乳化液变频恒压节能控制系统1.docx

1 概述一般使用的乳化液泵站设备额定的乳化液压力通常都超过实际需要的乳化液压力，又因为工艺要求需要在运行中变更乳化液，而目前，采用挡板或阀门来调节压力和流量的调节方式较为普遍，虽然方法简单，但实际上是通过人为增加阻力的办法达到调节的目的，这种节流调节方法浪费大量电能，回收这部分电能损耗会收到很大的节能效果而随着技术的发展，变频调速技术的诞生使乳化液泵站系统节能增效有了实际的应用，并收到很好的效果下面我们阐述一下乳化液泵站系统节能原理以及乳化液泵站变频系统控制方案2 乳化液泵站变频系统技术方案本方案介绍了交流电机变频调速技术应用于乳化液泵，可使流体的流量、压力根据实际需要自动恒压或恒流量调节，以达到高效节能的目的2.1 乳化液泵调速运行节能原理乳化液泵出口处阀门（出液板）的开启角度与管网压力、流量的关系见于图 1当电机以额定转速 n 0运行，阀门角度按 g 0（ 全开）、g、g 1变化时，管道压力与流量沿 A，B，C 点变化，要想减小管道流量到 Q1，可减小阀门开度到 g 1，门全开（ 开度为 g 0），采用变频调速，使电机转速至 n 1，且乳化液泵流量等于 Q 1，则乳化液泵扬程由原来的 H A降到 HA'，电机的功耗可大大降低。

用阀门节流使乳化液泵流量为 Q1，电动机功率为 KH CQ1；用变频调速使流量为 Q 1，电动机功率为 KH A'Q1，节省电能：KH CQ1- KHA'Q1= KQ1（H C- HA'）由图 1 可见，在乳化液泵流量小、转速低时，变频调速节能的效果便十分明显图 1 阀门开启角度与管网压力、流量的关系2.2 节能分析根据流体力学的基本定律可知：乳化液泵的流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比只要在满足生产需求的情况下，降低电动机的转速，则轴功率将会大大降低，节能效果显著由图 1 可知，采用变频调速，当流量从 Q 0减少 50% 至 Q 1时，系统工作点便由原来的 A 点移至 A'点，水泵出口压力变为 H A'，电机实际功率为 P = Q 1・ HA'，电机节省的功耗为 Q 1・ HC与 Q 1・ HA'的面积差；当流量从 100% 降至 50% 时，节能率在 75% 以上2.3 乳化液泵变频调速控制系统设计乳化液泵变频调速控制系统主要由变频器、控制箱、传感器以及辅助开关几部分组成工作面乳化液泵站，一箱两泵，一用一备，电动机 132KW／AC1140V，需配备 160KW／AC1140V 防爆变频器、防爆真空磁力启动器及压力传感器、防爆 PLC 控制箱等，实现乳化液泵一用一备、工频变频自动切换及系统的各项保护功能。

2.3.1 矿用隔爆兼本质安全型交流变频器BPJ1 系列矿用隔爆兼本质安全型交流变频器其核心部件选用国外知名品牌产品，内置电抗器、继电器等元件变频器具有以下优点：① 可靠性,电机小维护量和已知的低成本使得感应电机在许多工业领域成为首选越来越多的工业领域已经证实电机与变频器的成套应用可获得显著的经济收益这些收益包括： l 性能改善l 效率提高l 取消一些机械装置l 更佳的过程控制l 取消一些运行限制l 谐波系数小，噪声干扰小，对电网污染小② 功率元件作为标准配置，变频器的配置包括：l 2x6 脉冲配置的晶闸管整流器l 具有电容器的直流环节l IGBT 3 相逆变桥l 输入电抗器l 输出电抗器③ 脉宽调制(PWM)技术负载侧逆变器需要 PWM (脉宽调制) 技术以便提供正弦输出和依电机所需转速提供频率控制逆变器部分的控制是通过控制给每个 IGBT 功率元件的触发信号来实现的根据事先准备好的为减少谐波影响的脉冲波形，逆变器可向电机提供友好的输出波形, 特别是低转速时的平滑转矩性能。

