當(dāng)前位置:工程項(xiàng)目OA系統(tǒng) > 建筑OA系統(tǒng) > 工程項(xiàng)目管理軟件系統(tǒng)
尾礦泵調(diào)速方式探討
申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話:400-8352-114
摘要:本文介紹了礦漿泵在大流量、高揚(yáng)程,且流量和揚(yáng)程變化范圍大的情況下,液力調(diào)速與變頻調(diào)速兩種調(diào)速方式在節(jié)能和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的比較。并通過比較兩種調(diào)速方式的優(yōu)缺點(diǎn),確定經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)速方式。
關(guān)鍵詞:液力調(diào)速 變頻調(diào)速 尾礦泵 一、前言 羅布泊鉀肥項(xiàng)目是國家西部開發(fā)的重點(diǎn)工程,隨著120萬t/a采輸鹵和鹽田工程的建設(shè)完工,加工廠的建設(shè)正在全面鋪開。加工廠的尾礦輸送流量和揚(yáng)程變化范圍大,為了節(jié)約能源,設(shè)計(jì)采用調(diào)速的方式來滿足輸送流量變化的要求。尾礦泵最大流量1000m3/h、揚(yáng)程90m、轉(zhuǎn)速980r/min, 最小流量630 m3/h、揚(yáng)程52m、轉(zhuǎn)速680r/min,配套電機(jī)630kW、6極、10kV、IP54、防腐等級(jí)F1、絕緣等級(jí)F。要求泵通過調(diào)速實(shí)現(xiàn)在最大流量和最小流量間變化。 二、水泵調(diào)速節(jié)能方式簡(jiǎn)述 根據(jù)羅布泊鉀肥項(xiàng)目尾礦泵運(yùn)行的特點(diǎn),調(diào)速運(yùn)行是其節(jié)能的最有效途徑。用以驅(qū)動(dòng)泵的調(diào)速裝置大體上歸納為機(jī)械式和電氣式兩大類。機(jī)械調(diào)速裝置主要為液力偶合器,電氣調(diào)速裝置包括變極調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、變頻調(diào)速、變電壓調(diào)速、調(diào)電阻調(diào)速和電磁滑差調(diào)速電機(jī)等6種。其中性能最好,應(yīng)用面最廣的為變頻調(diào)速。 加入調(diào)速裝置后,當(dāng)需要改變流量時(shí),用設(shè)定的信號(hào)去改變水泵的轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到流量的改變,這時(shí)水泵的軸功率也大幅度改變, 從而避免了用閥門改變流量,引起的節(jié)流損失。使原動(dòng)機(jī)的輸出功率隨流量變化而變化,消除了大馬拉小車的缺點(diǎn),節(jié)約了能源。此外,由于可調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有軟啟動(dòng)功能,避免了由于電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)引起的電網(wǎng)沖擊和機(jī)械沖擊,從而可以防止與此有關(guān)的一系列事故的發(fā)生。例如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子籠條的疲勞斷裂,定子端部繞組絕緣損壞擊穿等重大事故,提高了電機(jī)運(yùn)行的可靠性。 三、調(diào)速設(shè)備方案比較 液力調(diào)速與變頻調(diào)速是當(dāng)前風(fēng)機(jī)、水泵調(diào)速節(jié)能常用的兩種技術(shù)。液力調(diào)速技術(shù)已被國家列為成熟可靠的調(diào)速技術(shù)加以推廣,而隨著變頻調(diào)速技術(shù)的廣泛應(yīng)用,再加之近幾年我國高壓大容量變頻調(diào)速技術(shù)的突破性發(fā)展,引起了人們的普遍關(guān)注,兩種調(diào)速技術(shù)相比,各有其優(yōu)點(diǎn)。 1.變頻調(diào)速與液力偶合器調(diào)速的工作原理 電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速后,轉(zhuǎn)軸與負(fù)載直接相連, 但電動(dòng)機(jī)不再由電網(wǎng)直接供電,而是由高壓變頻器供電,高壓變頻器通過改變電動(dòng)機(jī)的供電頻率改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,因此可以在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速,而且在全范圍內(nèi)具有優(yōu)異的效率和功率因素特性。采用變頻調(diào)速后,異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=60f(1-s)/p,其中f為高壓變頻器輸出頻率,s為異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率,p為電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。 液力偶合器是通過控制工作腔內(nèi)工作油液的動(dòng)量矩變化,來傳遞電動(dòng)機(jī)能量并改變輸出轉(zhuǎn)速,電動(dòng)機(jī)通過液力偶合器的輸入軸拖動(dòng)其主動(dòng)工作輪,對(duì)工作油進(jìn)行加速,被加速的工作油再帶動(dòng)液力偶合器的從動(dòng)工作渦輪,把能量傳遞到輸出軸和負(fù)載。