锅炉给水泵安装变频器的节能分析

（５）技术先进，自动化程度高，运行可靠，保护 功能完善，可实现无人值班，同时减少设备维修、 故障等，大幅度降低运行费用。
ＡＨｌ
Ｑ１＝Ｑ２（兰）
¨２
ＨＩ＝Ｈ２（詈）２
‘鼍
Ｎ１＝Ｎ２（当）３
‘吧
上式表明，泵的流量与其转速成正比，泵的扬 程与其转速的平方成正比，泵的轴功率与其转速 的立方成正比。当电机趋动泵时，电动机的轴功 率ｅ（ｋＷ）可按下式计算：
Ｐ：ｏＱｒＩ×１００％
１ｌｃｌ】ｐ
ＯＱ２成正比。根据生产工艺要求，当流量需从
Ｗ＝１８５＊２４＊３５０＊４８．８％＝７５８３５２
若每度电能按０．５２元计算，则每年节约电费
３我厂锅炉给水泵运行现状
我厂锅炉给水泵目前有６台，双母管制向５ 台锅炉供水，配套电机型号为ＪＫｌ２２—２、容量为 １８５ｋＷ、额定电压为３８０Ｖ，两路电源供电，分段运 行，每段带３台锅炉给水泵。 根据历年运行经验，运行２台锅炉给水泵刚 好满足３台锅炉满负荷运行，也就是说２１３台锅 炉给水泵能够满足１台锅炉满负荷运行。统计 ２００４年全年运行情况如表２。
止。
若每度电能按０．５２元计算，则２００４年损失
电费为：
０．５２
６１４２００＝３１９３８４元一３２万元 如果考虑锅炉不可能长年满负荷运行等因
ｘ
素，损失的电量还会多。以往为满足生产需要只 能靠控制锅炉给水泵出口阀门的开度或控制回流 阀来调整锅炉的给水量，浪费是非常大的。
４变频器的节能分析
根据变频原理，电机转速与电源频率成正比， 即水泵流量与频率成正比，而水泵输出轴功率则 与转速的立方成正比，即轴功率与额定功率之比 等于输出频率与额定频率比的立方，公式如下：
２００７年全国冶金供用电专业年会论文集
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锅炉给水泵安装变频器的节能分析
黄金广，赵丹
（通钢动力厂，吉林通化１３４００３）
【摘要】介绍了泵的特性与节能原理、变频器的节能分析，以及结合通钢发电厂锅炉给水泵的运 行现状，介绍了锅炉给水泵安装变频器的优点，并对我厂锅炉给水泵安装变频器改造方案做以简要说
明。
表２ 锅炉 运行 台数 ，台
ｌ ２ ３ ４ ５
５改造后达到的效果
６台锅炉给水泵共安装２套变频器分段运 行，采用一台变频器带三台锅炉给水泵的运行方 式，达到自动起停给水泵的目的，并实现软启动。 变频启动一台锅炉给水泵不能满足锅炉供水要求
２００４年给水泵运行情况 水泵 实际 运行 台数
ｌ ２ ２ ３ ４ ｌｈ
，ｋ吼
Ｉ／３＊１８５ ２，３＊１８５ ０ １／３＊１８５ ２，３＊１８５
粼
２１１２ ２５２０ ８４０
８６４
２，３ ４１３ ６，３ ８／３ １０／３
经表２统计可以看出２００４年全年损失电量
为： １９‰＝５３２８０＋３０１９２０＋１５５４００＋１０３６００
＝６１４２００ｋＷｈ
６锅炉给水泵安装变频器的优点
式中：Ｑ一流量５ Ｈ一全扬程； ｔｏ一液体的密度；
黄金广、赵丹：锅炉给水泵安装变频器的节能分析 比。轴功率Ｐ３和Ｐ１、Ｐ２相比较，将显著减小，节 省的功率损耗△Ｐ与面积ＢＨ２ Ｈ３Ｃ成正比，节能的 效果是十分明显的。 为： ０．５２＊８５８３５２＝３９４３４３．０２元 通过运行现状统计和变频器的节能分析的对 比，根据前面对泵的特性分析与节能原理的剖析， 可见采用变频技术完全可以满足生产工艺需要， 并达到节能作用，经济利益是相当可观的。
