智能節(jié)電技術(shù)在氯堿生產(chǎn)中的應(yīng)用

關(guān)曉威，李毅民，袁金站，陳鳳虎

（甘肅稀土集團(tuán)金熊貓稀土有限責(zé)任公司燒堿廠，甘肅白銀730922）

智能節(jié)電技術(shù)在氯堿生產(chǎn)中的應(yīng)用

關(guān)曉威，李毅民，袁金站，陳鳳虎

（甘肅稀土集團(tuán)金熊貓稀土有限責(zé)任公司燒堿廠，甘肅白銀730922）

介紹了水泵節(jié)能的可行性、節(jié)電原理及LP智能節(jié)電設(shè)備在電機(jī)節(jié)能改造中的應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞：智能；節(jié)電；應(yīng)用

甘肅稀土集團(tuán)公司燒堿廠現(xiàn)有金屬陽(yáng)極隔膜法電解食鹽水生產(chǎn)工藝1套。配套各類水泵、鹽水泵40余臺(tái)，所用電機(jī)除個(gè)別采用變頻調(diào)速運(yùn)行外，大多數(shù)采用自耦降壓或星三角啟動(dòng)，起動(dòng)電流大，對(duì)設(shè)備沖擊大，功率不能隨負(fù)載調(diào)節(jié)，能源消耗高。

該公司于2007年組織實(shí)施了能量系統(tǒng)優(yōu)化工程，包括對(duì)氯堿生產(chǎn)系統(tǒng)中的3臺(tái)循環(huán)水泵和2臺(tái)精鹽水泵安裝LP智能化節(jié)電設(shè)備。經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)行，該裝置運(yùn)行平穩(wěn)，節(jié)電效果十分明顯。

1 可行性分析

泵在工業(yè)生產(chǎn)中是不可缺少的一部分，用電量占整個(gè)生產(chǎn)用電的30%～40%，其在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中的有效功率僅達(dá)到50%～60%，約40%的電能都消耗在調(diào)節(jié)閥門及管道阻力降上。又因在使用過(guò)程中的流量、液位根據(jù)生產(chǎn)需要不斷調(diào)整，設(shè)計(jì)者為確保設(shè)備正常運(yùn)行，大部分超大化配備，出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，所以，水泵的實(shí)際總效率很低。用變頻器調(diào)節(jié)提高水泵的運(yùn)行效率是可行的。

2 泵的節(jié)電原理

泵的流量控制很少采用轉(zhuǎn)速控制方式，多是由三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，進(jìn)行恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)需要調(diào)節(jié)流量時(shí)，采用的辦法是調(diào)節(jié)出口管路上的節(jié)流閥。這種控制雖然簡(jiǎn)單，但很不經(jīng)濟(jì)。采用變頻器對(duì)泵類機(jī)械進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制來(lái)調(diào)節(jié)流量的方法，對(duì)節(jié)約能源具有重要意義。

當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速?gòu)膎變到n'時(shí)，流量Q、壓頭H及軸功率P的變化關(guān)系如下：

Q'=Q（n'/n）H'=H（n'/n）2P'=P（n'/n）3

即流量與轉(zhuǎn)速、壓頭與轉(zhuǎn)速的平方、軸功率與轉(zhuǎn)速的立方均成正比。

通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵各種調(diào)速節(jié)電的比較，可得出如下結(jié)論：擋板及閥門控制節(jié)電效果不大；變頻器調(diào)速控制更接近理想控制曲線，變頻器的小風(fēng)量（低轉(zhuǎn)速）運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，效益越大；變頻調(diào)速控制比擋板及閥門控制一般節(jié)省30%～40%電量。