④ 调速精度使用矢量控制技术, AC 调速的范围与动态响应可与 DC 调速相比拟或超过 DC 的性能. 它的获得主要是将电机的转矩电流与励磁电流进行分离和单独控制更为重要的是使用数字控制技术使所提供的功能范围能够被完善和扩展, 并标准化这就使得整个系统对操作和服务人员极端透明内置 PID 控制器可方便容易实现恒压控制⑤ 显示功能所有被测量的数值以及它们正确的物理量都显示在柜门上的操作面板上操作面板上的液晶显示器(LCD)可向操作和服务人员把系统的全部重要参数以快捷的方式显示出来. 此显示器还可以数字和文字的形式将报警信息显示和确认外部的信号可通过输入/输出模块读入读出⑥ 保护功能变频器拥有它自己的综合系统来保护自己和防止其中关键元器件的损坏，所有报警信号需给予高度迅速的重视， 不造成立即停机的报警信号有：l 运行丢失或允许再启动l 控制电压过低l 速度控制丢失l 欠压l 功率管触发故障l 变压器报警l 电机温度过高l 轴承温度过高变频器控制系统还提供可造成立即停机的故障信号：l 供电电压过高/过低l 内/外部短路(IGBT 将立即关断) l 过流l 接地故障l DC 环节过压和欠压(缺相保护)l 控制电压故障l 微处理器故障l 冷却故障 (通风)⑦ 多机联动功能当变频器多机联动时，由于电机的机械特性较硬且为平行簇，机械特性的差异会导致各电机负载功率不均。

严重时会使某些电机作负功，而另一些电机过载通过变频器调整各电机的特性使之尽量接近各台变频器通过 RS485 通讯的方式交换数据，从而调整各电机的特性达到最佳，实现各电机之间的功率平衡，电机之间的电流差别≤5A⑧ 电磁兼容性BPJ 系列变频器的电磁兼容性（EMC）能够达到工业级和商业级标准；它可以最大限度的抑制射频干扰，避免了对周围设备的不良影响，BPJ 系列变频器可达到很高的开关频率具有谐波系数小，噪声干扰小，对电网污染小，输出波形近似于正弦波⑨ 其他矿用隔爆兼本质安全型系列变频器取得防爆合格证书、MA 证书，并通过了严格的技术检验，检验项目达22 项，检验内容有：l 轻载试验；恒转矩试验；l 压频比试验；温升试验；l 电压波动试验；速度稳定精度试验；l 保护和显示功能试验；过载保护；l 瞬时断电试验；缺相保护；l 加、减速时间连续可调试验；过压保护试验；l 频率分辨率试验；正、反相序功能试验；l EMC 试验；传导试验；l 谐波试验；传爆试验；l 耐潮试验；耐压试验；l 本安试验；分断试验。

技术参数：l 输入电压：AC1140V，50 Hz， 85% Ue～110% Ue；l 输出电压：0～1140V；l 控制功率：0~160kW；l 输出频率：（0.1～50）Hz；l 工作制：连续工作制；l 本安电源：本安输出最高开路电压 DC24.2V；输出最大电流 0.47A；l 冷却方式：热管冷却2.3.2 测量压力变送器选用 SK1151/0 ～ 35MPa 的压力测量变送器，用于控制水管出口压力，并将压力信号变换为 4～ 20mA 的标准电信号，再输入调节器 2.3.3 可编程控制器 PLC选用 S7-200 型 PLC，输入信号 4 ～ 20mA，输出为 PID 控制信号 4 ～ 20mA同时在变频器、PLC 和人机界面之间建立通讯网络，将变频器的重要参数及系统的重要信息在人机界面上实时反映出来，强化了系统的操作和显示功能调节压力简单方便可远方可就地2.3.4 系统的控制过程由压力测量变送器出水管出口压力，并转换成与之相对应的 4 ～ 20mA 的标准电信号，送到 PLC 与工艺所需的控制指标进行比较，得出偏差；PLC 按预先规定的调节规律对偏差值进行运算得出调节信号，该信号直接送到变频器，使变频器控制电机的运转速度。

