淺談變頻節能在鹽業(yè)生產(chǎn)中的應用

摘要：針對鹽業(yè)生產(chǎn)中水泵、風(fēng)機等能耗大、效率低的問(wèn)題，建議運用變頻調速技術(shù)達到水泵、風(fēng)機節能的目的。本文闡述了變頻調速的優(yōu)異特性、節能原理以及詳述了變頻恒壓供水系統的組成和應用。
　　1前言
　　隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，能源問(wèn)題越來(lái)越受到大家的關(guān)注。鹽業(yè)生產(chǎn)中大量的使用水泵、風(fēng)機等恒轉矩負載，在沒(méi)有調速情況下，要求改變流量時(shí)，只能通過(guò)機械調整閥門(mén)開(kāi)啟角度，雖然流量下降了，但泵或風(fēng)機的出口壓力升高，功率下降并不明顯，近似成為恒功率負載，造成電源利用率極低。因此，節能降耗將是鹽業(yè)企業(yè)發(fā)展所面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。流速儀 | 紅外線(xiàn)測溫儀 | 紅外線(xiàn)溫度計 | 測厚儀 | 工具包 | 圓嘴鉗 | PH計 | 螺絲批 | 水份儀 | 沼氣檢測儀 | 電壓計 | 濁度計 | 彎嘴鉗 | 電流計 | 滴定儀 | 傳感器 | 電表 | 光功率計 | 電源供應器 | 硬度計 | 可燃氣體檢測儀 | 壓力表
　　2節能潛力
　　交流調速系統在節約能源方面有著(zhù)很大的優(yōu)勢。一方面，交流拖動(dòng)的負荷在總用電量中占一半或一半以上的比重，這類(lèi)負荷實(shí)現節能，可以獲得十分可觀(guān)的節電效益。另一方面，交流拖動(dòng)本身存在可以挖掘的節電潛力。在交流調速系統中，選用電機時(shí)往往留有一定余量，電機又不總是在最大負荷情況下運行；如果利用變頻調速技術(shù)，輕載時(shí)，通過(guò)對電機轉速進(jìn)行控制，就能達到節電的目的。鹽業(yè)生產(chǎn)上大量使用風(fēng)機、水泵、壓縮機等，如果采用變頻調速技術(shù)，既可大大提高其效率，又可減少10%的電能消耗。
　　交流變頻調速技術(shù)在工業(yè)發(fā)達國已得到廣泛應用。美國有60%-65%的發(fā)電量用于電機驅動(dòng)，由于有效地利用了變頻調速技術(shù)，僅工業(yè)傳動(dòng)用電就節約了15%-20%的電量。
　　3節能原理
　　由水泵工作原理可知：水泵流量與水泵（電機）轉速成正比，水泵揚程與水泵（電機）轉速平方成正比，水泵軸功率等于流量與揚程乘積，故水泵軸功率與水泵轉速三次方成正比。上述原理可知改變水泵轉速就可改變水泵功率。
　　流量基本公式：Q∝NH∝N2KW=Q＊H∝N3
　　以上Q代表流量，N代表轉速，H代表?yè)P程，KW代表軸功率。
　　按照理論計算，其具體對應關(guān)系如下：

　　變頻調速正是通過(guò)改變供給電動(dòng)機的供電頻率，來(lái)改變電機的轉速，從而改變負載的轉速的。我們知道，電機的轉速：n=60f(1-S)/P
　　其中f為供電頻率，P為電機的極對數，S為滑差。因此，改變f可以改變電機的轉速的，達到節能的目的。
　　4變頻調速的優(yōu)異特性
　　4.1變頻節能：
　　為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機械在設計配用動(dòng)力驅動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。電機不能在滿(mǎn)負荷下運行，除達到動(dòng)力驅動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費，在壓力偏高時(shí)，可降低電機的運行速度，使其在恒壓的同時(shí)節約電能。
　　4.2動(dòng)態(tài)調整節能：
　　迅速適應負載變動(dòng)，供給最大效率電壓。變頻調速器在軟件上設有5000次/秒的測控輸出功能，始終保持電機的輸出高效率運行。
