流的倍，对电机电缆开关冲击大，容易 损坏变频器启动，对电机电缆开关无冲击电流，设备健康水平大大提高，减少维护 费用停机损失。 增强设备的可靠性 用高压变频器后，启动频率低转速低，电流小且平稳，实现软启动。避免了用工频启动 时的大电流大转矩对电机电缆开关及机械设备的不利冲击，不仅延长了电机等设备的 使用寿命，也减轻了轴承的磨损，提高了设备的可靠性，同时高压变频器具备秒的断电 运行功能，可抵制电网波动的影响。 提高自动化水平 变频调速装置都配有计算机接口，可以很方便的与工业标准通讯系统能源管理系统和其 它系统联接，极大的提高了机组的自动控制水平。 减轻操作人员的劳动强度 机组的负荷发生变化，改变引风机挡板来调节风量，控制比较困难，而变频调速可以通过 增减频率来调整，操作非常简单灵活。 三大氮肥期水站现场工艺流程描述及现场设备运行情况分析 大氮肥期水站的水泵分别采用并联的方式使各泵出口管路并与系统供水总管路，水泵 进口阀门全开，出口阀门做为调节阀门。通过后台仪表检测总管压力，通过调节出口阀门的 大小来改变系统的水压力和流量，满足工艺生产用水的要求阀门调节方式为手动，所有水泵 均采用直接启动的方式，单机对单柜，各高压柜均带有综合保护装置。 大氮肥的期水站，供水水泵均为离心清水泵，配套电机为的三相交流异 步电动机系统水流量的调节采用调节出口阀门的方式，出口调节阀门采用手动蝶阀测量 时阀门运行开度均在左右，阀门前压力为，阀门后压力为，从而形成阀门前后的极大的水压差值，造成严重的节流损失，同时造成系统管路的管阻加大由于管阻的加 大，在水泵全速运行时易造成泵体，管路，阀门振动，影响设备使用寿命。且系统操作自动 化程度较低，耗能严重。若采用高压变频调速技术，替代传统的阀门调节技术，理论上能达 到节能降耗和提高系统自动化操作的双重目的。从目前测算看大氮肥期水站理论上节电率 在左右。 大氮肥期水站设备数据 设备参数明细 参数 设备 台数 台 额定功率 配备 情况 启动 方式 额定转速 额定电 压 额定电 流接法 水站循 环水泵 三开 备直启接 大氮肥期水站设备实测数据如下 水站 参 数 设备 实供电 压 运行 电流 出口压力 阀门 类型 出口 阀 门开 度 压力要求 有用功 率 功率 因数备注 循 环水 泵 蝶阀 台水泵 三开 备，台 全年交替 运行 循 环水 泵 蝶阀 循 环水 泵 水泵为例实际测量工频运行循环水泵，工频 节电率估算η节 循环水泵运行时阀板开度在左右，实际的流量约为额定流量的节电改造前后 功率比为η流量比ηη 节电装置效率η，在理论上水泵的节电率计算应考虑水泵实际运行在低速时效率 会下降很多，所以在计算中取水泵的低频运转损耗为η。则η， 则改造后系统消耗功率约为η 改造后相对于工频阀板运行时的节电量约为工频则循环水泵节电改造后节电率为η工频 以上计算均应采用国际单位制进行计算，计算中不包含输送管道的损耗情况，数据计算 采用现场测量值和理论推导值得出循环水泵理论节电率，考虑到系统在运行中的波动以及 节电设备自身的消耗等因素，节电率会低于理论的计算值，般在左右，保守期间，暂按 计算。 四风机水泵实施方案 配置变频器 次回路由进线柜旁路柜变频器电机组成。 旁路柜的作用是在变频器维护或变频器出现故障时，将电机投入到工频电网运行，保证生 产不受影响。 旁路柜使用自动旁路柜，充分发挥变频器飞车启动功能，实现工频变频的双向无扰动自由 切换。 进线柜为工频运行的电机和变频运行时的变频器提供电气保护，整定值以保护电机为准。 变频运行时，变频器为电机提供全面的保护，但变频器本身的保护主要是过电压保护 速断保护由进线柜负责，其整定值保持电机保护整定值不变。 次回路 高压柜 高压母线 高压变频器 旁路柜 带隔离刀闸的自动旁路柜次回路图 安装方案 在配电室西侧空地建高压变频器室 与投资方签订投资实施合同 变频器安装电缆敷设到位 逐台改造接线，投入运行，不影响生产。 改造工期天左右。 五大氮肥期水站节电估算 目前，大氮肥期水站共有四台水泵，三开备，三台泵都满载或超载运行，节 电率按计算，则年节电 电费按元千瓦时计算，则年节省电费元万元。 降低主变负荷 六投资回收期 设备土建电缆总投资约万元，投资回收期个月左右。 七经过节电改造后间接效益 真正实现了电机软启动，启动电流小于额定电流用工频启动时启动电流是电机额定 电流的倍，经常造成电机电缆开关损坏，机组被迫减负或停机，启动更平滑。设备 冲击更小，故障率会明显减少，间接减少的设备的维护费用，设备使用寿命大大提高。 