【关键词】泵；锅炉给水泵；异步电动机；变频器；节能；软启动
１概述
通用变频器在工业生产领域和民用生活领域 都得到了广泛的应用，通用变频器和异步电动机 结合起来，实现对生产机械的调速传动控制—— 变频器传动。变频器传动具有它固有的优势，应 用到不同的生产机械或设备上，可以体现出不同 的功能，达到不同的目的，收到相应的效益。本文 主要从节能的角度，兼顾台数控制和调速控制并 用，提高运行的可靠性，对锅炉给水泵安装变频器 做以阐述。 泵类负荷是目前工业现场应用最多的设备， 利用通用变频器对其控制，主要通过对其流量的 控制而有效地节能，这是通用变频器最广泛的一
改用变频调后可全面克服原有的各种弊端， 而且将取得明显的节电效果。锅炉给水泵安装变 频器后具有以下优点： （１）由于变频器在启动过程中，输出频率由 ０Ｉ－Ｉｚ平滑地逐渐上升，电压从０Ｖ按比例上升到额 定电压，电动机无任何启动冲击，避免了由于电机 启动产生的大电流对电机、电网、电气元件及所拖 动机械设备的冲击和损坏。变频器在停止过程 中，输出频率由运行频率逐渐下降到０Ｈｚ，电压从 运行电压按比例下降到０Ｖ，实现了软启动和软停
种应用。
Ｚ
Ｔｌｃ一传动装置效率； ％一泵的效率。
慰 辍
２泵的特性分析与节能原理
泵是一种平方转矩负载，其转速ｎ与流量Ｑ、 扬程Ｈ及泵的轴功Ｎ的关系如下式所示：
图１泵的特性曲线
图１是泵的流量Ｑ与扬程Ｈ的关系曲线，图 中，曲线①为水泵在转速ｎｌ下扬程与流量（Ｈ— Ｑ）的特性，曲线⑤为水泵在转速１１２下扬程与Hale Waihona Puke Baidu量 （Ｈ—Ｑ）的特性，曲线②为水泵在转速ｎ。下功率 与流量（Ｐ—Ｑ）的特性，曲线③、④为管阻特性。 假设泵在标准工作点Ａ点效率最高，输出流量Ｑ 为ｌＯＯ％，此时轴功率Ｐ１与Ｑ、Ｈｌ的乘积面积
Ｑ２减小到Ｑ。时，如果采用调节阀门的方法（相当 于增加管网阻力），是管阻特性从曲线③变到曲线 ④，系统由原来的标准工作点Ａ变到新的工作点 Ｂ运行。此时泵扬程增加，轴功率Ｐ２与面积 ＢＨ２０Ｑ，成正比。如果采用变频器控制方式，泵转 速由１１。降到啦，在满足同样流量Ｑ。的情况下，泵 扬程Ｈ３大幅度降低，轴功率Ｐ３与面积ＣＨ３０Ｑ】正
运行 运行 实际 天数 小时数 需要 水泵 ，天 ，ｈ 台数
３６ １０２ ８８ １０５ ３５
损失 电量
损失 电量
，ｋＷｈ ５３２８０ ３０１９２０ Ｏ １５５４００ １０３６００
时，通过ＰＩＥ控制将第一台锅炉给水泵自动转到
工频运行的同时起第二台锅炉给水泵变频运行， 如果还不能满足锅炉供水要求，通过ＰＩＥ控制将 第二台锅炉给水泵自动转到工频运行的同时起第 三台锅炉给水泵变频运行；如果供水量超出锅炉 要求，先起的锅炉给水泵将优先自动停运。如此 往复，达到恒压供给锅炉给水量，确保锅炉的稳 定、安全、经济运行。值得说明的是，两台变频器 不能同时参与供水调节。
Ｐ／Ｐｏ＝（ｆｉｆｏ）’
（２）实现变频自动调整水压，根据用水量的大 小自动调节电动机的转速，始终保持供水量。 （３）节电率高，结构紧凑，占地空间小。 （４）工艺设备改造方便，只需更换电控柜即
可。
如果变频器平均运行频率为４０Ｈｚ，则Ｐ＝Ｐｏ
＊（４０／５０）３
变频节电率＝（ｅｏ—ｅ）／Ｐｏ＝４８．８％ 对于１８５ｋＷ电机，应用变频技术每年（按运 行３５０天计算）可直接节约电能：