3 節(jié)能改造方案

選用由北京樂(lè)普四方方圓科技股份有限公司研制開(kāi)發(fā)的LP智能化變頻節(jié)電設(shè)備。該設(shè)備的工作原理是在變頻器的基礎(chǔ)上，依據(jù)計(jì)算機(jī)模糊控制理論，結(jié)合PID控制原理，利用PLC多元化控制功能，開(kāi)發(fā)出具有獨(dú)立專利技術(shù)的優(yōu)化控制軟件。運(yùn)用該設(shè)備可根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況，自動(dòng)檢測(cè)變頻器、電機(jī)、負(fù)載的運(yùn)行曲線和各種復(fù)合信號(hào)，及時(shí)進(jìn)行分析、運(yùn)算，并進(jìn)行適時(shí)優(yōu)化控制，使三者運(yùn)行曲線均達(dá)到最佳，確保在滿足系統(tǒng)需求的前提下大幅度提高系統(tǒng)效率，降低電能消耗。

同時(shí)，該設(shè)備能有效抑制諧波（諧波率＜5%），提高電機(jī)的功率因數(shù)（高達(dá)0.96以上），更加環(huán)保。

該設(shè)備主要由信號(hào)采集系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、操作及顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)打印系統(tǒng)組成。主板控制器根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和設(shè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比運(yùn)算，得出系統(tǒng)最佳工作狀態(tài)，控制變頻器按照計(jì)算的數(shù)據(jù)運(yùn)行。系統(tǒng)構(gòu)成見(jiàn)圖1。

該設(shè)備具有以下特點(diǎn)：

（1）節(jié)電效率高。依據(jù)計(jì)算機(jī)模糊控制理論開(kāi)發(fā)出的獨(dú)立專利技術(shù)軟件，多點(diǎn)監(jiān)測(cè)運(yùn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行運(yùn)算和調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)始終在最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行。節(jié)電率一般不低于40%，最高可達(dá)80%。

（2）操作簡(jiǎn)單。采用國(guó)際上最先進(jìn)的可編程技術(shù)和最簡(jiǎn)單的操作方法，自動(dòng)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（3）安全穩(wěn)定，可靠性高。采用國(guó)際上最先進(jìn)的低壓電器，保證設(shè)備本身的穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)時(shí)，采用自動(dòng)轉(zhuǎn)換和雙備用模式，在系統(tǒng)或設(shè)備故障時(shí)，可自動(dòng)啟動(dòng)備用設(shè)備。

（4）抑制諧波。加裝輸入、輸出電抗器和濾波器，使諧波低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（5）提高功率因數(shù)。使用該設(shè)備可提高電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，達(dá)到0.96以上。

（6）提高設(shè)備安全性。延長(zhǎng)電容器的使用壽命，提高電動(dòng)機(jī)的效率和電網(wǎng)質(zhì)量，設(shè)備內(nèi)部采用多級(jí)保護(hù)裝置，包括電機(jī)過(guò)熱、過(guò)載，過(guò)壓、欠壓，過(guò)流，接地、短路、缺相、系統(tǒng)流量過(guò)低等系統(tǒng)保護(hù)。

此次改造的水泵電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)均配有相關(guān)控制柜，只需拆除原有控制柜，將LP節(jié)電設(shè)備安裝于原有基礎(chǔ)上即可，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)須做較大的調(diào)整。

4 效益分析

LP智能節(jié)電設(shè)備安裝前后實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 燒堿廠LP智能節(jié)電設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)

由表1可知，安裝LP智能節(jié)電設(shè)備后，平均節(jié)電率為53.34%，年運(yùn)行時(shí)間按7 920 h計(jì)，可節(jié)約電32.24萬(wàn)kW·h，折合標(biāo)準(zhǔn)煤112.85 t，電費(fèi)按0.42元/（kW·h）計(jì)算，年節(jié)約資金13.54萬(wàn)元。

Application of intelligentelectricity-saving technology in chlor-alkaliproduction

GUANXiao-wei,LIYi-min,YUAN Jin-zhan,CHEN Feng-hu
(Caustic soda Plant,Gansu Rare Earth Group Co.,Ltd.,Baiyin 730922,China)

Electricity-saving feasibility and principle of the pump and application of the LP intelligent electricity-saving equipment in innovation ofmotorenergy savingwere introduced.

intelligent;electricity-saving;application

book=26,ebook=81

TM762

B

1009－1785(2010)07－0026-02

2009-03-30