通過控制工作腔內(nèi)參與能量傳遞的工作油多少來控制輸出軸的力矩,達(dá)到控制負(fù)載轉(zhuǎn)速的目的,因此液力偶合器也可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)速無級(jí)調(diào)節(jié)。如采用液力偶合器調(diào)速,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸連接到液力偶合器,而負(fù)載連接到液力偶合器,電動(dòng)機(jī)仍由電網(wǎng)供電,電動(dòng)機(jī)仍全速運(yùn)行。 2.變頻調(diào)速與液力偶合器調(diào)速的節(jié)能比較 (1)功率損耗的原因 電動(dòng)機(jī)本身功率損耗除外,無論是變頻調(diào)速還是液力偶合器調(diào)速,均存在額外的功率損耗。液力偶合器從電動(dòng)機(jī)輸出軸取得機(jī)械能, 通過液力變速后送入負(fù)載,其效率不可能為1;高壓變頻器從電網(wǎng)獲得電能,通過逆變后送入電動(dòng)機(jī)電樞,其效率也不可能是1。 如液力偶合器額定轉(zhuǎn)速時(shí)效率0.95,75%轉(zhuǎn)速時(shí)效率約0.72,20%轉(zhuǎn)速時(shí)效率約0.19。而高壓變頻器在輸出轉(zhuǎn)速下降時(shí)效率仍然較高,如額定轉(zhuǎn)速時(shí)效率0.97,75%以上轉(zhuǎn)速時(shí)效率大于0.95,20%以上轉(zhuǎn)速時(shí)效率大于0.9。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速降低時(shí),液力偶合器的效率比變頻調(diào)速的效率下降快得多,因此變頻調(diào)速的低速特性比液力耦合器要好。但用于泵類負(fù)載時(shí),由于其軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比,當(dāng)轉(zhuǎn)速下降時(shí),雖然液力偶合器效率正比下降,但電動(dòng)機(jī)綜合軸功率還是隨著轉(zhuǎn)速的下降成2次方比例下降,因此也能起到節(jié)能作用。 變頻調(diào)速通過電力電子整流和脈寬調(diào)制逆變技術(shù)改變電動(dòng)機(jī)電樞的電壓和頻率,除本身控制所需很少一部分能量消耗保持不變外,電力電子器件的損耗基本上與輸出功率成正比。因此變頻調(diào)速可以在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保持較高效率運(yùn)行。而液力偶合器依靠泵和渦輪傳遞能量,在低速輸出時(shí),泵和渦輪的效率均下降,因此綜合效率隨轉(zhuǎn)速下降而下降。 (2)節(jié)能比較 羅布泊鉀肥項(xiàng)目加工廠在生產(chǎn)的前幾年,尾礦輸送流量約為泵的額定流量的70%。一臺(tái)630 kW的尾礦泵的流量從100%降低到70%,由于流量與轉(zhuǎn)速一次方成正比,因此轉(zhuǎn)速可以降低70%,負(fù)載功率理論上降為34.3%。如果直接采用高壓變頻調(diào)速,其效率按0.95算,再考慮電動(dòng)機(jī)效率在低功率時(shí)有所下降,和管道系統(tǒng)效率有所下降,電網(wǎng)總輸入功率約34.3%/0.95/0.85/0.95=44.71%,即281.67 kW,節(jié)能55.29%。全年按300日計(jì)算,年節(jié)電348.3 kW?h。如果采用液力偶合器,其效率按0.665計(jì)算,電網(wǎng)總輸入功率約34.3%/0.665/0.85/0.95=63.87%,即402.38 kW,節(jié)能36.13%,年節(jié)電227.6萬kW?h。因此單臺(tái)尾礦泵采用變頻調(diào)速每年比采用液力偶合器多節(jié)電120.7萬kW?h,本次設(shè)計(jì)共有五臺(tái)尾礦泵(3用2備),每年就多節(jié)電362.1萬kW?h。 3.液力偶合器調(diào)速與變頻器調(diào)速方案比較(表1) 表1:液力偶合器調(diào)速與變頻器調(diào)速方案比較 注:a.各方案相同部分不參加比較。 b.自備電廠發(fā)電電費(fèi)按0.482元/kWh。 4.變頻調(diào)速與液力偶合器調(diào)速的優(yōu)缺點(diǎn) 液力耦合器作為尾礦泵的調(diào)速裝置,具有以下特點(diǎn):初投資較少,能吸收沖擊和隔離扭振,撓性聯(lián)接,允許主、從動(dòng)軸之間有較大的安裝誤差。但它的調(diào)速范圍有限,調(diào)速范圍為1/5,高速丟轉(zhuǎn)約5%-10%,即水泵的最高轉(zhuǎn)速達(dá)不到電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,低速轉(zhuǎn)差損耗大,最高可達(dá)額定功率的15%。液力調(diào)速是柔性傳動(dòng),具有空載啟動(dòng)、可控的軟啟動(dòng)、過載保護(hù)、減緩沖擊、隔離扭振、協(xié)調(diào)多機(jī)均衡驅(qū)動(dòng)等功能,能有效地改善傳動(dòng)品質(zhì)。因效率與速度成正比,低速時(shí)效率極低,精度低、線性度差、響應(yīng)慢,啟動(dòng)電流大,裝置大,必須加裝在設(shè)備與電機(jī)之間。耦合器故障時(shí),無法切換運(yùn)行,維護(hù)復(fù)雜、費(fèi)用大,電機(jī)無法實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)等缺點(diǎn),不能滿足提高裝置整體自動(dòng)化水平的需要。 