电机以及负载转速下降，系统效率得到提高，取得节能效果。大大减少了对设备的维 护量，延长了电机寿命，节约了人力物力资源。 由于电机以及负载采用工况适应性调节后，工作特性改变，设备工况得到改善，延长 设备使用寿命。 功率因数提高到以上，不仅省去了功率因数补偿装置，而且减少了线路损耗，增 加了电网稳定系数。 配有计算机接口，可以很方便的与工业标准通讯系统能源管理系统和其他系统连 接，提高了整个系统的自动化水平和工艺水平。节能减排，减少了温室气体的排放，保护了环境。 综上所述，进行节电改造是次投资，终生受益。不仅节约了企业的用电成本，降低 了不必要的电力扩容，更带来系列良性循环和综合经济效益，无论从节能环保，还是经济 社会效益的角度看，此项投资都具有长远而深刻的实际意义。 八合作模式 由于高压变频器投资较大，为减轻企业的负担和风险，建议采用合同能源管理 模式进行合作，首先对大氮肥期水站台高压水泵进行改造，视效果再对其它设备逐改 造。当否，请批示, 九备注比较成熟的节电技术 采用高压变频节能效果大于的设备还有以下 大氮肥二期水站三台高压水泵 大氮肥三期水站三台高压水泵 工业园水站五台高压水泵。 锅炉引风机鼓风机高压水泵 热动锅炉引风机鼓风机高压水泵。 二其他水站阀门开度大于的水站，可采用水轮机技术对冷却塔风机进行改造，停 运冷却塔风机电机。 三新建项目低压电动机建议采用高效永磁电动机，比普通电动机节电左右。 设备动力处 刘传河 背景 国内用电环境分析 能源的开发和控制是个世界性的课题，它直接关系到人类的生存和发展，目前，我国 在用电方面正面临着长期性的电力短缺和紧张局面，随着中华人民共和国节约能源法节 约用电管理办法国办发号国务院办公厅关于开展资源节约活动的通知等 相关政策法规的相继出台，鼓励各用电企业采用好的方式加大节能技术改造，并且把节能 列入政府工作范围，作为政府职能考核的项重要手段。据世界能源研究报告，中国目前电 力缺口在，到年将达到。节电将成为最后个国情产业，节电成本是未被控 制的最后项成本。 节电改造的必要性 节电对企业与用户而言最直接的收益就是节省电费开支，降低成本，提高经济效益。目 前电费开支已成为许多商业企业位居第三或第四位的经营性支出，过去企业对电费的控制显 得力不从心，交纳电费似乎天经地义。节电设备的应用，使电费开支不可控变为可控，为企 业开发最后项成本控制提供了条件。而且由于节电器投资回收期较短，企业由此将得到长 期丰厚的节支回报，其次，节电器的投用，可以延长设备电机灯具其它负载寿命， 大大减少设备损坏率及其设备更换和维护费用，避免了因设备故障停机而直接影响到停产所 造成的巨大损失，同时减少电力扩容的投资，其综合经济效益十分显著。 二风机水泵节电原理 高压变频器节电原理风机水泵是各行各业中普便使用的设备，在实际的使用过程中， 因工艺的需要经常调节风机水泵的流量压力温度等。目前大多数风机水泵采用传统 的档板或阀门进行调节，即在需要降低流量 时以增加阻力的方式部分关闭档板或阀门， 使大量能量消耗在档板或阀门上。采用变频 调速技术后可以随工艺的要求实现动态调 节，大幅减少能耗，达到节电的效果。 风机节电原理 图中曲线为风机在恒定转速下的风 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传,压风量特性，曲线为管 网风阻特性风门全开。 假设风机工作在点效率最高，此时风压 为，风量为，轴功率与 的乘积成正比，在图中可用面积表 示。如果生产工艺要求，风量需要从减 至，这时用调节风门的方法相当于增加 管网阻力，使管网阻力特性变到曲线， 系统由原来的工况点变到新的工况点 运行。 从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积成正比。显然，轴功率下降不大。如果采 用变频器调速控制方式，风机转速由降 到，根据风机参数的比例定律，画出在 转速风量特性，如曲线 所示。可见在满足同样风量的情况下， 风压大幅度降低，轴功率随着显著 减少，用面积表示。节省的功率 ，用面积表示。 显然，节能效果十分明显。 水泵的节能原理 许多用泵场合都需在维持恒压的情况下改变 给水量流量从左图可知当流量 降至若不改变水泵转速，扬程将升至 工作点，其功率可用来计算，对应面 积。原工作点功率图上面 积，两者所耗功率变化不大，如果我 们降低转速至即可节能 ，图的面积即是 节能值。再如流量变至若仍以额定转速运 行，所需功率，浪费能量为。 与风机节能原理相同水泵电机输出功