单相o〜收稿日期：20101010作者简介:赵刀良(1972 —)，电气工程师，从事发供配电运行技术 管理.577V,单元相互串联叠加后可输出相电压5774V.由 于变频器与电机的中性点不连接,变频器输出实际上为 线电压，因此，由A,B相输出产生的Un线电压可达 10kV,为37阶梯波•多重叠加的技术使变频器输出电 压的谐波含量很小,已达到常规供电电压允许的谐波含 量，不会引起电机的附加谐波发热;输出电压的dL,d 也很小，不会给电机增加明显的应力•因此附加的转矩 脉动也很小,避免了由此引起的机械共振，降低了传动 系统及轴承的磨损.“高一低一高‘方式变频器由于采用了降压变压器和 升压变压器,使得变频调速系统的效率下降约为20•升 压变压器按50Hz磁饱和制作，由低压升高压过程中会导 致输出波形严重畸变从而引起电机的附加谐波发热•且 容易引起机械共振，传动系统及轴承的磨损也加大;另 外厂高一低一高方式变频器在低频时会产生很人的噪 声•因此，一•级泵采用"高一高"变频调速方式.3设备选型及电气设计根据工艺要求和电机参数(型号为YKK450—6, 500kW/6kV/60.5A),选用日立高压变频器，其型号为 DHVECrr()I 一 H100700/06,变压器型号为 ZTSGF—TOO/ 06,自动旁通柜型号为JPH 一 400/6.-次原理图如图2所 示.母线圈2—次回路图图2中,1,QS2为单刀闸隔离开关;KM1,KM2,KM3为真空接触器，且KM2与KM3互锁•变频 器就绪时，合上KM1,KM2,此时电机处于变频运行状 态;断开KM2,再合上KM3,则电机处于丁濒运行状 态•检修变频器时,需断开QS1,QS2.电工技术J2011J2期j41电气传动4高压变频器与用户的电气接口变频装置提供以下开关量信号和模拟量信号并可根 据用户的要求进行参数化,高压变频器接口端子定义见 表1.表1高压变频器接口端子定义表5节能技术分析渣浆泵特性曲线如图3所示•当渣浆泵转速为时,渣浆泵的风压一流量曲线与管网特性曲线R相交 于M点,其流量，风压分别为Q,H•若工艺变 更,需要的流量为Q时，可将渣浆泵转速降到,?•，渣 浆泵的性能曲线相应下降并与R.相交于M点，此时 流量为Q2,泵压为H,流量，泵压同时下降,达到流 量调节的作用•相对于节流调节而言，当流量为Qz 时，变速设节是靠关闭流量挡板來实现的，此吋管网特 性曲线rfl R变化到R,与,11时的渣浆泵特性曲线相交 于，此时流量为Q2,泵压为Hr,且Hr>H,即用 关闭流量扌肖板来调节•虽然流量下降了,但泵压相对于 调节电机转速来说反而上升了，因此变速调节比节流调 节吋的泵压要减小△H—Hr—H.图3渣浆泵特性曲线在效率不变时，相应的轴功率要减小AP — (kw)•渣浆泵采用变频调速电机进行调速节 lfYIIY能改造后，其节电量取决于生产负荷的变化，生产负 荷变化越大，节电效果越显着,同时也可提高整个系 统的效率.6改造前后节电效益分析三级泵的相关参数见表2.表2三级泵参数表名称电机类型实际电流/A级泵鼠笼式电机58.2:级泵鼠笼式电机5&9:级泵鼠笼式电机46.1额定电流/A60560.560.5改造前3台泵的实际功率为：P 一 1.73X58.2Ax6.1kVx0.815—500.56kWP2=== 1.73x58.9AX6.1 kVX0.818=508.45kWP 一 1.73x46.1 Ax6.1 kVx0.761 —370.22kW3台泵实际功耗为：P 一 P1+P2+P3—1379.23kW按三级泵调速比为87的低限进行计算,改造后3台泵的功耗分别为：P—(425kWx0.87.+0.04x425kWx0.87.)/o.97/0.95—316kWP2=425kWP=425kWP 总一 Pl 十 P2 十 P3—1166kW改造后的节电量为：P —P 总一 P 总=213.23kW系统节电比率为P/P总:15%;~级泵电机节电比率为(P —Pl)/P — 36%•按年运行7500小时,0.29元/(kW?h)计算,年节电金额为46.32万元.参考文献Eli仲明振，赵相宾•高压变频器应用手册[M].北京:机械工业 出版社,2009[2]吴忠智，吴加林•变频器应用手册[M] •北京:机械工业出版 社,2004E3]韩安荣•通用变频器及其应用EM]•第2版•机械工业出版 社.2004[4]苏文成•工厂供电[M]•第2版•北京:机械工业出版社，2002(编辑张美惠)欢迥访何中国工网:III_chinaet;net4万WWWI 电工技术。