高壓交流變頻調(diào)速技術(shù)是90年代迅速發(fā)展起來的一種新型電力傳動(dòng)調(diào)速技術(shù),其技術(shù)和性能勝過其它任何一種調(diào)速方式。隨著國內(nèi)廠家的不斷技術(shù)進(jìn)步,目前國產(chǎn)高壓變頻器的性價(jià)比已經(jīng)相當(dāng)高,并具有節(jié)能效益顯著、調(diào)速精度高、調(diào)速范圍寬(1/20)、功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn),又可以實(shí)現(xiàn)真正的軟啟動(dòng),減少對(duì)電網(wǎng)的電流沖擊和對(duì)設(shè)備的機(jī)械沖擊,有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,完善的電力電子保護(hù)功能,以及易于實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)通信功能。變頻調(diào)速除可分級(jí)啟動(dòng)外,基本上不改變傳動(dòng)品質(zhì)。高壓變頻調(diào)速安裝工期短,運(yùn)行費(fèi)用低,可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制,技術(shù)含量高且故障率低,可實(shí)現(xiàn)一拖二運(yùn)行并有工頻旁路,因此,運(yùn)行可靠性高。但這一方案初期投資高。 四、結(jié)束語 由以上比較可知,高壓變頻器方案比液力耦合器方案約晚3年多收回投資,3年過后變頻調(diào)速比液力耦合器的年經(jīng)營費(fèi)少幾十或上百萬元,因此高壓變頻器方案比液力耦合器方案的總體投資回報(bào)效果更佳,設(shè)計(jì)推薦高壓變頻器調(diào)速方案。由于尾礦輸送的流量和距離在一定范圍內(nèi)變動(dòng),且輸送距離長(zhǎng),流量大,電機(jī)為高壓電機(jī),故確定使用高壓變頻調(diào)速的技術(shù)方案。 參考文獻(xiàn): ?。?] 吳強(qiáng)民. 泵與風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)問答[M].北京:中國電力出版社,1998. [2] 王汝武.節(jié)能技術(shù)及工程實(shí)例[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006,130~163。 [3] 錢桂華,曹晰. 漿體管道輸送設(shè)備實(shí)用選型手冊(cè)[M]. 北京:冶金工業(yè)出版社,1995,253~265。 ?。?] 周德賢,等.變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)例分析[J]. 變頻器世界,2002,6(2).
- 1業(yè)主建筑施工安全管理模式探討
- 2中鐵建十七局建筑公司鄭鐵集裝箱項(xiàng)目獲業(yè)主安全質(zhì)量考核第一名
- 3夾心墻葉墻間的連接規(guī)定
- 4一級(jí)建造師考試《工程項(xiàng)目管理》練習(xí)題(6)
- 5建筑工程現(xiàn)場(chǎng)泥工安全操作規(guī)程
- 6無土水栽培技術(shù)
- 7武漢東湖落雁景區(qū)園
- 8新建火車站室外給排水工程及房屋附屬工程施工組織設(shè)計(jì)80P
- 9車庫頂板排水保護(hù)系統(tǒng)施工組織設(shè)計(jì)方案
- 102015年造價(jià)師考試《理論與法規(guī)》考點(diǎn)(6)
- 11硅灰對(duì)自密實(shí)混凝土性能的影響
- 122005年9月FIDIC在北京舉行年會(huì),大會(huì)的主題為什么
- 13中鐵十五局一公司廣樂高速梁洞大橋首片箱梁開架
- 14某工程雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃如圖所示,其中關(guān)鍵線路有多少條
- 15工民建及水工建筑混凝土施工的質(zhì)量控制
- 16項(xiàng)目溝通管理制度的建立(2)
- 177號(hào)商住樓工程施工組織設(shè)計(jì)40p
- 182015年造價(jià)工程師《工程技術(shù)與計(jì)量(安裝)》第一章(13)
- 19【碩士】 窗肚墻的抗震性能研究
- 20砂石地基施工藝標(biāo)準(zhǔn)
- 21給水處理全套課件
- 22蘇州某工業(yè)園區(qū)景觀養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)
- 23景觀照明設(shè)計(jì)淺談
- 24北京擬設(shè)控?zé)焾?zhí)法隊(duì) 吸煙或罰款200元
- 252012年一級(jí)建造師《項(xiàng)目管理》備考練習(xí)試題(1)
- 26某隧道監(jiān)控量測(cè)計(jì)劃書
- 27[四川]大型城市綜合體綠色施工技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用與實(shí)踐(整套綠色施工技術(shù))
- 28黃山市公布2015造價(jià)工程師報(bào)名時(shí)間:7月28日至8月17日
- 29不同結(jié)構(gòu)的砼用量和鋼筋用量單方參考指標(biāo)
- 30混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范鋼筋加工改
成都公司:成都市成華區(qū)建設(shè)南路160號(hào)1層9號(hào)
重慶公司:重慶市江北區(qū)紅旗河溝華創(chuàng)商務(wù)大廈18樓