从而达到恒定压力的目的乳化泵站配置图该系统有变频、工频两种控制形式，能自行选择运行方式工频能够同时控制两台泵组，变频能够分别控制任何一台泵组例如当主电机启动时用变频控制，当主电机不能满足压力需要时主电机可以自动切换到工频运行，此时变频器再驱动备用电机一达到恒定压力的目的该系统具有自动检测显示泵组储能器压力压力系统管线突然爆裂时该装置能控制泵自动停机的功能，当压力 5 秒内有 28.5MPa 以上下降到 10MPa 时，系统自动停机保护3 系统设备配置及报价清单电控系统设备配置及报价清单序号 设备名称规格型号 单位 数量 备 注1KXJ1-127 矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱 台 1 S7200带 7“屏2BPJ1-160/1140 矿用隔爆兼本质安全型交流变频器 台 1 3 DKB1-350/114L 防爆滤波电抗器 台 1 4 SK1151-20 防爆压力传感器 只 2 5 防爆四通接线盒 200A 只 2 6 总价 4 技术培训项目实施时对矿方的技术人员提供免费的项目技术培训，培训目标使矿方的技术人员能够完全掌握系统正常情况下的日常运行维护和故障的排除等。

培训内容包括：针对投标设备的技术基础培训，实施技术方案培训，各设备、软件的安装、调试、配置和使用、维护培训等培训具体形式应至少包括专业的技术培训和基础理论培训、现场实践技能培训两种中级培训达到掌握本系统的技能和维护能力（包括掌握计算机网络基础知识及各系统的相关设备知识）初级培训达到操作使用人员能熟练操作使用各应用系统、故障判断和简单维护培训人数及时间如下：中级培训：培训人员不少于 2 人；培训时间不少于 1 天初级培训：培训人数根据需要，以现场培训为主，培训时间不少于 1 天5 其他说明合同签订生效后，提供以下设计所需资料：(1)使用说明书2)电气控制原理图3)电气连线图（包括电缆规格型号）4)电缆明细表（包括电缆规格型号）5)产品合格证6)产品出厂检验报告上海弘翼煤矿信息咨询有限公司主要从事电器及其自动化产品的信息采集，结合民用高尖端技术服务煤矿行业弘翼公司的责任-“让煤矿生产更安全” ，为铸造煤矿最大信息库而坚持不懈我们的目标“新技术、新产品、新资讯、新信息、新商机、大投资、大平台”我们做事“创新、团结、热忱、快速、诚信”上海弘翼煤矿信息咨询有限公司拥有一支技术力量雄厚的研发团队，对煤矿自动化工程有多年的设计经验，已推出的工程有：矿井皮带机电控系统、矿用绞车变频电控系统、矿井泵房监控系统、压风机控制系统、乳化液泵控制系统、地面洗煤厂监控系统、选煤厂集控系统、地面自动装车系统、电力监控系统、矿井综合自动化监控系统、人员定位系统等。

同时在防爆电器产品中，也有卓越的成绩，携手多个民用权威公司，打造出多款矿用专用型产品已推出产品方案：防爆变频器方案、隔爆兼本安型可编程控制箱方案、隔爆磁力启器方案、防爆馈电开关方案、矿用组合开关方案、矿用高压软启动方案、矿用双电源风机切换装置、防爆移动变压器方案等高新技术产品我公司愿与各煤矿公司及其煤矿合作建造一个具有“新技术、新产品、新资讯、新信息、新商机、大投资、大平台”的一个煤矿自动化信息库让“煤矿生产更安全”为责任，铸建煤矿最大信息库弘翼信息库新推出：矿用 PLC（和利时）、矿用变频器（意科、普传）、矿井综合自动化（腾控） 。