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1、刘河煤矿压风机房冷却水系统变频器恒压供水方案我矿目前安装有5 台压风机，在压风机的冷却水系统设计上采用的是 5 台压风机同时运行时的冷却水供水量，但是根据我矿目前的生产情况，实际上在正常情况下5 台压风机只需要运行2 台 4 台，所以冷却水系统有一定的调节范围，而采用变频调速技术用于我矿压风冷却系统恒压供水，具有节能、安全、供水品质高等优点：一、恒压供水的目的对于供水系统进行的控制，归根到底是为了满足我矿压风冷却系统对于流量的需求。在高峰时期需求量大，需能快速供水;低峰时应维持一定管压。其最根本的控制对象是流量，压力被用来作为控制流量大小的参变量。如果保持供水系统某处压力的恒定，也就保证该处的
2、供水能力和用水流量处于平衡状态，可满足压风冷却系统的用水需求。二、恒压供水的意义1、消除水锤效应异步电机在全电压起动时，从静止状态加速到额定转速的时间非常短。在极短时间内，水的流量从零猛增到额定流量。这巨大变化将引起流质对管道的压强产生过高或过低的冲击，并产生空化现象。压力的冲击会使管壁受力，就像锤子敲击管子一样，故称为水锤效应。水锤效应具有极大的破坏性:压强过高，将引起管子的破裂;压强过低又会导致管子的瘪塌。恒压供水调速系统可实现水泵电机的无级调速， 从而消除供水系统中，因起动和制动过程中动态转矩太大而引起的水锤效应，可延长水泵和管道系统的寿命。2、 水泵变频调速系统的节能收益我矿却水系统的
3、供水量设计上采用的是5 台压风机同时运行时的水量， 结合我矿生产需求实际上在正常情况下5 台压风机只需要运行 2 台 4 台，所以供水时除高峰期外大部分时间流量较小，只需要维持正常水量时的1/2 或 4/5，用变频器控制可以使水泵运行的转速随流量的需求而变化，最终达到节能的目的。采用变频调速方案带来的的经济收益：水泵属于平方转矩负载，水泵的水量 Q与转速n成正比，而水泵 的功率P与转速n的立方成正比。水泵水量Q = K1n水泵水压P = K2 n2水泵功率P = K2 n3由于水泵需要全年连续运行，所以按水泵每年工作365 天计算，每天24小时，每年累计工作时间为：24X365=8760小时，
4、水泵电机 功率为55kw。下面我们对方案的耗能进行一下比较计算。1) 、采用工频运行方式：每年耗电量为:8760X55=481800度按每度电0.55元计算，年支出电费为：481800X 0.55弋2649902、采用变频调速方式：由流体力学可知，P （功率）=Q （流量）X H （压力），流量Q与转速N 的一次方成正比，压力H 与转速 N 的平方成正比，功率P与转速N 的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N 可成比例的下降，而此时轴输出功率P 成立方关系下降。 即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。我矿水泵电机功率为 55KW,当转速下降到原转速的4/5时，其
5、耗电量为28.16KW,省电48.8%,当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW,省电 87.5%每年耗电量为:4/5 转速时：8760X 28.16=246681.6 度按每度电0.55元计算，年支出电费为：246681X0.55弋135674 元每年节省129315元1/2 转速时：8760X 6.875=60225 度按每度电0.55元计算，年支出电费为：60225X 0.55弋33123元每年节省231866元所以，采用变频调速方式的水泵运行节能效果是非常明显的。实践证明变频器的应用不仅节省了能源, 且改善了工艺，启动平稳 , 可对电机及水泵起到保护作用, 可提高生产效率
6、，可保障生产安 全。三、系统的构成我们在给水管上由压力传感器采集给水的水压信号，此信号与所设定的泵出口压力进行比较，利用比较的结果来控制变频器的输出，进而达到控制水压的目的。1、 ID 调节功能恒压供水系统的关键在于其电气回路为闭环控制系统，变频器内建的 PID 功能就可将压力传感器送来的05V 信号（反馈值）与泵的出口压力（设定值）进行比较，再控制变频器输出，使反馈值与设定值一致以保持恒定的水压。2、 PID 休眠状态当设定值 （ 水泵出口压力）低于 PID 休眠动作准位特定时间后，变频器将执行PID 休眠状态，变频器降低频率运转;当反馈信号超过PID 休眠位准动作特定时间后，变频器会自动切
7、换频率，继续执行PID 控制。3、负载运行可选递减转矩形式对于水泵类负载，变频器通过自定义V/F 曲线来实现递减转矩这种负载特性，其特点为：变频器输出的电压和电流会随着负载的输出而改变， 从而达到自动节能的效果。并且可以避免电机长时间运行在大电流时因温升而造成绝缘的破坏，从而延长电机的使用寿命，减少维护费用。四、系统简图及选型表1、电路图QF16TATCHL3220VAC / GMD/ 5VDC2、选型表序号 名称型号与规格数量备注1变频柜1800*800*60012变频器F2000-P0750T3C1欧瑞3空开ABS203b 200A1LG4空开BKN 2P 6A1LG5直流电源S-50-5
8、1明纬6电流表6C2 DC10V 200A1龙光7压力表6C2 DC10V 1MPa1龙光8接线端子UDJ-200/32友邦9按钮LAY50-22D 黄、绿、红各1双科AD56-22D AC220V 黄 1、 红10指示灯23友邦11指示灯AD56-22D DC24V 绿色2友邦12电位器WXD 2.2K 2W1南通13柜内电线BVR 50mm215m14柜内电线BVR 1mm250m15线槽65x503m16辅材线鼻子、绕线管等五、结束语变频器恒压供水，使用 PID 运算在变频器内部进行，节省了使用可编程控制器这部分成本。设定容易，调试简单且大大节省了电能。在实际使用中运行良好，管网水压稳定，投资少、安装便利、运转维护成本低，实现无人值守，进一步节省人力资源。