企业水泵系统节能改造应用

摘 要：本文是在对上海某纸业有限公司进行调研的基础上,根据水泵系统的实际情况进行了测试和分析,找出系统存在的节能空间,提出可以提高系统运行效率技术改造措施,达到降低水泵能耗、提高系统运行效率的目的.

关 键 词：水泵系统；变频调速；节能

中图分类号：TM712文献标识码：B

1背景

水泵系统广泛应用于食品加工、化工、农业、机械和医药等各工业领域和商用领域中.据统计：水泵系统耗电量约占到全世界发电量的20%和工业系统用电量的25-50%.与发达国家比,我国没有改造的泵类产品效率平均比国外低3-5%,整个系统效率同比低20%左右,有很大节能潜力.根据全生命周期成本理论,水泵系统设备采购费用占其全生命成本的小部分,而能源和维护成本占其在15-20年生命周期成本的绝大部分.大量研究和成功案例表明：应用系统方法对水泵系统进行优化,达20-50%节能效果.

2系统概况

企业现有包括浆泵和计量水泵等在内共57台水泵,总装机容量1166kW,全年用电量249.11万kWh,其中计量水泵单台容量不大,总数不多,节能改造经济性不高.浆泵单机功率132kW,主要用于配料输送,受工艺不同输送有变化,另外企业生产量根据市场需求而不断变化.实际运行中实际扬程和流量有调节余地.

3系统节能潜力分析及改造方案

该公司的浆泵实际运行时,其泵管道系统的进出浆的压力足够满足生产工况的实际需要,而该纸浆泵实际运行时为50Hz,为工频的最高速,由此产生节电空间.根据纸浆泵运行时纸浆水系统的特定压力要求,可适当降低管道系统纸浆水的压力,以符合生产工况为前提,寻找最理想压力控制点,亦即合理降低纸浆泵的转速,从而达到节能目的.

针对现供液控制方式存在的问题,经过分析认为采用智能控制变频调速技术对纸浆液泵进行节能改造,根据生产情况进行132kW纸浆液泵智能调节是最有效、最节能的方式.S型智能节电装置就是以其浆管道系统的进出浆水压力为控制依据,对浆泵电机进行智能控制,使纸浆泵系统始终运行在最佳的智能控制状态,从而达到节电的目的.系统改造方案如图1.

通过在浆液泵上加装S型智能节电装置,把浆液出水总管压力作为控制对象,压力变送器将纸浆液出水总管的压力转变为电信号送给PID智能调节器,与压力设定值比较,并根据差值大小按既定的PID控制模式进行运算,产生控制信号送变频调速器,通过变频器控制电机的工作频率与转速,从而使实际压力始终接近设定压力.采用压力恒定控制技术后,使纸浆液出水总管压力稳定,既能使泵工作状态满足工况要求,又能时时输出最经济功率.采用压力恒定控制技术后,纸浆液出水总管压力稳定.另外,智能节电器将压力设定在“实际值”±0.005Mpa,并保持恒压工作状态,其中可自由按工况要求在“实际值”的上下限间设一个压力值.本方案设计有工频与节电有切换功能,并保留原有的控制系统,因此设计是安全可靠的.

结语

设备改造调试完成后,在同等工况条件下,在节电状态和非节电状态下连续测试2天,分别记录用电量并进行比较,得出平均节电率约18%,改造方案达到了良好的效果.因此对存在类似工况的生产企业,值得推广对水泵进行节能改造,实现节能降耗,有良好社会和经济效益.