　　4.3通過(guò)變頻自身的V/F功能節電：
　　在保證電機輸出力矩的情況下，可自動(dòng)調節V/F曲線(xiàn)。減少電機的輸出力矩，降低輸入電流，達到節能狀態(tài)。
　　4.4變頻自帶軟啟動(dòng)節能：
　　在電機全壓?jiǎn)��?dòng)時(shí)，由于電機的啟動(dòng)力矩需要，要從電網(wǎng)吸收7倍的電機額定電流，而大的啟動(dòng)電流既浪費電力，對電網(wǎng)的電壓波動(dòng)損害也很大，又增加了線(xiàn)損和變損。采用軟啟動(dòng)后，減少了啟動(dòng)電流對電網(wǎng)的沖擊，節約了電費，也減少了啟動(dòng)慣性對設備的大慣量的轉速沖擊，延長(cháng)了設備的使用壽命。
　　4.5提高功率因數節能：
　　電動(dòng)機由定子繞組和轉子繞組通過(guò)電磁作用而產(chǎn)生力矩。繞組由于其感抗作用。對電網(wǎng)而言，阻抗特性呈感性，電機在運行時(shí)吸收大量的無(wú)功功率，造成功率因數很低。采用變頻節能調速器后，由于其性能已變?yōu)椋篈C－－DC－－AC，在整流濾波后，負載特性發(fā)生了變化。變頻調速器對電網(wǎng)的阻抗特性呈阻性，功率因數很高，減少了無(wú)功損耗。
　　5變頻恒壓供水系統組成
　　變頻器是整個(gè)變頻恒壓供水系統核心部分。其系統組成框圖見(jiàn)圖1
　　
　　圖1中，水泵電機是輸出環(huán)節，轉速由變頻器控制，實(shí)現變流量恒壓控制。變頻器接受PID控制器信號對水泵進(jìn)行速度控制，壓力傳感器檢測管網(wǎng)出水壓力，把信號傳給PID控制器，PID控制器調節變頻器頻率來(lái)控制水泵轉速，實(shí)現了一個(gè)閉環(huán)控制系統。一些變頻器本身具有PID調節功能，可以不選用外置PID調節器，調節更加平穩。
　　6變頻恒壓供水系統應用
　　合理的利用恒壓變頻調節供水系統對我們的泵房等供水系統進(jìn)行改造一定可以取得很可觀(guān)的經(jīng)濟效益。許多鹽業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)中已經(jīng)開(kāi)始應用變頻調速技術(shù)改造設備進(jìn)行節能。
　　本企業(yè)通過(guò)變頻技術(shù)改造循環(huán)水系統。以電氣變頻調節水泵的轉速來(lái)取代傳統的管道閥門(mén)節流調節的方式，對工藝要求的冷卻水流量進(jìn)行科學(xué)、合理的調節。用一對變頻調節的冷、熱水泵來(lái)帶動(dòng)與其并聯(lián)運行的另外兩臺工頻運行的冷、熱水泵，從而既使變頻的這對水泵產(chǎn)生了明顯的節能效果，還使得另外兩對工頻泵的工作特性有所改變，達到了最佳工作狀態(tài)，也取得了較好的節能作用，致使整個(gè)循環(huán)水系統的總體電耗產(chǎn)生了較大的變化。此項改造使生產(chǎn)工藝調節更為方便，并且可延長(cháng)水泵、電動(dòng)機和閥門(mén)等設備的使用壽命。
　　變頻技術(shù)在本企業(yè)化工廠(chǎng)深水泵和氯化鎂制片機生產(chǎn)中也都有所應用。通過(guò)變頻調節，深水泵使不同時(shí)刻的用水量得到有效的滿(mǎn)足，而且達到了節能的效果。變頻技術(shù)應用于氯化鎂制片機的工藝流程，滿(mǎn)足了生產(chǎn)的需要，也大大提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量。
　　7總結
　　通過(guò)以上的分析，我們看到在鹽業(yè)生產(chǎn)中運用變頻器實(shí)現水泵、風(fēng)機等設備的節能，潛力很大而且簡(jiǎn)單易行。隨著(zhù)電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，性能可靠、匹配完美、價(jià)格便宜的變頻器會(huì )不斷的出現，也會(huì )促進(jìn)變頻器在鹽業(yè)生產(chǎn)中的應用。